一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，包括步驟：1）將收集的氧化鋯回收粉進(jìn)行球磨，除鐵；2）將球磨、除鐵后的回收粉與釔穩(wěn)定氧化鋯進(jìn)行充分的球磨混合；3）將上步得到的混合物料與納米氧化鋁粉混合，進(jìn)行充分砂磨；4）添加粘結(jié)劑，造粒；5）將造粒后的顆粒置于模具中壓制成型，得到坯體，對(duì)坯體進(jìn)行初步加工；6）將初步加工后的坯體進(jìn)行燒結(jié)，然后自然冷卻至室溫。本發(fā)明將回收氧化鋯粉作為原料之一，配合其他成分，經(jīng)過本發(fā)明的工藝，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有非常好的耐磨性能和硬度。
【專利說明】 一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]以釔穩(wěn)定氧化鋯粉生產(chǎn)的陶瓷制品本身有許多優(yōu)越的特性，如硬度高、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等。但由于材料本身原始顆粒大小、生產(chǎn)工藝、使用工況等原因(尤其是生產(chǎn)工藝)，陶瓷制品在使用過程中容易產(chǎn)生不致密，不耐磨，使用壽命不長等缺陷。
[0003]而耐磨氧化鋯陶瓷材料，具有廣泛的用途，例如作為研磨介質(zhì)；作為現(xiàn)代高速拉線機(jī)的配件:拉線輪；或者作為陶瓷擠頭等等。關(guān)于耐磨氧化鋯陶瓷材料，大量的學(xué)者和工程師進(jìn)行了深入的研究。
[0004]專利CN 101913861 A公開了一種微晶耐磨氧化鋯球的制法，其采用濕法球磨、噴霧造粒先制備超細(xì)粉體原料，然后采用滾動(dòng)成型，最后經(jīng)過烘干、燒成、拋光制得粒徑為0.5-50mm的微晶耐磨陶瓷球；該發(fā)明制備的陶瓷球密度大、耐磨、性質(zhì)穩(wěn)定。
[0005]“蔣覃，薩建寧，嚴(yán)泉才，氧化鋯增韌氧化鋁耐磨瓷球的研制，現(xiàn)代技術(shù)陶瓷，1998第3期，p7-12” 一煅燒種分法所得氫氧化鋁超細(xì)粉制取的特種α -氧化鋁超細(xì)粉為主要原料，試驗(yàn)研究了 ZTA耐磨瓷球的生產(chǎn)工藝及特性?？剂苛藷蓽囟?、Y-PSZ添加量、二氧化錳和二氧化鈦等因素對(duì)瓷球性能(如燒結(jié)密度、耐磨度)等的影響。
[0006]專利CN 102030552 A公開了一種高鋁均質(zhì)料-氧化鉻-氧化鋯系高耐磨澆注料，原料由高鋁均質(zhì)料、氧化鋁微粉、二氧化硅微粉、純鋁酸鈣水泥、氧化鉻、氧化鋯以及聚羧酸分散劑等組成，其中均質(zhì)料為=Al2O3含量為70?90%，體積密度為2.9?3.5g κπΤ3。其采用低吸水率、低氣孔率以及高均勻性的人工合成均質(zhì)料替代傳統(tǒng)高吸水率、高氣孔率以及均勻性差的燒結(jié)礬土熟料的天然原料或者剛玉和莫來石的復(fù)合體系，生產(chǎn)出了均質(zhì)料-氧化鉻-氧化鋯系高耐磨澆注料。該澆注料可廣泛應(yīng)用于高爐、熱風(fēng)爐、循環(huán)流化床、垃圾焚燒爐、催化裂化裝置等熱工設(shè)備的易磨損、滲透及侵蝕部位。
[0007]然而，作為特定的產(chǎn)品:陶瓷擠頭，由于其應(yīng)用的工況環(huán)境，對(duì)耐磨性能的要求往往高于研磨介質(zhì)或澆注料，而目前的技術(shù)狀況則是，由于所用的材料不具備較好的耐磨性，導(dǎo)致其壽命短，成為一種易耗品，從而大幅度增加生產(chǎn)成本。
[0008]除此之外，近些年來，一方面，由于氧化鋯初級(jí)原材料鋯英砂的國外供求產(chǎn)生較大波動(dòng)，從而引發(fā)比較大的價(jià)格波動(dòng)幅度；而另一方面，由于生產(chǎn)過程產(chǎn)生的氧化鋯回收粉不容易回收，造成浪費(fèi)且污染環(huán)境，因此很多廠家只能不計(jì)成本重新生產(chǎn)處理后降級(jí)使用。本發(fā)明主要是通過對(duì)生產(chǎn)使用過程中產(chǎn)生的一次氧化鋯粉，經(jīng)過回收，將其作為一種原材料，制備一種超耐磨、具有較高使用壽命的氧化鋯陶瓷擠頭，且成本很低，也不會(huì)造成環(huán)境二次污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝。
[0010]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，包括步驟:
1)將收集的氧化鋯回收粉進(jìn)行球磨，除鐵；
2)將球磨、除鐵后的回收粉與釔穩(wěn)定氧化鋯進(jìn)行充分的球磨混合；
3)將上步得到的混合物料與納米氧化鋁粉混合，進(jìn)行充分砂磨混合；
4)添加粘結(jié)劑，造粒；
