一种耐磨陶瓷滚筒衬板的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨陶瓷滚筒衬板的制造方法，先将30‑40wt%的三氧化铝、10‑20%wt%的高岭土、10‑25wt%的矾土、20‑35wt%的石英粉、5‑10wt%的长石粉、1‑3wt%氧化锆按比例球磨混合得到基料，在基料加入基料重量1‑3%的羧甲基纤维素和基料重量2‑5%的广东黑泥经球磨搅拌均匀得到熟料，在0.3‑0.5MPa空气压力下将占基料重量1‑3%的增强料喷入熟料中，再经球磨混合搅拌制成粉状料，将粉状料挤压成型制成衬板坯体，干燥烧制冷却出炉。它提高了基料晶粒的弹性模量和断裂韧性，使衬板不仅能够具有高的抗压和抗弯强度，高的耐酸碱腐蚀性，而且具有较好的断裂韧性和好的抗冲击性。

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨陶瓷滚筒衬板的制造方法
本专利技术涉及输送机零部件，尤其是涉及输送机传动和改向滚筒耐磨陶瓷衬板的制造方法。
技术介绍
众所周知，输送机是一种输送量大，传输效率高，输送成本低，并具有无灰尘、噪音低、不受地形地貌、气候和环境等因素限制的，可实现远距离、长时间连续输送的传输设备。在输送机中传向滚筒和改向滚筒是一对重要关键的零部件，其使用寿命和工作效果是直接关系到输送机的传输效率和工作成本.传统输送机的传向滚筒和改向滚筒大都采用在加工的钢管表面上设置铸胶或粘胶作为耐磨层，但这种铸胶或粘胶传向和改向滚筒在实际使用过程中耐磨性不高，滚筒使用寿命短，滚筒需要频繁调换，增加了维修时间，提高了输送机的工作成本，降低了输送机的传输效率。目前输送机传向和改向滚筒开始采用整体陶瓷制造而成，虽然耐磨性提高，使用寿命延长，但整体陶瓷滚筒一是重量大，传动阻力大，电功率消耗多，二是加工和安装比较麻烦。现在人们大都采用在钢质的辊体表面上铺设高铝陶瓷衬板，虽然滚筒机械强度和酸碱腐蚀性高，耐磨性高，重量下降，但一是衬板与辊体表面的连接胶层容易脱落，衬板容易松动，二是衬板与皮带接触面防滑性不高，皮带容易打滑，甚至会造成皮带脱轨等安全事故，三是陶瓷衬板虽然机械强度高，但由于三氧化铝含量高达80%以上，衬板烧结温度要1650℃以上，烧制时间要30-40小时，且烧结收缩率高达20%，衬板脆性高，抗冲击性不好，衬板受挤压或冲击容易断裂，造成衬板报废，影响输送效率，增加能耗和成本。
技术实现思路
针对上述现有技术中高铝陶瓷衬板所存在的问题，本专利技术提供了一种不仅机械强度高，且脆性低，抗冲击性好，不易断裂，传动阻力小，使用寿命长的衬板的制造方法。本专利技术所述一种耐磨陶瓷滚筒衬板的制造方法是：1、先将30-40wt%的三氧化铝、10-20%wt%的高岭土、10-25wt%的矾土、20-35wt%的石英粉、5-10wt%的长石粉、1-3wt%氧化锆按比例球磨混合得到基料，2、将占基料重量3-5%的纳米级稀土粉末材料与占基料重量0.2-0.5%并由纳米级氧化镁、莫来石和氮化铝形成的组合体进行球磨混合得到中间料，再在中间料中加入适量的水和硅烷偶联剂加热搅拌，喷雾干燥后，再送入炉中在氮气氛围下加热到700-800℃下保温2-3小时经粉碎250目过筛得到氧化镁、莫来石和氮化铝与稀土粉末材料混合而成的增强料，所述纳米级氧化镁、莫来石和氮化铝的重量比为1-2:0.5-1:1-3，3、在基料加入基料重量1-3%的羧甲基纤维素和占基料重量2-5%的广东黑泥经球磨搅拌均匀得到熟料，在0.3-0.5MPa空气压力下将占基料重量1-3%的增强料喷入熟料中，再经球磨混合搅拌制成粉状料，4、将粉状料挤压成型制成衬板坯体，5、将衬板坯体微波干燥，使衬板坯体水份小于2%，得到半成品衬板，6、再将半成品衬板置入热风炉中干燥，使半成品衬板中水份0.2%以下，7、将干燥后的半成品衬板置入高温梭式窑中，先加热至500-600℃后保温2-3小时，再升温至1400-1500℃保温4-5小时后冷却出炉。