[发明专利]一种纳米氧化铝补强耐磨衬板的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米氧化铝补强耐磨衬板的制备方法，属于金属材料制备技术领域。本发明中陶瓷粉成分中的氧化铈为稀土氧化物中活性最强的氧化物，它能加强复合镀液中陶瓷粉体与涂覆的基体铸件分子间的原子轨道交互作用，提高耐磨衬板的耐高温性能，本发明中用复合镀液浸涂基底板时，复合镀液中水化氧化铝粒子吸附周围金属离子而带正电，在静电吸引力的作用下水化氧化铝粒子不断地向基底板表面迁移，水化氧化铝粒子接触到基底板表面，高密度超细粒径的氧化铝膜能减少耐磨衬板的阿克隆磨耗体积量，可通过纳米氧化铝颗粒提高金属陶瓷粉和基底板的结合力，不易剥落并保持高致密度，不易产生磨损，从而提高耐磨衬板的耐磨性能，应用前景广阔。

技术领域

本发明公开了一种纳米氧化铝补强耐磨衬板的制备方法，属于金属材料制备技术领域。

背景技术

耐磨衬板，是指耐磨钢板通过切割、卷板变形、打孔和焊接等生产工艺加工而成各种耐磨衬板，如输送机衬板、给煤机底板/旋风分离器倒锥和衬板、耐磨叶片等，耐磨寿命可比普通钢板提高15倍以上。

耐磨材料是一类较为特殊的材料，它多用于存在磨损的场合，如：矿山机械、工程机械、粉末设备中与土砂、矿石、岩石、水泥等物料相互作用的机械零件；粮油加工、耕作收割等农业机械；水利和火力发电设备中许多机械零部件；人体的牙齿、鞋底、笔尖以及多种生活品等。可以说，耐磨材料在冶金、建材、矿山、港口、石油、电力、煤炭、化工以及军事等各个工业领域中普遍存在，和每个人的生活息息相关。

耐磨材料的工作环境非常复杂，有些耐磨材料需要在重载、冲击、腐蚀、粉尘、蒸汽、渣滓等恶劣工况条件下工作，常常用于矿山、机械、水电、煤炭、港口、冶金等场合，这些环境会造成耐磨材料的巨大损耗和能源浪费，这部分耐磨材料占据着耐磨材料的主体，包括耐磨铸铁和耐磨铸钢两大部分。

我国每年要消耗磨机衬板约20万吨，破碎机衬板约20万吨，因此降低衬板材料的损耗具有十分重要的经济意义。先后经历了高锰钢、普通白口铸铁、镍硬铸铁、高铬铸铁到奥氏体高锰钢和各种通过淬火回火工艺冶炼的中低合金钢等几种材质的发展阶段。目前各行业所用的衬板材质主要有高锰钢、多元低合金钢、铬系白口铸铁等几种单一金属材料，不能抵抗磨料的压入和划动，在使用过程中表面产生大量的切削磨损和塑变低周疲劳，抗磨料磨损性能较差，并且韧性差，容易剥落和断裂。

因此，发明一种磨损性能好且韧性好的纳米氧化铝补强耐磨衬板对金属材料制备技术领域具有积极意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前各行业所用的衬板材质主要有高锰钢、多元低合金钢、铬系白口铸铁等几种单一金属材料，高温时硬度降低不能抵抗磨料的压入和划动，在使用过程中表面产生大量的切削磨损和塑变低周疲劳，抗磨料磨损性能较差，并且韧性差，容易剥落和断裂，提供了一种纳米氧化铝补强耐磨衬板的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种纳米氧化铝补强耐磨衬板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）按重量份数计，将30～35份氧化钡、16～18份氧化硼、13～15份氧化铝、25～30份氧化铈和3～5份氧化锆混合放入刚玉坩埚中，将刚玉坩埚移入马弗炉中，加热升温，保温烧结，取出刚玉坩埚，用水淬冷处理，得到稀土陶瓷块；

（2）将稀土陶瓷块放入研钵中研磨3～4h，过筛得到陶瓷粉，取合适的钢板铸件，用400目砂纸打磨8～10min，再用丙酮擦洗钢板表面，配制氢氧化钠溶液，加热得到碱液，用碱液清洗钢板10～15min后，再用去离子水冲洗钢板3～4次得到基底板；

（3）按重量份数计，将1～2份镍粉、10～12份锰铁、30～33份铬铁、20～21份钼铁、30～35份陶瓷粉混合得到金属陶瓷粉料，将70～80份金属陶瓷粉料置于行星球磨机中，向行星球磨机中倒入60～70份聚乙烯醇水溶液，球磨，得到金属陶瓷浆料；