[发明专利]一种复合陶瓷磨盘及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属无机非金属材料(陶瓷)领域，具体是一种应用于高速旋转状态下使用的复合陶瓷磨盘及其制造方法。

背景技术

目前应用于化工领域的旋转磨盘，其工作环境是在带有粗细不均颗粒的浓稠液体里进行高速旋转运动，所以要求磨盘具有很强的耐磨损性和耐腐蚀性。目前旋转磨盘一般采用不锈钢和高铬铸铁材料制作，其耐磨性能、耐腐蚀性能较差，存在使用寿命短、易磨损和易腐蚀的缺陷，并会给产品带来二次污染，虽然也有一些复合材料用于制作磨机磨盘，但未达到良好的使用效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种应用于高速旋转状态下具有高强度、高韧性、高硬度和高耐腐性的复合陶瓷磨盘及其制造方法。

本发明的一种复合陶瓷磨盘，其特征在于由组份为：

3mol％Y₂O₃稳定的四方多晶ZrO₂   85～90wt％

Al₂O₃                          4～8wt％

Ce₂O₃稳定的四方多晶ZrO₂        4～6wt％

Cr₂O₃                          2～5wt％，

组成的复合陶瓷磨盘。

制造上述复合陶瓷磨盘的方法，其特征是：以纳米级3mol％Y₂O₃稳定的四方多晶ZrO₂、纳米级Al₂O₃、纳米级Ce₂O₃稳定的四方多晶ZrO₂以及亚微米级Cr₂O₃为原料，按如下重量百分比：

3mol％Y₂O₃稳定的四方多晶ZrO₂   85～90wt％

Al₂O₃                          4～8wt％

Ce₂O₃稳定的四方多晶ZrO₂        4～6wt％

Cr₂O₃                        2～5wt％，

经配料、球磨、造粒、成型、素坯加工、高温烧结、精密磨加工获得制品，其中烧结温度范围为：1480～1550℃，保温时间2～4小时。

所述的球磨最佳工艺是将配好的粉料放入球磨机，加入氧化锆研磨球和水，粉料、锆球、水的重量比例为1∶1.8～2.0∶0.25～0.3，此外加入粉料重量0.1～0.2％的聚乙烯醇作为粘结剂，球磨12～16小时。

所述造粒可采用喷雾造粒，粒径控制在20～30μm为宜。

所述成型可采用先干压成型，压力95～105MPa；后冷等静压成型，压力130～160MPa，得到陶瓷素坯的密度易达到60～65％。

所述素坯加工包括开槽、打空和边角修整加工。

所述精密磨加工包括双面平面加工、槽口深度加工和通孔加工。

本发明采用纳米级颗粒3Y-TZP(3mol％Y₂O₃稳定的四方多晶ZrO₂)为基体，添加纳米级颗粒Al₂O₃、Ce-ZrO₂(Ce₂O₃稳定的四方多晶ZrO₂)以及亚微米级颗粒Cr₂O₃，通过成型、高温烧结、精密加工，获得高强度、高韧性、高硬度和耐腐性强的高性能陶瓷材料，从而大大提高旋转磨盘寿命，解决了因磨盘磨损给产品带来的污染问题。

具体实施方式

实施例1