本专利技术的主要技术指标：体积密度（g/cm3）：≥2.2，吸水率（%）：≤0.2，抗压强度（MPa）：≥270，抗折(弯)强度（MPa）：≥105，耐酸碱度（%）：≥99.8，热稳定性（220-20℃）：三次不裂和剥落。本专利技术所述衬板的制备方法，是在现有氧化铝含量在80%以上的高铝陶瓷衬板的基础上，通过两项技术工艺改进来实现的：一是降低原料中三氧化铝含量至30-40%，其目的降低衬板的烧制温度，缩短烧制时间，减少能耗和降低生产成本，降低衬板烧制收缩，降低脆性；二是为确保衬板具有高的机械强度、高的酸碱腐蚀性，较高的断裂韧性和高的抗冲击性下，在原料中通过加入增强料以喷雾弥散增韧的方法，制得高的抗压和折弯强度的中铝耐磨陶瓷衬板。所述衬板不仅耐高温、机械强度高、耐酸碱腐蚀性强，而且断裂韧性好，脆性低，既可满足衬板的机械强度技术要求，又可提高热稳定性和抗冲击性，降低材料成本，延长使用寿命。本专利技术所用的增强料用纳米级（50-100nm）稀土粉末材料与由氧化镁、莫来石和氮化形成的组合体混合球磨，经加热溶解、喷雾干燥、氮气保护烧成和粉碎过筛而成，通过加入增强料降低相变温度，使增强料微粒通过相变强化填充在基料晶粒之间的空隙内，烧结后基料晶粒间的界面上能形成由增强料晶须形成的网状高韧性骨架，当基料受力或受冲击作用时，晶粒之间就能产生相对较大的弹性位移，从而提高了基料晶粒的弹性模量和断裂韧性，使衬板在三氧化铝含量降为30-40%时，不仅能够具有高的抗压和抗弯强度，高的耐酸碱腐蚀性，而且具有较好的断裂韧性和好的抗冲击性。本专利技术所述衬板中三氧化铝含量30-40%，所述稀土（RE）粉末材料为三氧化二钇粉末（Y2O3），或三氧化钪粉末（Sc2O3）。所述矾土原料中三氧化铝含量为30-40%，加入矾土可提高抗急冷热能力、高温体积稳定性，防止材料的变形和剥落，延长材料的使用寿命。所述莫来石具有膨胀均匀、热震稳定性极好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大、抗化学腐蚀性好等特点。所述广东黑泥具有高粘性、高白度和易分散的特点，所述羧甲基纤维素可形成高粘度的胶体，具有粘性、增稠和乳化分散的特点。本专利技术所述衬板为80～100×50～60×10～15mm的瓦片状。本专利技术所述衬板内表面上、或/和外表面上间隔有呈菱形或方形分布的凹槽。具体实施方式实施例1，本专利技术所述一种耐磨陶瓷滚筒衬板的制造方法是：1、先将35wt%的三氧化铝、15%wt%的高岭土、10wt%的矾土、30wt%的石英粉、7wt%的长石粉、3wt%氧化锆按比例球磨混合得到基料，2、将占基料重量4%的纳米级稀土粉末材料与占基料重量0.3%并由纳米级氧化镁、莫来石和氮化铝形成的组合体进行球磨混合得到中间料，再在中间料中加入适量的水和硅烷偶联剂加热搅拌，喷雾干燥后，再送入炉中在氮气氛围下加热到700-800℃下保温2-3小时经粉碎250目过筛得到氧化镁、莫来石和氮化铝组合体与稀土粉末材料混合所形成的增强料，所述纳米级氧化镁、莫来石和氮化铝的重量比为1:0.5:1，3、在基料加入基料重量2%的羧甲基纤维素和基料重3%的广东黑泥经球磨搅拌均匀得到熟料，在0.3-0.5MPa空气压力下将占基料重量2%的增强料喷入熟料中，再经球磨混合搅拌制成粉状料，4、将粉状料挤压成型制成衬板坯体，5、将衬板坯体微波干燥，使衬板坯体水份小于2%，得到半成品衬板，6、再将半成品衬板置入热风炉中干燥，使半成品衬板中水份0.2%以下，7、将干燥后的半成品衬板置入高温梭式窑中，先加热至500-600℃后保温2-3小时，再升温至1400-1500℃保温4-5小时后冷却出炉得到衬板。