一种金属基陶瓷耐磨衬片及其制作方法技术

一种金属基陶瓷耐磨衬片及其制作方法，该陶瓷耐磨衬片从外向内依次为金属基层、金属与陶瓷高温结合层、陶瓷层和陶瓷釉层，金属基层为熔点高于1800℃的合金层，陶瓷层为表面具有微小孔隙的陶瓷，以使该陶瓷与金属基层在烧结时，金属基层的成分进入到微小孔隙中从而形成金属与陶瓷高温结合层，陶瓷釉层为陶瓷层外表面施加的釉料烧结后形成。本发明专利技术的陶瓷耐磨衬片兼具金属的强度和韧性以及陶瓷的耐侵蚀、耐冲刷性能，从而使其安装在管道内时，能够极大程度的提高管道的耐冲刷和耐侵蚀性能，而且，金属层与陶瓷层完美结合，解决了陶瓷与金属结合不紧密的问题，金属层与管道之间也更容易安装固定。

Metal base ceramic wear-resistant lining sheet and manufacturing method thereof

A metal based ceramic wear-resistant lining and its producing method, the wear resistant ceramic lining from outside to inside are metal layer, metal and ceramic bonding layer, a ceramic layer and a ceramic glaze layer, a metal base alloy layer for melting point above 1800 DEG C, the ceramic layer surface with small pore ceramics, in order to make the ceramic and metal base in the sintering process, the metal base component into tiny Kong Xizhong to form metal and ceramic glaze layer formed with high temperature sintering, ceramic glaze layer is applied on the surface of the outer ceramic layer. The invention of the wear resistant ceramic lining both the strength and toughness of ceramic and metal corrosion and erosion resistance, so that it is installed in the pipeline, and can greatly improve the pipeline erosion resistance and erosion resistance, and combined with the metal layer and the ceramic layer is perfect, solves the combination of ceramic and metal close the problem between the metal layer and the pipe is easy to install fixed.

