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1、10申请公布号CN102320820A43申请公布日20120118CN102320820ACN102320820A21申请号201110165832522申请日20110620C04B35/10200601C04B35/62220060171申请人河南省耕生高温材料有限公司地址450001河南省郑州市高新技术开发区冬青街18号72发明人全建军74专利代理机构郑州大通专利商标代理有限公司41111代理人张爱军54发明名称氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法57摘要本发明涉及一种氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法,原料为AL2O3微粉7478、SIO2021、Y2O312、CEO212、苏州土14、ZRO21。
2、822,外加上述原料总重00401的聚乙烯醇溶液、0105的分散剂、8085的水。加工时先按原料组成称料,加水球磨、造粒、等静压成型、压制成坯、坯体车制,座烧方法装窑,烧成温度为16401650,保温335H烧成,出窑。本发明产品的抗折强度、断裂韧性、热稳定性、化学稳定性等方面均优于普通陶瓷管,满足物料长期对瓷管的冲刷、冲击、腐蚀及磨损等要求,延长了瓷管的使用寿命。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页CN102320825A1/1页21一种氧化铝耐磨陶瓷管,其特征是,由下述重量百分比的原料组成AL2O3微粉7478、SIO2021、Y2O312。
3、、CEO212、苏州土14、ZRO21822,上述原料总重为100,外加上述原料总重00401的聚乙烯醇溶液、0105的分散剂、8085的水。2根据权利要求1所述的氧化铝耐磨陶瓷管,其特征在于所述原料粒度为AL2O3微粉50006000目、SIO2300325目、Y2O3300400目、CEO2300325目、苏州土240250目、ZRO2150180目。3根据权利要求1所述的氧化铝耐磨陶瓷管,其特征在于所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为58,所述分散剂为六偏磷酸纳。4一种权利要求1所述氧化铝耐磨陶瓷管的加工方法,其特征在于该方法包括以下步骤(1)按原料组成称料,将ZRO2、CEO2投入球磨机,加水。
4、球磨,当D50达到45微米时,向球磨机中加入50的AL2O3微粉,然后加入SIO2、Y2O3和苏州土,再加入余下的AL2O3微粉,加入水和分散剂,球磨4550H,取样检测粒度,要求粒度D50为23微米;加入聚乙烯醇溶液,再球磨115H开始造粒,得到粒度为40180目的造粒粉;(2)等静压成型将造粒粉等静压成型,压制成毛坯,毛坯含水量控制在15以下;(3)坯体车制采用真空橡皮膨胀夹具车制毛坯,车床转速为200360R/MIN;(4)烧成将车制后的毛坯按尺寸切割,采用座烧方法装窑,烧成温度为16401650,在此温度下保温335H烧成,出窑。5根据权利要求4所述的加工方法,其特征在于所述等静压成型。
5、时的成型压力为150MPA,在此压力下保压3MIN。6根据权利要求4所述的加工方法,其特征在于所述座烧是在棚板上铺一层20目的白刚玉砂,放上垫片并校平,垫片上再铺一层40目的白刚玉砂,然后将瓷管放在垫片上装窑。7根据权利要求6所述的加工方法,其特征在于所述棚板材质为SIC,棚板厚度为2025MM,棚板耐火度1750。8根据权利要求4所述的加工方法,其特征在于所述等静压成型时的压力曲线为压力由表压0MPA逐渐升压至150MPA,历时10MIN,保压2MIN;由150MPA逐渐减压至100MPA,历时2MIN,保压1MIN;由100MPA逐渐减压至60MPA,历时05MIN,保压2MIN;由60M。
6、PA逐渐减压至0MPA,历时2MIN。9根据权利要求48任一项所述的加工方法,其特征在于所述烧成温度要求为毛坯由室温经3H升温至300,再经35H升温至600,再经5H升温至950,保温1H;再由950经5H升温至1200,经3H升温至1350,保温2H;再由1350经7H升温至16401650,保温335H;然后由16401650经7H降温至1200,再经6H降温至950,最后自然冷却至200。权利要求书CN102320820ACN102320825A1/4页3氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法技术领域0001本发明涉及一种陶瓷材料,特别是涉及一种氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法。背景技术0002氧化。
7、铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷,因为其具有优越的性能,如耐磨、耐腐蚀等性能较好,在工业化生产中应用越来越广泛,能满足各行业的特殊性能的需要。0003普通型氧化铝陶瓷按AL2O3含量不同,分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种,形成氧化铝陶瓷系列产品,其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料,如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等;95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件;85氧化铝瓷中常掺入部分滑石,以提高其电性能和机械强度。0004由于氧化铝陶瓷管有脆性弱点,在抗冲击方面性能较差。如何提高陶瓷管的韧性和耐磨性,满足物料长期对瓷管的冲刷、冲击、腐蚀及磨损,提高瓷管的使用寿命,是目前需要。
