專利名稱：一種火焰噴涂用Al₂O₃/TiO₂陶瓷棒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷制備領(lǐng)域，具體涉及一種火焰噴涂用Al2OZTiO2陶瓷棒及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā) 展，陶瓷噴繪技術(shù)已逐步得到了廣泛的應(yīng)用。目前較成熟的陶瓷噴涂技術(shù)主要有等離子噴涂和火焰噴涂技術(shù)。其中等離子噴涂方法因工藝裝置復(fù)雜、價(jià)格高、維修不便、操作麻煩等原因，在工業(yè)中的推廣應(yīng)用受到限制。火焰噴涂技術(shù)設(shè)備簡單、通用性強(qiáng)、工藝方法簡便，因而得到了較廣泛的應(yīng)用。根據(jù)所使用的噴涂原料不同，火焰噴涂技術(shù)又分為粉末火焰噴涂和陶瓷棒火焰噴涂。對于粉末火焰噴涂，由于陶瓷粉末顆粒是在飛行過程中被火焰加熱的，顆粒在火焰中受到的加熱時(shí)間非常短，因此在涂層中常存在未充分熔化的粒子，造成涂層不均勻，而且粉末利用率低，有相當(dāng)一部分被高速氣流吹走。而陶瓷棒火焰噴涂是通過高溫氧乙炔焰將陶瓷棒端頭熔融，形成陶瓷滴液，然后再噴射到工件的表面，形成均勻致密的陶瓷涂層。由于滴液在撞擊工件表面時(shí)仍為液態(tài)，而且液態(tài)被加速到大約每秒180米的速度，帶著很大的熱能和動(dòng)能打到工件基體表面，因此可與基體間形成性能優(yōu)良的陶瓷涂層。所以，陶瓷棒火焰噴涂是一項(xiàng)實(shí)用有效的陶瓷噴涂技術(shù)。專利號為ZL99107782. 2，名稱為一種火焰噴涂用氧化物陶瓷棒的制備方法中首先將陶瓷原料稱量配料，球磨后烘干，得到混合的粉料，然后在粉料中加入聚乙烯醇水等，進(jìn)行混料練泥，將可塑泥團(tuán)放入真空擠出機(jī)中，擠出成型，加溫進(jìn)行排膠處理，最后在一定溫度下燒結(jié)得到到氧化物陶瓷棒。所得的氧化物陶瓷棒具有較好的噴涂性能，噴涂后所形成的陶瓷涂層具有較好的力學(xué)性能，同時(shí)還具有較好的隔熱性、絕緣性、耐腐蝕性等，但是此專利工藝上存在以下不足1、在球磨混料時(shí)加入了瑪瑙球和酒精介質(zhì)，這樣球磨得更均勻，但是，同時(shí)磨去了各原材料的原有棱角，各材料之間的粘結(jié)性降低，在高溫?zé)Y(jié)時(shí)，容易變形，降低了合格率，同時(shí)還增加了加工成本；2、脫膠和高溫?zé)Y(jié)時(shí)，采用的是吊燒法，此燒結(jié)法對于主原料的比重有嚴(yán)格的要求，對于主原料氧化鋯比重過大的氧化鋯陶瓷棒或比重過輕的三氧化二鋁/ 二氧化鈦陶瓷棒材料，大比重的吊燒時(shí)容易墜落摔壞，輕比重的在吊燒時(shí)容易變形，導(dǎo)致成品合格率極低，生產(chǎn)效率非常低，廢品率高，不能滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種火焰噴涂用Al203/Ti02陶瓷棒的制備方法,本發(fā)明工藝簡單,產(chǎn)品的合格率高,生產(chǎn)成本低。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種火焰噴涂用Al203/Ti02陶瓷棒的制備方法，其特征在于所用的主要原料組成及重量百分比為=SiO2 I. 40-1. 60%、Fe2O3 O. 08-0. 11%、TiO235-40%、CaO O. 18-0. 22%、MgO 1-0. 11%、NaO2 O. 14-0. 16%,余量為 Al2O3。
其制備過程如下(I)按配方比例稱取原料，將稱取的原料放入球磨罐中直接干混3-5小時(shí)，(2)混合后的混合粉料加入到高溫箱式電爐里在1500-1650°C下進(jìn)行結(jié)晶燒結(jié)，燒結(jié)22-24小時(shí)，然后出爐粉碎，過250-300目振動(dòng)篩；(3)向粉料中加入相當(dāng)于粉料重量50-60%改性苯丙乳液、O. 8-1. 2%的甘油、O. 5-0. 8%液體石蠟，用萬馬力混合攪拌機(jī)進(jìn)行混料煉泥,泥團(tuán)水分含量為15-20% ；(5)泥團(tuán)直接加入陶瓷制品擠出機(jī)擠出成型、自然干燥10-12小時(shí)，然后在進(jìn)入烘箱干燥，干燥溫度80-120°C，當(dāng)水分含量小于10%時(shí)，即可；