【技术实现步骤摘要】
一种金属基陶瓷耐磨衬片及其制作方法
本专利技术属于管道流体输送领域用到的陶瓷内衬材料，具体的说是一种金属基陶瓷耐磨衬片及其制作方法。
技术介绍
管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。通常，流体经鼓风机、压缩机、泵和锅炉等增压后，从管道的高压处流向低压处，也可利用流体自身的压力或重力输送。在输送过程中，管道内的流体会对管道的内壁造成冲刷和磨损，从而在长时间的使用后会导致管道的磨损等问题。
技术实现思路
为解决现有技术中由于管道内流体对管道内壁的冲刷和磨损导致的管道使用寿命低的问题，本专利技术提供了一种金属基陶瓷耐磨衬片及其制作方法，通过在管道内设置该金属基陶瓷耐磨衬片，从而大大增强了管道的耐磨和耐冲刷性能。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种金属基陶瓷耐磨衬片，该陶瓷耐磨衬片从外向内依次为金属基层、金属与陶瓷高温结合层、陶瓷层和陶瓷釉层；所述金属基层为熔点高于1800℃的合金层，所述陶瓷层为表面具有微小孔隙的陶瓷，以使该陶瓷与金属基层在烧结时，金属基层的成分进入到微小孔隙中从而形成金属与陶瓷高温结合层，所述陶瓷釉层为陶瓷层外表面施加的釉料烧结后形成；所述陶瓷层由主料、制孔剂和填充剂在1500℃条件下烧制而成，按照重量比，所述主料由40-45份煅烧高岭土、10-15份的木节粘土和20-24份的石英砂组成，制孔剂由4-6份细度不超过30微米的碳化硅细粉和2-3份的碱石灰组成，填充剂由3-5份细度不超过45微米的蓝晶石细粉和6-9份细度不超过5微米的活性氧化铝微粉组成；所述陶瓷釉层选用烧结温度不超过1400℃的釉料烧结即可。所述金属与陶瓷高温结合层为金属基层与陶瓷层在高温下烧结后固化形成的连接层。所述填充剂中还含有1-2份的滑石粉。所述制孔剂中还含有1-2份的蛭石粉。上述金属基陶瓷耐磨衬片的制作方法，包括以下步骤：1）按照所述的比例称取组成陶瓷层的各物料进行混合，并依次向其中加入与物料总重相等的水、物料总重1-2%的丙酮和物料总重0.8-1%的工业植物油，拌合均匀制成细度为300-400目的泥浆，备用；2）使用步骤1）制得的泥浆在熔点高于1800℃的金属基层的内表面塑型，再将静置晾干后入窑炉进行初次烧结，然后随炉冷却至常温；所述初次烧结分为低温塑形段、中温烘烤段和氧化烧结段三部分，其中，低温塑形段是指使炉内温度从常温在6h均匀升高到400℃，并保持该温度1-2h，在此过程中，保持炉内氧气含量不高于5%；所述中温烘烤段是指，使炉内温度从400℃在4h均匀升高到1000℃，在此过程中，保持炉内氧气含量不低于40%；所述氧化烧结段是指，使炉内温度从1000℃在2h均匀升高到1500℃，并保持该温度2-3h，在此过程中，保持炉内氧气含量不低于40%；3）选用陶瓷领域中烧结温度不超过1400℃的釉料制成料浆，并对初次烧结后形成的陶瓷层表面施釉并再次烧结，从而在陶瓷层表面形成光滑致密的陶瓷釉层即制得产品。本专利技术中，以烧制陶瓷的常规原料高岭土、木节粘土和石英作为主料，其中混入碳化硅和碱石灰作为制孔剂，既可确保烧成后的陶瓷素坯中含有一些开放型气孔或称开口气孔，而且也不会影响其强度；碳化硅在高温氧化气氛中容易发生氧化反应：SiC+2O2→CO2+SiO2，该反应开始温度较高，1000℃开始明显氧化，颗粒越细，则氧化速度越快，反应产物CO2的逸出容易造成陶瓷坯体表面形成开口气孔，这些气孔在高温下会被软化的金属基层的分子迁移所填充，从而形成金属与陶瓷高温结合层；而反应产物SiO2具有较高活性，与氧化铝反应生成莫来石，从而在陶瓷内形成莫来石增强体；同时，本专利技术中填充剂在高温下，其中的蓝晶石细粉，既可确保生成较多的莫来石相，保证制品的力学强度，蓝晶石从1100℃左右开始分解、生成莫来石和SiO2，1300℃以后显著分解转化，由于该莫来石化反应伴随有16-18%的体积膨胀，因此还可填充由于碳化硅氧化产生的孔隙，使单个孔隙变小，整体孔隙率降低，并且会改变陶瓷内孔隙的形状和分布，从而使其在与釉料结合烧制时，部分釉料渗入孔隙内填充和堵塞孔隙。有益效果：本专利技术与现有技术相比，具备以下优点：1）本专利技术的陶瓷耐磨衬片从外向内依次为金属基层、金属与陶瓷高温结合层、陶瓷层和陶瓷釉层，使其兼具金属的强度和韧性以及陶瓷的耐侵蚀、耐冲刷性能，从而使其安装在管道内时，能够极大程度的提高管道的耐冲刷和耐侵蚀性能，而且，金属层与陶瓷层完美结合，解决了陶瓷与金属结合不紧密的问题，金属层与管道之间也更容易安装固定；2）本专利技术的陶瓷层以烧制陶瓷的常规原料高岭土、木节粘土和石英作为主料，其中混入碳化硅和碱石灰作为制孔剂，既可确保烧成后的陶瓷素坯中含有一些开放型气孔或称开口气孔，而且也不会影响其强度，通过加入高温下体积膨胀的蓝晶石粉，使得开放型气孔明显缩小，从而在陶瓷内部和表面形成细小的气孔，从而使其在高温下与金属基层形成金属与陶瓷高温结合层，使两者紧密结合，进一步增强了耐磨性和耐冲刷性；3）本专利技术的陶瓷层在使用原料制成泥浆时，除了加入常规的水之外，还加入了丙酮和工业植物油，这两种物质混合在泥浆里，在低温塑形阶段能够缓慢的气化，从而脱离泥浆，并在表面形成微小的气孔，而且也能增强泥料的粘性，防止泥浆表面出现裂纹导致在后续烧制中损坏。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的阐述，以下各实施例中所用的原料均为本领域常规的原料或者是从市面上能够购买得到。实施例1一种金属基陶瓷耐磨衬片，该陶瓷耐磨衬片从外向内依次为金属基层、金属与陶瓷高温结合层、陶瓷层和陶瓷釉层；所述金属基层为熔点高于1800℃的合金层，所述陶瓷层为表面具有微小孔隙的陶瓷，以使该陶瓷与金属基层在烧结时，金属基层的成分进入到微小孔隙中从而形成金属与陶瓷高温结合层，所述陶瓷釉层为陶瓷层外表面施加的釉料烧结后形成；所述陶瓷层由主料、制孔剂和填充剂在1500℃条件下烧制而成，按照重量比，所述主料由40份煅烧高岭土、10份的木节粘土和20份的石英砂组成，制孔剂由4份细度不超过30微米的碳化硅细粉和2份的碱石灰组成，填充剂由3份细度不超过45微米的蓝晶石细粉和6份细度不超过5微米的活性氧化铝微粉组成；所述陶瓷釉层选用烧结温度不超过1400℃的釉料烧结即可；上述金属基陶瓷耐磨衬片的制作方法，包括以下步骤：1）按照所述的比例称取组成陶瓷层的各物料进行混合，并依次向其中加入与物料总重相等的水、物料总重1%的丙酮和物料总重0.8%的工业植物油，拌合均匀制成细度为300目的泥浆，备用；2）使用步骤1）制得的泥浆在熔点高于1800℃的金属基层的内表面塑型，再将静置晾干后入窑炉进行初次烧结，然后随炉冷却至常温；所述初次烧结分为低温塑形段、中温烘烤段和氧化烧结段三部分，其中，低温塑形段是指使炉内温度从常温在6h均匀升高到400℃，并保持该温度1h，在此过程中，保持炉内氧气含量不高于5%；所述中温烘烤段是指，使炉内温度从400℃在4h均匀升高到1000℃，在此过程中，保持炉内氧气含量不低于40%；所述氧化烧结段是指，使炉内温度从1000℃在2h均匀升高到1500℃，并保持该温度2h，在此过程中，保持炉内氧气含量不低于40%；3）选用陶瓷领域中烧结温度不超过1400℃的釉料制成料浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属基陶瓷耐磨衬片，其特征在于：该陶瓷耐磨衬片从外向内依次为金属基层、金属与陶瓷高温结合层、陶瓷层和陶瓷釉层；所述金属基层为熔点高于1800℃的合金层，所述陶瓷层为表面具有微小孔隙的陶瓷，以使该陶瓷与金属基层在烧结时，金属基层的成分进入到微小孔隙中从而形成金属与陶瓷高温结合层，所述陶瓷釉层为陶瓷层外表面施加的釉料烧结后形成；所述陶瓷层由主料、制孔剂和填充剂在1500℃条件下烧制而成，按照重量比，所述主料由40‑45份煅烧高岭土、10‑15份的木节粘土和20‑24份的石英砂组成，制孔剂由4‑6份细度不超过30微米的碳化硅细粉和2‑3份的碱石灰组成，填充剂由3‑5份细度不超过45微米的蓝晶石细粉和6‑9份细度不超过5微米的活性氧化铝微粉组成；所述陶瓷釉层选用烧结温度不超过1400℃的釉料烧结即可。