8、解决的技术问题。发明内容0005本发明要解决的技术问题提供一种氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法,有效解决了该类产品的耐磨耐腐蚀等问题,延长了陶瓷管的使用寿命。0006本发明的技术方案一种氧化铝耐磨陶瓷管,由下述重量百分比的原料组成AL2O3微粉7478、SIO2021、Y2O312、CEO212、苏州土14、ZRO21822,上述原料总重为100,外加上述原料总重00401的聚乙烯醇溶液、0105的分散剂、8085的水。0007所述原料粒度为AL2O3微粉50006000目、SIO2300325目、Y2O3300400目、CEO2300325目、苏州土240250目、ZRO2150180目。000。
9、8所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为58,所述分散剂为六偏磷酸纳。0009所述氧化铝耐磨陶瓷管的加工方法,包括以下步骤(1)按原料组成称料,将ZRO2、CEO2投入球磨机,加水球磨,当D50达到45微米时,向球磨机中加入50的AL2O3微粉,然后加入SIO2、Y2O3和苏州土,再加入余下的AL2O3微粉,加入水和分散剂,球磨4550H,取样检测粒度,要求粒度D50为23微米;加入聚乙烯醇溶液,再球磨115H开始造粒,得到粒度为40180目的造粒粉;(2)等静压成型将造粒粉等静压成型,压制成毛坯,毛坯含水量控制在15以下;(3)坯体车制采用真空橡皮膨胀夹具车制毛坯,车床转速为200360R/MIN;(。
10、4)烧成将车制后的毛坯按尺寸切割,采用座烧方法装窑,烧成温度为16401650,在此温度下保温335H烧成,出窑。0010所述等静压成型时的成型压力为150MPA,在此压力下保压3MIN。0011所述座烧是在棚板上铺一层20目的白刚玉砂,放上垫片并校平,垫片上再铺一层说明书CN102320820ACN102320825A2/4页440目的白刚玉砂,然后将瓷管放在垫片上装窑。0012所述棚板材质为SIC,棚板厚度为2025MM,棚板耐火度1750。0013所述等静压成型时的压力曲线为压力由表压0MPA逐渐升压至150MPA,历时10MIN,保压2MIN;由150MPA逐渐减压至100MPA,历时。
11、2MIN,保压1MIN;由100MPA逐渐减压至60MPA,历时05MIN,保压2MIN;由60MPA逐渐减压至0MPA,历时2MIN。0014所述烧成温度要求为毛坯由室温经3H升温至300,再经35H升温至600,再经5H升温至950,保温1H;再由950经5H升温至1200,经3H升温至1350,保温2H;再由1350经7H升温至16401650,保温335H;然后由16401650经7H降温至1200,再经6H降温至950,最后自然冷却至200。0015本发明的积极有益效果(1)本发明的氧化铝耐磨陶瓷管性能优良,其抗折强度、断裂韧性、热稳定性、化学稳定性等方面均优于普通陶瓷管。具体的性能。
12、指标见下表1。0016表1本发明的氧化铝耐磨陶瓷管性能指标注表1中的10HC1,是指质量浓度;19的NAOH是指质量比。0017(2)本发明通过改进原料配方和生产工艺,采用等静压成型工艺,严格控制压力曲线和烧结温度曲线,解决了该类产品烧结易变形、耐磨耐腐蚀等问题,有效控制了产品质量。0018(3)由于普通氧化铝陶瓷管的脆性较大,抗冲击性能较差,本发明在一定程度上提高了陶瓷管的韧性和耐磨性,陶瓷管使用温度可达200度以上,满足物料长期对瓷管的冲刷、冲击、腐蚀及磨损等要求,延长了瓷管的使用寿命,减少更换频率,节省检修时间,提高产品的性价比,提高了生产效率。具体实施方式0019例1一种氧化铝耐磨陶瓷。
13、管及其加工方法1原料组成以重量百分比表示,AL2O3微粉7478、SIO2021、Y2O312、CEO212、苏州土14,ZRO21822,上述原料总重为100,外加上述原料总重00401的聚乙烯醇溶液、0105的分散剂、8085的水;其中聚乙烯醇溶液的质量浓度为58,分散剂为六偏磷酸纳。0020原料粒度要求AL2O3微粉50006000目、SIO2300325目、Y2O3300400目、CEO2300325目、苏州土240250目、ZRO2150180目。00212陶瓷管的加工方法,包括以下步骤说明书CN102320820ACN102320825A3/4页5(1)按原料组成称料,将ZRO2、。
14、CEO2投入球磨机,加水球磨30小时左右,当D50达到45微米时,向球磨机中加入50的AL2O3微粉,然后加入SIO2、Y2O3和苏州土,再加入余下的AL2O3微粉,加入水和分散剂,球磨4550H,取样检测粒度,要求粒度D50为23微米;加入聚乙烯醇溶液,再球磨115H开始造粒,得到粒度为40180目的造粒粉;(2)等静压成型将造粒粉压制成型,成型压力为150MPA,在此压力下保压3MIN,压制成毛坯,毛坯含水量控制在15以下;成型时压力曲线为压力由表压0MPA逐渐升压至150MPA,历时10MIN,保压2MIN;由150MPA逐渐减压至100MPA,历时2MIN,保压1MIN;由100MPA。
