[发明专利]氧化铝·氧化钛复合陶瓷粉末的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及适用于金属基底上形成热喷涂陶瓷涂层的氧化铝·氧化钛(Al₂O₃·TiO₂)复合陶瓷粉末的制备方法。

背景技术：

众所周知，在金属基底上采用等离子热喷涂的方法形成氧化铝·氧化钛(Al₂O₃·TiO₂)陶瓷涂层能显著改进表面的硬度、耐磨性和耐腐性，在石油化工、纺织工业、冶金、机械工业具有广泛的应用。如泥浆泵活塞杆、柱塞泵柱塞及密封件、液压系统蝶形阀——放泄阀塞和密封件中的耐硬面磨损、耐气蚀和颗粒冲蚀涂层，金属拉丝行业用导丝轮、拉丝卷筒涂层；化纤纺机导丝轮、罗拉辊、紧缩辊、纺线导架涂层，高压往复泵柱塞、机械密封动环涂层等。涂层可用多种技术实现，Al₂O₃·TiO₂涂层最常用的方法是等离子热喷涂，它是利用等离子喷涂设备所产生的高温热源将陶瓷粉末材料熔融或熔化，并用高速射流使之需雾化成微细液滴或高温颗粒，喷射到经过预先处理的金属基底表面形成涂层，这种涂层是均匀而连续的，具有陶瓷的高硬度、耐磨性和耐腐蚀性。

氧化铝·氧化钛(Al₂O₃·TiO₂)复合陶瓷粉末的制备方法通常有：(1)熔融、破碎法；(2)烧结、破碎法；(3)团聚、烧结法；(4)等离子球化法。无论采用何种方法，首先要考虑的是粉末的流动性，即粉末的流动性要好才能有应用价值。方法(1)、(2)的主要工艺装备是电弧炉或高温烧结窖炉、破碎设备和气流粉碎设备，这些工艺装备昂贵，一次性投入大，同时制备的粉末呈无规则的块状粉末，流动性较差。

发明内容：

本发明氧化铝·氧化钛(Al₂O₃·TiO₂)复合陶瓷粉末的制备方法包括以下步骤：

(1)原料Al₂O₃·TiO₂粉末的配料、混合；

(2)将Al₂O₃·TiO₂粉末的混合物制备成浆料；

(3)将上述浆料喷雾干燥制备成混合、团聚型粉末；

(4)喷雾干燥得到的粉末高温烧结；

(5)喷雾干燥得到的粉末等离子球化；

(6)将高烧结和等离子球化得到的粉末分散、漂洗、沉降分级制备成团聚、烧结和团聚、等离子球化型粉末。

本发明涉及的制备方法，包括混合、团聚法、团聚烧结法和团聚、等离子球化法连成一体，制备工艺一条线，同时制备出三种不同类型的粉末，所制备的粉末均为球形或近球形，流动性好，采用热喷涂涂层沉积效率高、涂层孔隙率低、硬度高、耐磨损、耐腐蚀。

氧化铝·氧化钛复合陶瓷粉末的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用氧化铝粉(α-Al₂O₃)和二氧化钛(金红石型TiO₂)为原料，按重量百分比配料，其中TiO₂的含量为3％、13％、20％、40％、50％，其余为Al₂O₃及杂质含量；

(2)浆料制备：将(1)配料在高效循环搅拌磨中按料液比加入定量的水、粘结剂溶液、消泡剂、分散剂和润滑剂，进行循环搅拌磨，使Al₂O₃·TiO₂粉末混合均匀，粉末颗粒d5o＝3mm制成浆料；

(3)高速离心喷雾干燥造粒，制备所需粒度和粒度分布的球形粉末；

(4)将(3)干燥、造粒粉末过筛分级制备所需粒度和粒度分布的混合、团聚型粉末；

(5)将(3)干燥造粒粉末高温烧结、分散、沉降分级、干燥，制备所需粒度及粒度分布的团聚烧结型粉末；

(6)将(3)干燥造粒粉末等离子球化、漂洗、沉降分级、干燥制备所需粒度及粒度分布的团聚等离子球化型粉末。