【技术特征摘要】
1.一种金属基陶瓷耐磨衬片，其特征在于：该陶瓷耐磨衬片从外向内依次为金属基层、金属与陶瓷高温结合层、陶瓷层和陶瓷釉层；所述金属基层为熔点高于1800℃的合金层，所述陶瓷层为表面具有微小孔隙的陶瓷，以使该陶瓷与金属基层在烧结时，金属基层的成分进入到微小孔隙中从而形成金属与陶瓷高温结合层，所述陶瓷釉层为陶瓷层外表面施加的釉料烧结后形成；所述陶瓷层由主料、制孔剂和填充剂在1500℃条件下烧制而成，按照重量比，所述主料由40-45份煅烧高岭土、10-15份的木节粘土和20-24份的石英砂组成，制孔剂由4-6份细度不超过30微米的碳化硅细粉和2-3份的碱石灰组成，填充剂由3-5份细度不超过45微米的蓝晶石细粉和6-9份细度不超过5微米的活性氧化铝微粉组成；所述陶瓷釉层选用烧结温度不超过1400℃的釉料烧结即可。2.根据权利要求1所述的一种金属基陶瓷耐磨衬片，其特征在于：所述金属与陶瓷高温结合层为金属基层与陶瓷层在高温下烧结后固化形成的连接层。3.根据权利要求1所述的一种金属基陶瓷耐磨衬片，其特征在于：所述填充剂中还含有1-2份的滑石粉。4.根据权利要求1所述的一种金属基陶瓷耐磨衬片，其特征在于：所述制孔剂中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炎斌，马静婕，王淑娟，魏风军，李亚超，李东海，贾秋丽，刘灿，穆琳瑛，
申请(专利权)人：张炎斌，
类型：发明
国别省市：河南,41