5)將造粒后的顆粒置于模具中壓制成型，得到坯體，對(duì)坯體進(jìn)行初步加工；
6)將初步加工后的還體進(jìn)行燒結(jié)，然后自然冷卻至室溫。
[0011]所述的釔穩(wěn)定氧化鋯為釔穩(wěn)定氧化鋯煅燒顆粒、釔穩(wěn)定氧化鋯粉中的至少一種。
[0012]所述的納米氧化鋁粉的純度彡99.9%。
[0013]步驟2)中的釔穩(wěn)定氧化鋯、步驟2)中的回收粉、步驟3)中的納米氧化鋁的質(zhì)量比為 1: (1-5): (0.05-5)。
[0014]粘結(jié)劑為質(zhì)量濃度為0.5-10%的聚乙烯醇溶液，粘結(jié)劑的添加量為砂磨后得到的混合物質(zhì)量的2-4%。
[0015]造粒后得到的顆粒的粒徑為30 μ m-60 μ m。
[0016]所述的模具為鋼模、橡膠模中的一種。
[0017]燒結(jié)條件為:燒結(jié)溫度為1400°C -1500°C，升溫速率為0.6°C /min_l°C /min，保溫時(shí)間為2h-4h。
[0018]一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，還包括步驟:將燒結(jié)后自然冷卻至室溫的坯體進(jìn)行后續(xù)加工得到陶瓷擠頭。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明將回收氧化鋯粉作為原料之一，配合其他成分，經(jīng)過本發(fā)明的工藝，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有非常好的耐磨性能和硬度。
[0020]由于本發(fā)明的產(chǎn)品的耐磨性顯著提高，其使用范圍更廣，除了結(jié)構(gòu)陶瓷正常使用范圍外，特別是在汽車零配件加工行業(yè)和五金機(jī)械行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用更廣。

【具體實(shí)施方式】
[0021]一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，步驟如下:
1)將收集的氧化鋯回收粉進(jìn)行球磨，除鐵；
2)將球磨、除鐵后的回收粉與釔穩(wěn)定氧化鋯進(jìn)行充分的球磨混合；
3)將上步得到的混合物料與納米氧化鋁粉混合，進(jìn)行充分砂磨；
4)添加粘結(jié)劑，造粒；
5)室溫下，將造粒后的顆粒置于模具中壓制成型，得到坯體，對(duì)坯體進(jìn)行初步加工；
6)將初步加工后的還體進(jìn)行燒結(jié)，然后自然冷卻至室溫；
7)對(duì)冷卻至室溫后的產(chǎn)品進(jìn)行后續(xù)加工，獲得陶瓷擠出頭。
[0022]本發(fā)明工藝中涉及的“初步加工”、“后續(xù)加工”均為機(jī)械加工，為業(yè)內(nèi)公知手段。
[0023]所述的釔穩(wěn)定氧化鋯為釔穩(wěn)定氧化鋯煅燒顆粒、釔穩(wěn)定氧化鋯粉中的至少一種。
[0024]優(yōu)選的，所述的釔穩(wěn)定氧化鋯為釔穩(wěn)定氧化鋯煅燒顆粒，進(jìn)一步優(yōu)選的，為3mol釔穩(wěn)定氧化鋯煅燒顆粒，所述的3mol釔穩(wěn)定氧化鋯煅燒顆粒的粒徑為I μ m-3 μ m ;其為現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品，除了商業(yè)渠道獲得外，也可按照現(xiàn)有技術(shù)中的方法即可制備得到，例如文獻(xiàn)“王洪升，王貴，張景德等，釔穩(wěn)定氧化鋯納米粉體制備技術(shù)研究進(jìn)展，硅酸鹽通報(bào)，2006, 25
(6):117-121”中的圖1中所示的方法，為制得煅燒顆粒，只需到圖1中的煅燒一步即可，不用經(jīng)過研磨。
[0025]所述的釔穩(wěn)定氧化鋯粉也為現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品，可通過商業(yè)渠道獲得。
[0026]所述的納米氧化鋁粉的純度彡99.9%。
[0027]步驟2)中的釔穩(wěn)定氧化鋯、步驟2)中的回收粉、步驟3)中的納米氧化鋁的質(zhì)量比為 1: (1-5): (0.05-5)。
[0028]粘結(jié)劑為質(zhì)量濃度為0.5-10%的聚乙烯醇溶液，粘結(jié)劑的添加量為砂磨后得到的混合物質(zhì)量的2-4%。
[0029]造粒后得到的顆粒的粒徑為30 μ m-60 μ m。
[0030]所述的模具為鋼模、橡膠模中的一種。
[0031]燒結(jié)條件為:燒結(jié)溫度為1400°C -1500°C，升溫速率為0.6°C /min_l°C /min，保溫時(shí)間為2h-4h。
[0032]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明(實(shí)施例中涉及的原料的特性如以上【具體實(shí)施方式】部分所描述的那樣):
