[发明专利]一种复合型抛丸器流丸管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及抛丸器流丸管制备的技术领域，具体是一种复合型抛丸器流丸管的制备方法。

背景技术

随着工业的不断发展，在表面处理技术领域，抛丸技术在当今工业生产中应用十分广泛，抛丸技术所用到的设备是抛丸机。抛丸机是通过抛丸器将钢砂钢丸高速抛出冲击在材料物体表面的一种处理技术，用于去除工件表面的毛刺和铁锈，也可以针对工件某个部分涂层的表面去除表面的污染物，并提供一个增加涂层的表面轮廓附着力，达到强化工件的目的。相比其他表面处理技术来说，它具有更快，更有效的特点。

抛丸机中最核心的部件为抛丸器，抛丸机工作时，钢丸钢砂由流丸管进入抛丸器中，经转动分丸轮加速后通过定向套窗口达到叶片，在离心力作用下抛出，打到工件表面上，以达到清理或强化的目的。

在实际工业生产中，由于弹丸不断的在抛丸器内流动，这就对抛丸器的耐磨性提出了很高的要求，而抛丸器的流丸管是最易被磨损的部件，所以提高抛丸器流丸管的耐磨性，成为了降低抛丸器报废率的关键技术。

目前工业生产中所用的流丸管为铸铁材料制成，在长期的使用中，由于钢丸钢砂不断的高速流动，使其极易被磨损，而使抛丸器报废，大大降低了工业生产效率，增加了生产成本，给工业生产带来了损失。

工程陶瓷因具有重量轻、抗压强度高和耐磨性优良等一系列的优点，成为替代传统的铸铁而制造流丸管的理想材料。但是截止目前为止，仍没有一种性能优良的抛丸器流丸管，因此急需一种性能优良的复合型抛丸器流丸管。

发明内容

为克服现有铸铁抛丸器流丸管的缺陷和不足，本发明提出了一种工艺过程简单快捷、易操作且性能优良的复合型抛丸器流丸管的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种复合型抛丸器流丸管的制备方法，步骤如下：

（1）原料配制：按质量比分别称取氮化硅粉末80~85份、氮化硼纳米管粉末5~10份、氧化铝粉末4~6份、氧化钇粉末3~5份，组成制备的原材料；

（2）原料混合：将步骤（1）中所述原材料加入球磨罐中，按酒精与原料体积比为1:1的比例加入酒精制成稀料，按钢球与原料质量比为9~15:1加入钢球，将球磨罐密封后，向球磨罐内通入氩气作为保护气，在行星式球磨机中对原料进行球磨混合，设置球磨转速为200~250转每分钟，球磨时间为8~12小时；将球磨后的原料在真空干燥箱中干燥10~12小时，设置温度为75℃~85℃；将干燥后的混合粉料过300目筛后收集备用；

（3）浆料配制：将步骤（2）中所得混合粉料加入搅拌机中，加入质量分数为28%~35%的蒸馏水，并加入质量分数为0.3%~0.5%的稀释剂，在250~300r/min的转速下对原料进行搅拌，搅拌时间为1~2小时后制成浆料；

（4）注浆成型：将步骤（3）中所得浆料注入抛丸器流丸管成型石膏模具中，等浆料层增厚到10mm时，倒掉模具中多余的浆料，并对倒掉浆料后的带坯模型进行甩浆；

（5）干燥脱模：将步骤（4）中所得带坯模型放入干燥室中，干燥室的温度控制在53℃±3℃，待模具注浆口与坯体分离0.5~1mm时，即可对带坯模型进行脱模，得到流丸管毛坯；

（6）真空烧结：将步骤（5）中所得流丸管毛坯置于流丸管模具中，并将其放入真空热压烧结炉中进行真空热压烧结，真空度为10^-2Pa，升温工艺为：先手动加热至200℃，再按10℃/min的升温速度加热至1100℃，保温30min，再按7℃/min的速度加热至1750℃~1800℃，保温1h后烧结结束，待工件随炉冷却至室温后得到Si₃N₄/BNNT复合陶瓷流丸管内衬；

（7）复合铸造：将步骤（6）中所得Si₃N₄/BNNT复合陶瓷流丸管内衬作为砂芯下入流丸管铸造砂箱中，合模后用铁水进行浇注，使铁铸件包覆在陶瓷流丸管外壁上；最终得到外侧为铸铁，内侧为Si₃N₄/BNNT复合陶瓷的复合型抛丸器流丸管。

本发明的特点还有：

所述步骤（3）中的稀释剂为水玻璃或碳酸钠或磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种或几种组合；所述的稀释剂进一步优选为碳酸钠。

所述步骤（4）中对倒掉浆料后的带坯模型进行甩浆，是为避免倒掉浆料后少量残余的浆料在坯体内表面的不均匀分布，以保证残余浆料分布均匀，避免泥缕产生。

所述步骤（5）中对带坯模型的干燥时间为吃浆时间的2/5-3/5；进一步优选，对带坯模型的干燥时间为吃浆时间的1/2。