(6)將干燥后的陶瓷棒坯放入臥室脫膠爐中，采用臥燒的方法，采用緩慢升溫進(jìn)行脫膠處理，要求在14-15小時(shí)之間溫度升到1000-1100°C，并在此溫度下保溫2_3小時(shí)，然后自然冷卻至80°C以下；(7)將脫膠后的陶瓷棒坯放入臥式燒結(jié)爐中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，在1200_1350°C下燒結(jié)6-8小時(shí)，即得本發(fā)明的陶瓷棒，所述的改性苯丙乳液是由下述重量份的原料制成去離子水80-110、聚乙二醇200 6-7、苯乙烯15-20、甲基丙烯酸羥乙酯7_9、丙烯酸4_6、過硫酸鈉O. 3-0. 5、烯丙氧基羥丙基磺酸鈉O. 5-0. 7 ；所述的改性苯丙乳液的制備方法包括以下步驟將70-80份去離子水與全部的烯丙氧基羥丙基磺酸鈉、聚乙二醇200混勻后，高速攪拌至乳化充分后進(jìn)行水浴升溫，待升溫到70-80°C，按重量份加入苯乙烯、甲基丙烯酸羥乙酯和丙烯酸與用剩余去離子水完全溶解的過硫酸鈉，然后升溫至85-90°C，保溫一小時(shí)左右后，冷卻至室溫，即得改性苯丙乳液。所述的火焰噴涂用Al203/Ti02陶瓷棒的制備方法，其特征在于制備Al203/Ti02陶瓷棒所用的主要原料組成及重量百分比為SiO2 I. 50%、Fe2O3 O. 1%、TiO2 37. 5%、CaOO. 20%、MgO 1%, NaO2 O. 15%,余量為 A1203°與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下I、在球磨混料時(shí)，采用配方原料直接放入球磨罐進(jìn)行干混，無需加入固、液介質(zhì)，降低了加工原材料成本，同時(shí)還保留了各原材料的原有棱角，各材料之間的粘結(jié)性強(qiáng)，在高溫?zé)Y(jié)時(shí)，不容易變形，提高了合格率；2、原料球磨時(shí)是純配方原料之間進(jìn)行干混，所以干混后的粉料，無需進(jìn)行烘干脫液體介質(zhì)工序，同時(shí)省去了烘干后的過篩去固體介質(zhì)的工序，省去了烘干和過篩兩道工序，進(jìn)一步降低了加工成本；3、脫膠和高溫?zé)Y(jié)時(shí)，采用的是臥燒法，克服了原有的吊燒法對主原料比重的嚴(yán)格要求，對于各種比重的原材料燒結(jié)時(shí)成品的合格率都很高，臥燒法燒結(jié)Al203/Ti02陶瓷棒，成品的合格率達(dá)90%以上，原吊燒法的合格率只有3%，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了廢品率，滿足了工業(yè)化批量生產(chǎn)的要求。4、本發(fā)明方法制備的Al203/Ti02陶瓷棒具有較好的噴涂性能，噴涂后所形成的陶瓷涂層具有較好的力學(xué)性能，同時(shí)還具有較好的隔熱性、絕緣性、耐腐蝕性等，進(jìn)行火焰噴涂形成的涂層經(jīng)磨拋加工后具有非常好的光滑度，可達(dá)到鏡面效果；5、當(dāng)二氧化鈦的比例增加到30%以上后，和棉紡和化纖的高速摩擦不會(huì)產(chǎn)生靜電，為棉紡和化纖行業(yè)生產(chǎn)提供了安全保證，及時(shí)達(dá)到2萬轉(zhuǎn)/分鐘以上的轉(zhuǎn)速都不會(huì)產(chǎn)生靜電，這也是其他品種陶瓷棒材料所不能做到的理想涂層。所以三氧化二鋁/ 二氧化鈦(60/40)陶瓷棒市場前景也十分看好，可用在棉紡和化纖行業(yè)的高速轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)備中，如過線輪和導(dǎo)輪，轉(zhuǎn)速每分鐘都在I萬轉(zhuǎn)以上，對過線的表面光潔度要求極高，同時(shí)過線輪和導(dǎo)輪都裝在塑料王或尼龍棒上，要求摩擦面不能產(chǎn)生靜電，而本發(fā)明的Al2OZTiO2陶瓷涂層在2萬轉(zhuǎn)/分鐘以上的高速都不會(huì)產(chǎn)生靜電，可以用在這些設(shè)備的表面上，高速下不會(huì)產(chǎn)生靜電。試驗(yàn)數(shù)據(jù)本發(fā)明方法制備的Al203/Ti02陶瓷棒與現(xiàn)有技術(shù)制備的Al203/Ti02陶瓷棒的特性對比如下表I :表I