實(shí)施例1:
一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，包括步驟:
稱取3mol釔穩(wěn)定氧化鋯煅燒顆粒15kg，回收氧化鋯粉15kg進(jìn)行球磨混合6小時(shí)，得到的物料中再加入納米氧化鋁粉1.02kg進(jìn)行砂磨3小時(shí)，添加粘結(jié)劑(粘結(jié)劑為質(zhì)量濃度為0.5%的聚乙烯醇溶液，添加量占砂磨后得到的物料質(zhì)量的2%)進(jìn)行造粒，以獲得粒徑30 μ m-60 μ m的顆粒；室溫下，將得到的顆粒放入模具中壓制成型，對(duì)坯體進(jìn)行初步加工后，進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)條件為:升溫速率為0.6V /min,燒結(jié)溫度為1450°C,保溫時(shí)間為4h,燒結(jié)后，自然冷卻到室溫，再進(jìn)行后續(xù)的加工得到陶瓷擠頭。
[0033]經(jīng)過測試:制品的密度:5.99g/cm3,硬度:HRA88，使用壽命:800次。
[0034]實(shí)施例2:
一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，包括步驟:
稱取3mol釔穩(wěn)定氧化鋯煅燒顆粒15kg，回收氧化鋯粉30kg進(jìn)行球磨混合6小時(shí)，得到的物料中再加入納米氧化鋁粉1.02kg進(jìn)行砂磨3小時(shí)，添加粘結(jié)劑(粘結(jié)劑為質(zhì)量濃度為0.5%的聚乙烯醇溶液，添加量占砂磨后得到的物料質(zhì)量的2%)進(jìn)行造粒，以獲得粒徑30 μ m-60 μ m的顆粒；室溫下，將得到的顆粒放入模具中壓制成型，對(duì)坯體進(jìn)行初步加工后，進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)條件為:升溫速率為0.6V /min,燒結(jié)溫度為1450°C,保溫時(shí)間為4h,燒結(jié)后，自然冷卻到室溫，再進(jìn)行后續(xù)的加工得到陶瓷擠頭。
[0035]經(jīng)過測試:制品的密度:6.0g/cm3,硬度:HRA88，使用壽命:1250次。
[0036]實(shí)施例3:
一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，包括步驟:
稱取3mol釔穩(wěn)定氧化鋯煅燒顆粒15kg，回收氧化鋯粉70kg進(jìn)行球磨混合6小時(shí)，得到的物料中再加入納米氧化鋁粉1.02kg進(jìn)行砂磨3小時(shí)，添加粘結(jié)劑(粘結(jié)劑為質(zhì)量濃度為0.5%的聚乙烯醇溶液，添加量占砂磨后得到的物料質(zhì)量的2%)進(jìn)行造粒，以獲得粒徑30 μ m-60 μ m的顆粒；室溫下，將得到的顆粒放入模具中壓制成型，對(duì)坯體進(jìn)行初步加工后，進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)條件為:升溫速率為0.6V /min,燒結(jié)溫度為1450°C,保溫時(shí)間為4h,燒結(jié)后，自然冷卻到室溫，再進(jìn)行后續(xù)的加工得到陶瓷擠頭。
[0037]經(jīng)過測試:制品的密度:6.01g/cm3,硬度:HRA88，使用壽命:1400次。
[0038]實(shí)施例4:
一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，包括步驟:
稱取3mol釔穩(wěn)定氧化鋯煅燒顆粒15kg，回收氧化鋯粉45kg進(jìn)行球磨混合6小時(shí)，得到的物料中再加入納米氧化鋁粉1.02kg進(jìn)行砂磨3小時(shí)，添加粘結(jié)劑(粘結(jié)劑為質(zhì)量濃度為0.5%的聚乙烯醇溶液，添加量占砂磨后得到的物料質(zhì)量的2%)進(jìn)行造粒，以獲得粒徑30 μ m-60 μ m的顆粒；室溫下，將得到的顆粒放入模具中壓制成型，對(duì)坯體進(jìn)行初步加工后，進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)條件為:升溫速率為0.6V /min,燒結(jié)溫度為1450°C,保溫時(shí)間為4h,燒結(jié)后，自然冷卻到室溫，再進(jìn)行后續(xù)的加工得到陶瓷擠頭。
[0039]經(jīng)過測試:制品的密度:6.03g/cm3,硬度:HRA89，使用壽命:2000次。
[0040]實(shí)施例5:
一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，包括步驟:
