[發明專利]陶瓷顆粒及其制造方法

在審

• 申請號: 201580050007.7
• 申請日: 2015-07-16
• 公開（公告）號: CN107074661A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·德西萊斯;胡伯特·弗朗索瓦
• 申請（專利權）人: 馬國都國際有限責任公司
• 主分類號: C04B35/119
• 分類號: C04B35/119;C04B35/488;C04B41/88;C04B35/636;B24D3/00;B24D5/12;B24D11/00;B24D18/00;F41H5/04;C09K3/14
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司11018
• 代理人: 張燕,王珍仙

技術領域

本發明涉及制備燒結的陶瓷顆粒的方法，用作陶瓷顆粒，用作由陶瓷磨損部件的三維互聯網絡形成的開孔的陶瓷結構，以及用作粉碎(減小)設備和粉碎設備的應用。

本發明涉及尤其但非專門用于含有陶瓷顆粒的磨損部件的陶瓷顆粒，尤其是在碾磨、破碎和運輸各種研磨材料的車間中使用的磨損部件，這些研磨材料用于工業應用，尤其是水泥廠；采礦；金屬工業，例如煉鋼工業；鑄造；發電站；回收活動；采石場；清淤；地面作業；油砂回收。

背景技術

US 3,454,385涉及適于重負荷荒磨(heavy duty snagging)的研磨組合物，其包括30％至70％的氧化鋁、15％至60％氧化鋯和5％至15％的鐵、鈦、錳和硅的一種或多種氧化物。在煅燒之前將該材料預制成最終需要的形狀，煅燒成一定尺寸并作為磨礦媒介或作為在有機粘合的碾磨砂輪中使用的研磨顆粒以未粉碎的狀態使用。

EP 152 768(A)涉及用于研磨應用的陶瓷體。該陶瓷體含有α氧化鋁亞微米晶粒并且已通過在低于1400℃的溫度下燒結制成。描述了其中在酸性條件下使氧化鋁膠凝的制造方法。將該凝膠干燥然后進行輥式破碎，之后過篩，然后煅燒以產生所需的最終粒度。

也存在用于制備陶瓷顆粒的其他方法，例如流化床或優化的擠壓造粒，等等。

尤其是，磨損部件和研磨切割工具經常處于宏觀中(in the bulk)的高機械應力下并且在工作面上受到高磨損。因此，這些組分呈現高耐磨性和一些韌性是合乎需要的，以允許其能夠承受機械應力，例如擠壓、研磨、摩擦、侵蝕和/或腐蝕。

考慮到在同一種材料中這兩種性質難以彼此兼顧，因此已提出了具有由合金制成的核的復合材料部件，其中包埋了有具有良好耐磨性的分離的陶瓷刀片。通常，該合金比陶瓷刀片具有更好的韌性。

EP 0575 685(A)涉及金屬基質中的陶瓷刀片的復合材料磨損部件。該文獻中所描述的制造方法具有許多局限性，尤其是在所制造的磨損部件的尺寸方面。

EP 0930 948(A)涉及由金屬基質構成的磨損部件，該金屬基質的磨損表面包含具有良好耐磨性質的刀片(insert)，這些刀片由陶瓷材料制成，該陶瓷材料本身是復合材料，由20％至80％的Al₂O₃和80％至20％的ZrO₂的固溶體或均相組成，百分比均以成分的重量計。優選地，該刀片的Al₂O₃含量為至少55wt.％。實例示出了由分別具有25wt.％和40wt.％的ZrO₂含量的電熔的顆粒制成的陶瓷墊(刀片)。

盡管由這樣的陶瓷墊制成的磨損部件滿足了各種碾磨應用中的用途，但本發明人認為需要替代性的，尤其是可在具體應用中提供優勢的改進的磨損部件，或者為磨損部件本身提供進一步改進的磨損部件。尤其是，本發明人注意到，電熔的顆粒仍會具有之前已存在的因用于獲得顆粒的工藝形成的裂紋的問題，這對磨損部件的操作壽命是不利的，或者這會導致較高的產品報廢率，或儲存期間顆粒的損壞。

還存在改進制造陶瓷-金屬磨損部件或其一部分(例如陶瓷材料)的方法的需求。尤其是，提供在更小能耗、更少耗時、更少耗材或降低報廢率(不滿足所要求的規格的產品部分)方面得到改進的方法。

發明內容

本申請的一個目的是提供在用于材料粉碎的陶瓷-金屬磨損復合材料部件中使用的新型陶瓷材料，其具有令人滿意的剛性和硬度以提供已知陶瓷材料的替代品，分別稱為磨損部件，尤其是提供較少受到在磨損部件的陶瓷材料或金屬相中形成裂紋影響的陶瓷材料。

本發明的進一步目的是提供用于制備陶瓷顆粒的方法，尤其是滿足上述要求中的一種或多種的方法。

本發明的進一步目的是提供用于研磨應用中的新型陶瓷材料，例如，尤其但不限于碾磨砂輪和砂紙。

下文的描述將使所達到的一個或多個其他目的顯而易見。

發明人發現了適于達到本發明深層次的一個或多個目的的用于制備陶瓷顆粒的具體技術。

因此本發明涉及用于制備陶瓷顆粒的方法，所述方法包括：

-制備包含無機粒子以及膠凝劑的漿料；

-制備所述漿料的液滴；

-將所述液滴引入到液體膠凝反應介質中，其中所述液滴被膠凝化；

-在膠凝化之前、期間或之后使所述液滴變形；

-干燥膠凝化的變形的液滴，從而獲得干燥的顆粒并燒結所述干燥的顆粒，從而獲得所述陶瓷顆粒。