[发明专利]一种陶瓷/金属复合耐磨材料网状预制体的制备方法

说明书

本发明属于耐磨材料制备及应用的技术领域，具体涉及一种陶瓷/金属复合耐磨材料网状预制体的制备方法。本发明利用聚乙烯醇有机剂的粘结性首先将陶瓷颗粒在空间上进行基本固定，实现均匀分布，制备成陶瓷金属复合耐磨材料预制体，使预制体内部保有均匀分布的圆柱孔隙，便于金属液体倒入预制体中进行浸渗，实现内部孔隙的金属溶液填满，最终合金溶液冷凝后得到内部结合紧密、陶瓷颗粒分布均匀的陶瓷金属复合耐磨材料，旨在提高磨辊整体的耐磨性及综合力学性能，延长其使用寿命。是一种工业化预制备陶瓷/金属耐磨材料高效、经济的制备技术。

技术领域

本发明属于耐磨材料制备及应用的技术领域，具体涉及一种陶瓷/金属复合耐磨材料网状预制体的制备方法。

背景技术

磨煤机是火力发电厂的重要设备之一，磨辊和衬板是磨煤机运行的关键部件，长期处于高冲击、重度磨损的状态，其质量的优劣、特别是耐磨性直接影响到制粉效率、磨辊的消耗程度及生产成本。在实际服役工况情况下，当磨辊外圆过小的时候就会导致磨辊的整体报废。因此，国内外均在大力研究新型磨辊用耐磨材料的制备新技术。

传统磨煤机和磨辊材料的制备技术一般以耐磨合金整体铸造或采用耐磨合金整体堆焊的方式进行制造，但是存在磨辊整体成本高、脆性大、容易开裂的问题。考虑到陶瓷颗粒是世界上已知硬度最高的物质，如若能将陶瓷颗粒的高硬度与金属基体的优异韧性能有效结合起来，理论上可获得远优异与高铬铸铁单一合金的高硬度及耐磨性能。但是陶瓷颗粒与金属基体之间物理化学性质差异较大，陶瓷颗粒容易出现团聚，且结合界面润湿性较差，陶瓷颗粒与金属基体之间难以实现高质量冶金结合，最终导致复合耐磨材料的整体耐磨性提升受限。

发明内容

为了将陶瓷颗粒均匀分布在预制体内，且保证预制体内孔隙均匀，便于金属溶液完全渗透，制得先进的陶瓷/金属复合耐磨材料，本发明提出一种陶瓷/金属复合耐磨材料网状预制体的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

本发明提供一种陶瓷/金属复合耐磨材料网状预制体的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，陶瓷颗粒的预处理；

步骤2，陶瓷颗粒与活性钛粉的混合；

步骤3，聚乙烯醇与水搅拌混合，形成聚乙烯胶；

步骤4，将高铬金属粉末与步骤3聚乙烯胶进行搅拌混合，形成聚乙烯浆料；

步骤5，碳钢模具的定制；

步骤6，定制碳钢模具的打磨清洗；

步骤7，将步骤2的陶瓷颗粒与步骤4形成的聚乙烯浆料加入打磨清洗后的碳钢模具中，搅拌形成混合浆料；

步骤8，对混合浆料进行加热-保温处理。

进一步，所述步骤1中陶瓷颗粒的预处理包括对陶瓷颗粒进行筛选、打磨及清洗；所述步骤1中陶瓷颗粒的预处理包括对陶瓷颗粒进行筛选、清洗及打磨；所述对陶瓷颗粒的筛选是利用3mm的筛网筛选出直径大于3mm的陶瓷颗粒；所述对陶瓷颗粒的打磨为利用50-1500#砂纸由粗到细逐步打磨；所述对陶瓷颗粒清洗具体过程为，将筛选出来的直径大于3mm的陶瓷颗粒放入体积百分比为75％的酒精溶液中进行超声清洗，随后放入去离子水中进行清洗，清洗后自然风干；所述超声清洗的时间为3-5min，超声频率为100khz。

所述步骤1中陶瓷颗粒为Al₂O₃、ZrO₂、SiC、B₄C中的任意一种或至少两种任意比例的混合。

进一步，所述步骤2中陶瓷颗粒与活性钛粉混合的体积比为20：1，混合方式为高能球磨混合，球磨混合的转速为1200rad/min，球磨混合15min停15min，有效球磨混合时长为6h。保证陶瓷颗粒表面均匀镀有一层活性钛粉。