稱取回收氧化鋯粉45kg進(jìn)行球磨6小時(shí)，得到的物料中再加入納米氧化鋁粉1.02kg進(jìn)行砂磨3小時(shí)，添加粘結(jié)劑(粘結(jié)劑為質(zhì)量濃度為0.5%的聚乙烯醇溶液，添加量占砂磨后得到的物料質(zhì)量的2%)進(jìn)行造粒，以獲得粒徑30 μ m-60 μ m的顆粒；室溫下，將得到的顆粒放入模具中壓制成型，對(duì)坯體進(jìn)行初步加工后，進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)條件為:升溫速率為0.6°C /min，燒結(jié)溫度為1450°C，保溫時(shí)間為4h，燒結(jié)后，自然冷卻到室溫，再進(jìn)行后續(xù)的加工得到陶瓷擠頭。
[0041]經(jīng)過測試:制品的密度:6.01g/cm3,硬度:HRA89，使用壽命:1650次。
[0042]實(shí)施例6:
一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，包括步驟:
稱取3mol釔穩(wěn)定氧化鋯造粒粉(廣東東方鋯業(yè)科技股份有限公司生產(chǎn))45kg進(jìn)行球磨6小時(shí)，得到的物料中再加入納米氧化鋁粉1.02kg進(jìn)行砂磨3小時(shí)，添加粘結(jié)劑(粘結(jié)劑為質(zhì)量濃度為0.5%的聚乙烯醇溶液，添加量占砂磨后得到的物料質(zhì)量的2%)進(jìn)行造粒，以獲得粒徑30 μ m-60 μ m的顆粒；室溫下，將得到的顆粒放入模具中壓制成型，對(duì)坯體進(jìn)行初步加工后，進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)條件為:升溫速率為0.6V /min，燒結(jié)溫度為1450°C，保溫時(shí)間為4h，燒結(jié)后，自然冷卻到室溫，再進(jìn)行后續(xù)的加工得到陶瓷擠頭。
[0043]經(jīng)過測試:制品的密度:6.0g/cm3,硬度:HRA88，使用壽命:950次。
【權(quán)利要求】
1.一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，其特征在于:包括步驟: 1)將收集的氧化鋯回收粉進(jìn)行球磨，除鐵； 2)將球磨、除鐵后的回收粉與釔穩(wěn)定氧化鋯進(jìn)行充分的球磨混合； 3)將上步得到的混合物料與納米氧化鋁粉混合，進(jìn)行充分砂磨混合； 4)添加粘結(jié)劑，造粒； 5)將造粒后的顆粒置于模具中壓制成型，得到坯體，對(duì)坯體進(jìn)行初步加工； 6)將初步加工后的還體進(jìn)行燒結(jié)，然后自然冷卻至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，其特征在于:所述的釔穩(wěn)定氧化鋯為釔穩(wěn)定氧化鋯煅燒顆粒、釔穩(wěn)定氧化鋯粉中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，其特征在于:所述的納米氧化鋁粉的純度> 99.9%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，其特征在于:步驟2)中的釔穩(wěn)定氧化鋯、步驟2)中的回收粉、步驟3)中的納米氧化鋁的質(zhì)量比為1: (1-5):(0.05-5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，其特征在于:粘結(jié)劑為質(zhì)量濃度為0.5-10%的聚乙烯醇溶液，粘結(jié)劑的添加量為砂磨后得到的混合物質(zhì)量的2-4% ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，其特征在于:造粒后得到的顆粒的粒徑為30 μ m-60 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，其特征在于:所述的模具為鋼模、橡膠模中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，其特征在于:燒結(jié)條件為:燒結(jié)溫度為1400°C -1500°C，升溫速率為0.60C /min_l°C /min，保溫時(shí)間為2h_4h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超耐磨氧化鋯陶瓷擠頭的制造工藝，其特征在于:還包括步驟:將燒結(jié)后自然冷卻至室溫的坯體進(jìn)行后續(xù)加工得到陶瓷擠頭。
【文檔編號(hào)】C04B35/622GK104261821SQ201410463091
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】李正國, 李正州, 劉劍冬, 張學(xué)印, 張英娥 申請(qǐng)人:李正國