15、逐渐减压至60MPA,历时05MIN,保压2MIN;由60MPA逐渐减压至0MPA,历时2MIN。0022(3)坯体车制采用真空橡皮膨胀夹具车制,芯轴套上真空橡皮圈和挡板,毛坯套在真空橡皮圈上,挡板外侧设有螺母;装上毛坯后锁紧两端螺母,车床转速为200360R/MIN;其中的真空橡皮膨胀夹具的结构,见申请号为2010205075514、名称为氧化铝陶瓷管等静压成型毛坯车制夹具。0023(4)切割、烧成将车制后的毛坯按形状和尺寸要求切割,采用座烧方法装窑,烧成温度为16401650,在此温度下保温335H烧成,自然冷却后出窑。0024所述座烧是在棚板上铺一层20目的白刚玉砂,放上垫片并校平,垫片。
16、上再铺一层40目的白刚玉砂,然后将瓷管放在垫片上装窑。0025所述棚板材质为SIC,外形尺寸为400X400,厚度为2025MM,棚板耐火度1750;棚板的具体要求为SIC含量98,气孔率157,体积密度为2426G/CM3,抗折强度(201300)为90140MPA,导热系数为23W/MK,使用温度1650。0026烧成温度要求毛坯由室温经3H升温至300,再经35H升温至600,再经5H升温至950,保温1H;再由950经5H升温至1200,经3H升温至1350,保温2H;再由1350经7H升温至16401650,保温335H;然后由1620经7H降温至1200,再经6H降温至950,最后。
17、自然冷却至200。0027例2氧化铝耐磨陶瓷管及加工方法,同例1基本相同,不同之处在于1原料组成AL2O3微粉75、SIO21、Y2O31、CEO22、苏州土1,ZRO220,上述原料总重为100,外加上述原料总重004的聚乙烯醇溶液、03的分散剂、80的水;其中聚乙烯醇溶液的质量浓度为8,分散剂为六偏磷酸纳。00282陶瓷管的加工方法,同例1不同之处在于(4)切割、烧成将车制后的毛坯按形状和尺寸要求切割,采用座烧方法装窑,烧成温度为1640,在此温度下保温35H烧成。0029烧成温度要求为毛坯由室温经3H升温至300,再经35H升温至600,再经5H升温至950,保温1H;再由950经5H升。
18、温至1200,经3H升温至1350,保温2H;再由1350经7H升温至1640,保温35H;然后由1620经7H降温至1200,再经6H降温至950,最后自然冷却至200。0030例3氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法,同例1基本相同,不同之处在于1原料组成AL2O3微粉78、SIO202、Y2O31、CEO21、苏州土1,ZRO2188,上述原料总重为100,外加上述原料总重01的聚乙烯醇溶液、02的分散剂、85的水。说明书CN102320820ACN102320825A4/4页6其中聚乙烯醇溶液的质量浓度为5,分散剂为六偏磷酸纳。00312陶瓷管的加工方法,同例1不同之处在于(4)切割、烧成将车。
19、制后的毛坯按形状和尺寸要求切割,采用座烧方法装窑,烧成温度为1650,在此温度下保温3H烧成;烧成温度要求为毛坯由室温经3H升温至300,再经35H升温至600,再经5H升温至950,保温1H;再由950经5H升温至1200,经3H升温至1350,保温2H;再由1350经7H升温至1650,保温3H;然后由1620经7H降温至1200,再经6H降温至950,最后自然冷却至200。0032例4氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法,同例1基本相同,不同之处在于原料组成AL2O3微粉77、SIO202、Y2O31、CEO21、苏州土1,ZRO2198,上述原料总重为100,外加上述原料总重008的聚乙烯醇溶。
20、液、04的分散剂、83的水;其中聚乙烯醇溶液的质量浓度为6,分散剂为六偏磷酸纳。0033例5氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法,同例1基本相同,不同之处在于原料组成AL2O3微粉76、SIO203、Y2O318、CEO215、苏州土2,ZRO2184,上述原料总重为100,外加上述原料总重006的聚乙烯醇溶液、05的分散剂、84的水;其中聚乙烯醇溶液的质量浓度为7,分散剂为六偏磷酸纳。0034例6氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法,同例1基本相同,不同之处在于原料组成AL2O3微粉75、SIO205、Y2O32、CEO21、苏州土3,ZRO2185,上述原料总重为100,外加上述原料总重005的聚乙烯醇溶液、03的分散剂、82的水;其中聚乙烯醇溶液的质量浓度为6,分散剂为六偏磷酸纳。0035例7氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法,同例1基本相同,不同之处在于原料组成AL2O3微粉74、SIO21、Y2O31、CEO21、苏州土1,ZRO222,上述原料总重为100,外加上述原料总重009的聚乙烯醇溶液、01的分散剂、80的水;其中聚乙烯醇溶液的质量浓度为6,分散剂为六偏磷酸纳。说明书CN102320820A。