本专利技术实施例1所述衬板的主要技术指标：体积密度（g/cm3）2.23，吸水率（%）：0.18，抗压强度（MPa）：270，抗折(弯)强度（MPa）：125，耐酸碱度（%）：99.9，热稳定性（220-20℃）：三次不裂。实施例2，本专利技术所述一种耐磨陶瓷滚筒衬板的制造方法是：1、先将40wt%的三氧化铝、15%wt%的高岭土、21wt%的矾土、22wt%的石英粉、10t%的长石粉、2wt%氧化锆按比例球磨混合得到基料，2、将占基料重量5%的纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨陶瓷滚筒衬板的制造方法，其特征在于，所述方法步骤是：a、先将30‑40wt%的三氧化铝、10‑20%wt%的高岭土、10‑25wt%的矾土、20‑35wt%的石英粉、5‑10wt%的长石粉、1‑3wt%氧化锆按比例球磨混合得到基料，b、将占基料重量3 ‑5 %的纳米级稀土粉末材料与占基料重量0.2‑0.5%并由纳米级氧化镁、莫来石和氮化铝形成的组合体进行混合球磨得到中间料，再在中间料中加入适量的水和硅烷偶联剂加热搅拌，喷雾干燥后，再送入炉中在氮气氛围下加热到700‑800℃下保温2‑3小时经粉碎250目过筛得到氧化镁、莫来石和氮化铝组合体与稀土粉末材料混合而成的增强料，所述纳米级氧化镁、莫来石和氮化铝的重量比为1‑2:0.5‑1:1‑3，c、在基料加入基料重量1‑3 %的羧甲基纤维素和占基料重量2‑5%的广东黑泥经球磨搅拌均匀得到熟料，在0.3‑0.5MPa空气压力下将占基料重量1‑3%的增强料喷入熟料中，再经球磨混合搅拌制成粉状料，d、将粉状料挤压成型制成衬板坯体，e、将衬板坯体微波干燥，使衬板坯体水份小于2%，得到半成品衬板，f、再将半成品衬板置入热风炉中干燥，使半成品衬板中水份0.2%以下，g、将干燥后的半成品衬板置入高温梭式窑中，先加热至500‑600℃后保温2‑3小时，再升温至1400‑1500℃保温4‑5小时后冷却出炉得到衬板。...

【技术特征摘要】
1.一种耐磨陶瓷滚筒衬板的制造方法，其特征在于，所述方法步骤是：a、先将30-40wt%的三氧化铝、10-20%wt%的高岭土、10-25wt%的矾土、20-35wt%的石英粉、5-10wt%的长石粉、1-3wt%氧化锆按比例球磨混合得到基料，b、将占基料重量3-5%的纳米级稀土粉末材料与占基料重量0.2-0.5%并由纳米级氧化镁、莫来石和氮化铝形成的组合体进行混合球磨得到中间料，再在中间料中加入适量的水和硅烷偶联剂加热搅拌，喷雾干燥后，再送入炉中在氮气氛围下加热到700-800℃下保温2-3小时经粉碎250目过筛得到氧化镁、莫来石和氮化铝组合体与稀土粉末材料混合而成的增强料，所述纳米级氧化镁、莫来石和氮化铝的重量比为1-2:0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫军，
申请(专利权)人：萍乡市兴丰高科实业有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36