[发明专利]一种用活性钎焊法制备耐磨陶瓷衬板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备耐磨陶瓷衬板的方法。

背景技术

在冶金、化工、电力等行业的原、燃料输送系统中，最常遇到的是设备、管道、料仓及 溜槽的磨损问题。通常采用的耐磨衬板有铸铁衬板、锰钢衬板、铸石衬板等。由于冶金工厂 为炼铁、炼钢所输送的原料多为矿石、焦炭、石灰石和各类合金料，其对设备内衬、料仓壁 、溜管内衬的磨损严重，如在邯钢焦炭输送系统中采用厚16mm的16Mn钢衬板，仅使用半个月 就将溜槽底部磨穿。在大中型燃煤电厂输煤系统中采用16mm厚的16Mn钢衬板也仅仅使用了3 ～6个月就被磨穿，增加大量的维修工作，给生产带来了很大的影响。我国有关统计结果表 明，每年由于磨损造成的经济损失超过400亿元。因此，大力开展耐磨材料的研制及相关强 化技术的研究，提高耐磨衬板的质量，以降低由于摩擦、磨损所造成的能源和原材料方面的 损失，保障相应的耐磨设备和设施的安全运行，对于国民经济建设的发展具有十分重大的意 义。因此寻求一种低成本、高效能的耐磨衬板越来越多地为企业所重视和接受。

有关衬板材料的研究开发，国内外都已取得很大进展，但是现在已经应用的衬板都存在 一些缺陷。比如金属衬板件重，设备负荷高，更换复杂，且只能用于研磨不怕铁质污染的物 料；橡胶衬板则存在易老化、抗撕裂性差的缺点，尤其是在高速硬质物料的冲击下，作业温 度升高，磨损速度大大加快。因此寻求一种低成本、高效能的耐磨衬板越来越多地为企业所 重视和接受。随着陶瓷与金属连接技术的逐步发展，陶瓷衬板已部分取代了钢材，提高了设 备的耐磨性，延长了更换周期，大大节约了成本。但是现有的安装陶瓷耐磨体的方法是采用 螺栓连接和用无机胶直接粘贴。

普通型胶粘性陶瓷橡胶衬板是用无机胶将陶瓷直接粘贴在设备上的，其结合强度低，陶 瓷容易脱落，但普通橡胶材料超过常温即开始加速老化，在200℃环境中更是迅速老化。

螺栓连接，陶瓷耐磨体本身就是高硬度脆性耐磨材料，螺栓孔在加工工序中本身就是残 余应力几种的部位，再加上螺栓和衬板螺孔仅是局部接触，更加剧了应力集中，从而此类连 接方式制成的衬板虽然能承受一定温度，但易断裂，衬板抗磨寿命短。

故在高温环境中两种连接方式都无法发挥耐磨作用，生产实践中迫切需要一种既能耐高 温又有一定的结合强度的衬板。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有胶粘性耐磨陶瓷橡胶衬板的结合强度低、陶瓷易脱落、橡 胶材料易老化，及现有螺栓连接的耐磨陶瓷衬板易断裂、抗磨寿命短的问题，本发明提供了 一种用活性钎焊法制备耐磨陶瓷衬板的方法。

本发明一种用活性钎焊法制备耐磨陶瓷衬板的方法是通过以下方法实现的：一、按质量 分数将60％～80％的Ag粉、18％～35％的Cu粉和1％～5％的TiH₂粉混合后放入不锈钢罐中，再加入 丙酮，使丙酮高出混合粉末1～5cm，然后向不锈钢罐中充入惰性气体，并密封不锈钢罐，然 后球磨25～30h后，将球磨后的混合粉末与粘结剂混合得活性金属膏状钎料，其中，球料质 量比为20∶1，混合粉末与粘结剂的质量比为20∶1，粘结剂按质量分数由0.8％～1.2％丙三醇， 95％～97％蒸馏水和2％～4％羟乙基纤维素组成；二、对陶瓷块和低合金高强度结构钢板分别进 行表面清理，然后自然晾干，再将陶瓷块在780～820℃条件下素烧60min，然后随炉冷却后 干燥储藏；三、将步骤一得到的活性金属膏状钎料涂抹在经步骤二处理后的低合金高强度结 构钢板上，然后将经步骤二处理后的陶瓷块以阵列方式排列放置到低合金高强度结构钢板上 得焊接装配件，其中活性金属膏状钎料涂抹厚度为0.8～1.2mm，陶瓷块间的间隔为0.18～ 0.22mm；四、将步骤三的焊接装配件放入真空炉中，控制真空度为0.5～1.5×10^-4Pa，然后 以15～25℃/min的速率加热到430～470℃，保温25～35min，再以5～15℃/min的速率加热到 680～720℃，保温28～32min，然后再以8～15℃/min的速率加热到780～820℃，保温8～ 12min，再以5～15℃/min的速率加热到840～880℃，保温13～17min；冷却时，先以3～10℃ /min的速率冷却到580～620℃，随炉冷却，得到耐磨陶瓷衬板。