[發明專利]一種橡膠中鑲嵌陶瓷的耐磨復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010165696.5
• 申請日: 2010-05-07
• 公開（公告）號: CN101806388A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 孫俊生;孫逸群;李寧洋
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F16S1/00
• 分類號: F16S1/00;F16B11/00
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術領域

本發明涉及一種在橡膠基體上鑲嵌陶瓷的耐磨復合材料及其制備方法，屬于復合材料技 術領域。

背景技術

在冶金、電力、建材、機械、化工等行業，耐磨橡膠和陶瓷常被用于制作耐磨部件，如 耐磨襯板、輸送帶、管道等。橡膠材料的彈性形變大，彈性模量極小；橡膠的泊松比大，形 變時體積幾乎不變。橡膠不僅廣泛用于車輛輪胎的制造，而且也用于貯倉、漏斗、滑槽等裝 置耐磨部件的制造。申請號為93111075.0的中國發明專利“輕重負荷型冷料用超耐磨橡膠襯 板及制造方法”，以天然橡膠、丁苯橡膠和順丁橡膠為膠料，選用適量的活化劑、促進劑、軟 化劑、老化劑、硫化劑、增塑劑、補強劑和補強填充劑為配合劑，按合理的配方和加料順序、 工藝過程制造出了耐磨襯板。申請號為94211291.1的中國實用新型專利“一種輸送帶”，在 橡膠內設有金屬網骨架，該金屬網骨架的主要作用是保證輸送帶在300℃高溫下不變形，不 斷裂。申請號為200710179841.3中國發明專利“一種耐磨橡膠復合材料的制備方法”，采用 石墨改性技術，發明了石墨/橡膠復合材料，制備出了性能優異、低摩擦系數、高耐磨性的橡 膠復合材料。橡膠耐磨襯板具有成本低、重量輕、易安裝、維修方便、壽命長、韌性和塑性 好、耐沖擊等優點。

陶瓷材料具有高強度、高硬度、耐高溫、耐磨、耐腐蝕、抗氧化等優點，上述性能遠遠 優于金屬材料和橡膠等高分子材料。但是，脆性是陶瓷材料的一個致命弱點。因此，陶瓷材 料只適于沖擊載荷不大的工況。如中國實用新型專利ZL03207616.9“焊接式耐磨陶瓷片”， 其陶瓷片由氧化鋁粉經高溫燒制工藝制作，在陶瓷片的中部設有1～2個圓錐形焊接孔，采用 塞焊工藝連接到耐磨構件上，若干塊連接形成整體。該專利解決了將陶瓷片粘貼于磨損部位， 使用中容易脫落的問題。

將陶瓷材料與其他材料復合，制成復合材料，以克服陶瓷材料脆性大，不耐沖擊的缺陷。 申請號200910015174.4的中國發明專利“一種金屬陶瓷復合耐磨材料及其制備方法”，采用 特殊結構設計的耐磨陶瓷塊，利用焊接技術將耐磨陶瓷塊與金屬基體連接起來，制成金屬陶 瓷復合耐磨材料。申請號200910016354.4的中國發明專利“金屬中鑲嵌陶瓷的耐磨材料及其 制備方法”，耐磨陶瓷塊的結構特殊設計成工作段、定位段，采用粘接或熱裝技術與金屬基板 連接，制成金屬中鑲嵌陶瓷的耐磨材料。金屬與陶瓷復合提高了陶瓷的耐沖擊性能，但在載 荷的沖擊動量較大的工況下，由于金屬變形的變形能力差，容易造成陶瓷材料的成塊脫落。 并且，金屬的重量較陶瓷大，制成的金屬陶瓷復合材料的重量也遠大于陶瓷材料，使得安裝 不甚方便。申請號為93233642.6的中國實用新型專利“耐磨陶瓷橡膠襯板”提出了將陶瓷頂 板和橡膠層底板通過粘膠層粘接制成耐磨襯板的技術，作為耐磨工作層的陶瓷頂板由于在橫 向沒有橡膠的緩沖，容易在沖擊載荷作用下，成塊脫落。申請號為95247096.9的中國實用新 型專利“陶瓷橡膠復合襯板”則是將陶瓷塊、橡膠板、金屬板通過熱硫化粘接到一起，與申 請號為93233642.6的中國實用新型專利類似容易在沖擊載荷作用下，成塊脫落。申請號為 01276122.2中國實用新型專利“陶瓷橡膠耐磨復合板”、申請號為92107080.2實用新型專利 “一種耐磨陶瓷橡膠襯板”、申請號為200820059180.0實用新型專利“一種耐磨陶瓷橡膠襯 板”、均是將陶瓷塊粘接到橡膠表面上，而不是將陶瓷嵌入橡膠內部。

由橡膠和陶瓷制成復合材料，充分利用了橡膠彈性變形大，可吸收沖擊載荷的能量，減 緩物料的沖擊作用，而且陶瓷的高耐磨性將大大延長耐磨件的使用壽命。橡膠的質量輕，橡 膠和陶瓷復合材料整體質量也小于金屬與陶瓷的復合材料，便于安裝，特別是現場的安裝維 修。但橡膠與陶瓷的復合材料的耐熱性能不如金屬與陶瓷的復合材料。

隨著機械零部件使用工況的日益苛刻，特別是物料落差大，沖擊動量大，耐磨件的磨損 相當嚴重；有些象輸送物料等的設備，要求耐磨件的質量輕，耐磨件安裝容易。因此，用戶 對耐強沖擊、高耐磨、質量輕的耐磨件的需求也比較迫切。

發明內容