[发明专利]氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法

说明书

技术领域

    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

氧化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。

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。

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，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

    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。

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：α-Al₂O₃微粉74-78%、SiO₂ 0.2-1%、Y₂O₃ 1-2%、CeO₂ 1-2%、苏州土 1-4%、ZrO₂18%-22%，上述原料总重为100%，外加上述原料总重0.04-0.1%的聚乙烯醇溶液、0.1-0.5%的分散剂、80-85%的水。

所述原料粒度为：α-Al₂O₃微粉5000-6000目、SiO₂ 300-325目、Y₂O₃ 300-400目、CeO₂300-325目、苏州土 240-250目、ZrO₂ 150-180目。

所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为5-8%，所述分散剂为六偏磷酸纳。

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4-5微米时，向球磨机中加入50%的α-Al₂O₃微粉，然后加入SiO₂、Y₂O₃和苏州土，再加入余下的α-Al₂O₃微粉，加入水和分散剂，球磨45-50h，取样检测粒度，要求粒度D₅₀为2-3微米；加入聚乙烯醇溶液，再球磨1-1.5h开始造粒，得到粒度为40-180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1.5%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200-360r/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1640-1650℃，在此温度下保温3-3.5h烧成，出窑。

所述等静压成型时的成型压力为150MPa，在此压力下保压3 min。

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。 

所述棚板材质为SiC，棚板厚度为20-25mm，棚板耐火度≥1750℃。

所述等静压成型时的压力曲线为：压力由表压0 MPa逐渐升压至150MPa，历时10min，保压2min；由150MPa逐渐减压至100MPa，历时2 min，保压1min；由100 MPa逐渐减压至60MPa，历时0.5min，保压2min；由60MPa逐渐减压至0MPa，历时2min。

所述烧成温度要求为：毛坯由室温经3h升温至300℃，再经3.5h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1640-1650℃，保温3-3.5 h；然后由1640-1650℃经7h降温至1200℃，再经6h降温至950℃，最后自然冷却至200℃。

本发明的积极有益效果：