[發明專利]一種利用堇青石質蜂窩陶瓷廢料制備低成本高性能陶瓷葉輪的方法

在審

• 申請號: 202211412778.4
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN115626812A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 汪全虎;馮家迪
• 申請（專利權）人: 江蘇省宜興非金屬化工機械廠有限公司
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B33/13;C04B33/24;F04D29/02
• 代理公司: 無錫知初知識產權代理事務所(普通合伙) 32418
• 代理人: 于賀賀

本發明公開了一種利用堇青石質蜂窩陶瓷廢料制備低成本高性能陶瓷葉輪的方法，包括：對堇青石廢清、廢泥坯進行預處理；按配方中用量比例添加原料進行混合球磨8?20h；將混合原料漿料先抽真空排氣后，再通過空壓裝置提供0.2?0.4MPa壓力，送漿進入高強石膏或高分子樹脂模型，并保壓3?4h，得到陶瓷葉輪泥坯；泥坯經干燥脫水后，按常壓1250?1330℃燒3?10h，即可得到低溫常壓燒結碳化硅復合堇青石陶瓷葉輪清火毛坯。本發明通過在陶瓷葉輪配方中引入堇青石質蜂窩陶瓷廢料作為原料，有效降低產品的制備成本，并在實現堇青石質蜂窩陶瓷固廢資源化、無害化利用的同時，能有效提高產品的耐溫差急變性。

技術領域

本申請屬于陶瓷材料制備、固廢處理和資源化利用技術領域，具體涉及一種利用堇青石質蜂窩陶瓷廢料制備低成本高性能陶瓷葉輪的方法。

背景技術

在本申請人前期申請的專利CN113372096A中，公開了一種低溫常壓燒結碳化硅復合陶瓷的制備方法、及其制得的碳化硅復合陶瓷制品和應用，其中，常壓燒結碳化硅復合陶瓷主要是碳化硅復合莫來石陶瓷，采用的主要鋁源為市購氧化鋁，價格高，一定程度上增加了產品的制造成本。另一方面，申請人所在單位積存有大量堇青石質蜂窩陶瓷廢料需要填埋處理，面臨較大的環保壓力，也同時增加了廢料的處理成本，造成了一定的資源浪費；因此，如何降低企業運營成本是擺在研發人員面前的一個重要難題，如能利用堇青石質蜂窩陶瓷廢料作為原料來設計開發出一種碳化硅復合堇青石陶瓷的高性能葉輪的制備方法，將具有很好的現實意義，經過檢索分析，目前本領域還沒有相關技術研究。

發明內容

針對現有堇青石質蜂窩陶瓷固廢資源化、無害化利用需求，本申請所要解決的技術問題是提供一種利用堇青石質蜂窩陶瓷廢料制備低成本高性能陶瓷葉輪的方法，通過在陶瓷葉輪配方中引入堇青石質蜂窩陶瓷廢料作為原料，降本節耗的同時，能有效提升材料耐溫差急變性。

為解決上述技術問題，本申請采用的技術方案為：

一種利用堇青石質蜂窩陶瓷廢料制備低成本高性能陶瓷葉輪的方法，步驟如下：

1)對堇青石廢清、廢泥坯進行預處理，達到預期粒度或細度；

2)按配方中用量比例添加原料和水進行混合球磨8-20h；配方為：大顆粒碳化硅3-10％，中顆粒碳化硅3-10％，小顆粒碳化硅3-10％，堇青石廢清20-30％，堇青石廢坯0-10％，氧化鋁0-10％，鋯英粉1-5％，粘土20-40％，燒結助劑8-15％，添加劑0.5-2％；配方中，除添加劑之外，各用量之和為100％；

3)將混合原料漿料先抽真空排氣后，再通過空壓裝置提供0.2-0.4MPa壓力，送漿進入高強石膏或高分子樹脂模型，并保壓3-4h，得到陶瓷葉輪泥坯；

4)泥坯經干燥脫水后，按常壓1250-1330℃燒3-10h，即可得到低溫常壓燒結碳化硅復合堇青石陶瓷葉輪清火毛坯；

5)檢驗、加工，獲得目標產品。

步驟1)中，采用雷蒙機或球磨機預處理堇青石廢清、廢泥坯，使得堇青石廢清D₅₀＝75±5μm，堇青石廢坯D₅₀＝5±2μm。

步驟2)中，球磨介質選用95氧化鋁球石，料、球、水的重量比為1:1.2:(0.4-0.5)。

步驟4)中，泥坯經干燥脫水后的含水率為6％以下車白坯；白坯加工檢驗后入烘房，滿足水分＜2％裝燒。

步驟4)中，燒結的升溫程序為：30℃/h，升溫到300℃；保溫2h；40℃/h升溫到900℃；50℃/h升溫到1220℃，再按30℃/h升溫到不同的燒成溫度，具體：1250～1330℃，保溫6h；隨爐冷卻。