權(quán)利要求
1.一種火焰噴涂用Al2OZTiO2陶瓷棒的制備方法，其特征在于 所用的主要原料組成及重量百分比為=SiO2 1.40-1.60%、Fe2O3 O. 08-0. 11%、TiO235-40%、CaO O. 18-0. 22%、MgO 1-0. 11%、NaO2 O. 14-0. 16%,余量為 Al2O3 ； 其制備過程如下 (O按配方比例稱取原料，將稱取的原料放入球磨罐中直接干混3-5小時(shí)， (2)混合后的混合粉料加入到高溫箱式電爐里在1500-1650°C下進(jìn)行結(jié)晶燒結(jié)，燒結(jié)22-24小時(shí)，然后出爐粉碎，過250-300目振動(dòng)篩； (3)向粉料中加入相當(dāng)于粉料重量50-60%改性苯丙乳液、O.8-1. 2%的甘油、O. 5-0. 8%液體石蠟，用萬馬力混合攪拌機(jī)進(jìn)行混料煉泥，泥團(tuán)水分含量為15-20% ； (4)泥團(tuán)直接加入陶瓷制品擠出機(jī)擠出成型、自然干燥10-12小時(shí)，然后在進(jìn)入烘箱干燥，干燥溫度80-120°C，當(dāng)水分含量小于10%時(shí)，即可； (5)將干燥后的陶瓷棒坯放入臥室脫膠爐中，采用臥燒的方法，采用緩慢升溫進(jìn)行脫膠處理，要求在14-15小時(shí)之間溫度升到1000-1100°C，并在此溫度下保溫2_3小時(shí)，然后自然冷卻至80°C以下； (6)將脫膠后的陶瓷棒坯放入臥式燒結(jié)爐中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，在1200-1350°C下燒結(jié)6_8小時(shí)，即得本發(fā)明的陶瓷棒， 所述的改性苯丙乳液是由下述重量份的原料制成去離子水80-110、聚乙二醇2006-7、苯乙烯15-20、甲基丙烯酸羥乙酯7-9、丙烯酸4-6、過硫酸鈉O. 3-0. 5、烯丙氧基羥丙基磺酸鈉O. 5-0. 7 ； 所述的改性苯丙乳液的制備方法包括以下步驟 將70-80份去離子水與全部的烯丙氧基羥丙基磺酸鈉、聚乙二醇200混勻后，高速攪拌至乳化充分后進(jìn)行水浴升溫，待升溫到70-80°C，按重量份加入苯乙烯、甲基丙烯酸羥乙酯和丙烯酸與用剩余去離子水完全溶解的過硫酸鈉，然后升溫至85-90°C，保溫一小時(shí)左右后，冷卻至室溫，即得改性苯丙乳液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火焰噴涂用Al203/Ti02陶瓷棒的制備方法，其特征在于制備Al203/Ti0jl|瓷棒所用的主要原料組成及重量百分比為SiO2 I. 50%,Fe2O3 O. l%、Ti02,37.5%, CaO O. 20%、MgO 1%, NaO2 O. 15%,余量為 Al2O30
全文摘要
本發(fā)明公開了一種火焰噴涂用Al2O3/TiO2陶瓷棒的制備方法，首先將陶瓷原料稱量配料，球磨后干混，得到混合的粉料，然后在粉料中加入改性苯丙乳液等，進(jìn)行混料練泥，將可塑泥團(tuán)放入真空擠出機(jī)中，擠出成型，采用臥燒法，加溫進(jìn)行脫膠處理，最后在一定溫度下燒結(jié)，即得到本發(fā)明的Al2O3/TiO2陶瓷棒。本發(fā)明工藝簡單，產(chǎn)品合格率高，大大降低了生產(chǎn)成本。制得的陶瓷棒具有較好的噴涂性能，噴涂后所形成的陶瓷涂層具有較好的力學(xué)性能，同時(shí)還具有較好的隔熱性、絕緣性、耐腐蝕性、抗靜電性、噴涂層光滑度高，高速摩擦不產(chǎn)生靜電等，可以在棉紡和化纖行業(yè)有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號C04B35/10GK102875131SQ20121021347
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者許太昌 申請人:許太昌