[发明专利]一种陶瓷预制体及其制备方法、陶瓷耐磨结构及耐磨件

说明书

本发明涉及一种陶瓷预制体及其制备方法、陶瓷耐磨结构及耐磨件。通过将基于光固化3D打印工艺制备的陶瓷素坯烧结、镀镍处理制得陶瓷预制体，所得陶瓷预制体为泡沫结构的半球体或球体，该半球形或球形结构的设置，使陶瓷预制体在受到外力作用时，基体能够给予外表面最大的支撑作用，且由于经镀镍处理，所以预制体对浇铸金属熔液具有较好的浸润性，便于浇铸过程中金属熔液渗入陶瓷预制体的空腔内部与预制体复合成为一体起到支撑作用，提高整体的耐磨韧性，且结合牢固，不易破损、剥落。根据耐磨件不同部位受到磨损的程度和强度不同，配置陶瓷预制体或陶瓷耐磨结构，满足耐磨件特殊部位的耐磨需求，提高整体的耐磨韧性，延长寿命，降低其维护周期。

技术领域

本发明属于复合耐磨材料领域,具体涉及一种陶瓷预制体及其制备方法、陶瓷耐磨结构及耐磨件。

背景技术

金属陶瓷复合材料是将陶瓷的高硬度、高耐磨性和金属的高韧性相结合制备的一类复合材料，在水泥、煤电或矿石等耐磨领域上具有很大的应用前景。传统工艺通过干压法制备陶瓷预制体，经过表面镀镍处理，置于砂型模具中浇注得到金属陶瓷复合耐磨部件，耐磨性能要优于单一金属耐磨材料。

但是在工业耐磨设备实际应用过程中，耐磨件不同部位受到磨损的程度和强度并不相同，单一的压制模具并不能制备满足特殊部位的耐磨需求。可以通过优化结构的方式，在特定部位增加陶瓷耐磨结构，提高整体耐磨部件的工作效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种陶瓷预制体及其制备方法、陶瓷耐磨结构及耐磨件。

根据本发明的一个方面，提供了一种陶瓷预制体的制备方法，所述陶瓷预制体用于耐磨设备的耐磨增强体，所述方法包括以下步骤：

将可光固化3D打印陶瓷料浆基于光固化3D打印工艺制备陶瓷素坯，所述陶瓷素坯为泡沫结构的半球体或球体；

所述陶瓷素坯经烧结、镀镍处理得陶瓷预制体。

所述陶瓷素坯经烧结后所得的致密陶瓷结构，经粗化-敏化-活化后置于镀液中，在80-90℃水浴条件反应1-2h进行镀镍处理，得到最终合金化陶瓷预制体，参考专利CN101748348A介绍的镀镍方法。

其中，镀液成分为：硫酸镍30g/L，次亚磷酸钠20g/L，浓度为40％的氢氟酸10mL/L，氟化氢铵10g/L，氨水30mL/L；配位剂控制镀液的pH值为6.5左右。

粗化剂为氢氟酸或浓盐酸中的一种；敏化剂为氯化亚锡(SnCl₂)和盐酸混合溶液，敏化剂成分为25g/L的SnCl₂、10ml/L的HCl；活化剂为氯化钯(PdCl₂)和盐酸混合溶液，活化剂成分为0.25g/ml的PdCl₂、10ml/L的HCl。

进一步的，所述可光固化3D打印陶瓷料浆的原料，以重量份计，包括：

第一陶瓷粉体25-45份、第二陶瓷粉体6-10份、光固化树脂体系35-55份、分散剂1-10份、助剂0.1-1份，其中，第一陶瓷粉体为所述陶瓷预制体提供硬度，第二陶瓷粉体为所述陶瓷预制体提供韧性。