[發明專利]復相金屬陶瓷顆粒的無定形制備方法

有效

• 申請號: 202010017970.8
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111153695B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 劉文化;柳曉娜;劉飛雨
• 申請（專利權）人: 淄博和潤馬科托礦業技術有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

本發明屬于金屬陶瓷技術領域，具體的涉及一種復相金屬陶瓷顆粒的無定形制備方法。將ZrO₂?3Y和α?Al₂O₃混合后進行研磨和噴霧造粒，得到造粒粉；將得到的造粒粉和水進行離心攪拌成型；對得到的半成品進行篩分，然后于1500?1600℃下進行燒結。本發明所述的復相金屬陶瓷顆粒的無定形制備方法，工藝簡單，成本低，易于實現工業化，制備的產品表面粗糙、膨脹系數與金屬相匹配；表面和形狀能夠與金屬緊密鑲嵌，從而達到陶瓷顆粒抗磨損，金屬基材起支撐作用的目的。

技術領域

本發明屬于金屬陶瓷技術領域，具體的涉及一種復相金屬陶瓷顆粒的無定形制備方法。

背景技術

目前復相金屬陶瓷領域，尤其是對于耐磨領域而言，最重要的是金屬與陶瓷的緊密鑲嵌，其中作為陶瓷顆粒而言，其膨脹系數、表面粗糙度、形狀都成為復相金屬陶瓷的關鍵。

作為復相金屬陶瓷，目前都普遍采用規則的球形陶瓷球作為陶瓷相與金屬進行復合，由于陶瓷球表面光滑、形狀規則，在與金屬復相時無法達到緊密鑲嵌的效果，陶瓷球容易剝落，而使復相陶瓷無法達到設計要求；同時膨脹系數的控制也是關鍵之一，復相陶瓷在澆筑過程中如何控制金屬相與陶瓷相的膨脹系數相互匹配從而達到緊密鑲嵌的效果是問題的關鍵。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種復相金屬陶瓷顆粒的無定形制備方法。采用該方法制備的無定形陶瓷顆粒，表面和形狀能夠與金屬緊密鑲嵌，從而達到陶瓷顆粒抗磨損，金屬基材起支撐作用的目的；本發明同時提供了其制備方法。

本發明所述的復相金屬陶瓷顆粒的無定形制備方法，由以下步驟組成：

(1)將ZrO₂-3Y和α-Al₂O₃混合后進行研磨和噴霧造粒，得到造粒粉；

(2)將步驟(1)得到的造粒粉和水進行離心攪拌成型；

(3)對步驟(2)得到的半成品進行篩分，然后于1500-1600℃下進行燒結。

其中：

ZrO₂-3Y是主晶相為四方相，且四方相含量80％、原晶粒度100nm、水解法生產的產品；α-Al₂O₃為原晶尺寸1-2μm、α相Al₂O₃97％，晶粒形狀為等軸晶型的粉體。

ZrO₂-3Y與α-Al₂O₃的質量比為3-4：1。

步驟(1)中所述的研磨后粒度控制在D500.3μm，然后進行噴霧造粒。

步驟(2)中所述的離心攪拌成型是在高速離心攪拌成型機中進行，轉速為1000-1500轉/min，加水的速率為0.3-1kg/min，造粒粉的加料速率為30-100kg/min，攪拌時間為10-50分鐘。

步驟(3)中所述的篩分是篩選出半成品中形狀為無定形，采用圓度儀測定圓度10％，無裂紋、表面粗糙的半成品。

步驟(3)中所述的燒結保溫時間為10-15h。

本發明的無定形陶瓷顆粒主要應用于金屬復相材料，通過陶瓷顆粒的無定形，能夠保證與金屬的緊密配合，制作成水泥立磨的輥盤、滾套、礦山設備的研磨部件，充分利用金屬的可加工性、延展性以及陶瓷的高硬度、高耐磨性，通常情況下，陶瓷的膨脹系數為金屬的80-90％，在鑄造的過程中，形成內部壓應力，從而提高金屬和陶瓷的緊密配合。

本發明與現有技術相比，具有以下有益效果：