一种铝硅镁合金复合金属陶瓷密封环及其制备方法技术

技术编号:13923448 阅读:103 留言:0更新日期:2016-10-28 01:25
本发明专利技术公开了一种铝硅镁合金复合金属陶瓷密封环,其是由下述重量份的原料制得:氧化铝80‑90,氧化钴5‑10,AlSi5Mg铝硅镁合金粉5‑10,氮化硅3‑5,纳米二氧化钛P25 0.5‑1,纳米二氧化硅0.1‑0.2,羟乙基纤维素0.3‑0.5,钛酸酯偶联剂TMC‑201 0.15‑0.25,氢氧化钠6‑8,聚山梨酯‑80 0.05‑0.1,油酸二乙醇酰胺硼酸酯0.1‑0.2。本发明专利技术的金属陶瓷密封环不仅耐腐蚀性能好,而且抗冲击、抗裂性能得到改善,具有良好的稳定性以及耐用性,使用寿命长,并且具有强度高、韧性好、塑性强的特点,使用性能好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属陶瓷密封环材料
,尤其涉及一种铝硅镁合金复合金属陶瓷密封环及其制备方法
技术介绍
潜水泵是深井提水的重要设备,将地下水提取到地表,在我国广泛应用于农田灌溉、生活用水、矿山工业、海水提升、轮船调载、喷泉景观、温泉洗浴等领域。在实际使用过程中,由于输送介质的腐蚀、摩擦等原因,常常存在密封环磨损严重的问题。密封环的作用是防止水泵叶轮和泵壳之间发生磨蚀,改善水泵进口处的水流状态,提高水泵效率,增强泵的运转可靠性。一旦密封环磨损严重,将引起叶轮与密封环配合间隙增大,水泵泄漏损失增加,流量下滑快等问题,最终对潜水泵的使用寿命和运行效率下降产生严重的负面影响。因此潜水泵对密封环的材质有较高的要求。通常潜水泵的密封环是用不锈钢等金属材料加工而成,由于金属材料的耐磨性较差,容易损坏,使用寿命不长,严重影响了水泵质量。金属陶瓷密封环与金属密封环相比,具有硬度高、耐磨性好、耐腐蚀等优点。200511160458.7公开了一种高纯度氧化铝密封环,具有密度高、耐磨损的优点,且能适应恶劣环境下的腐蚀,然而,氧化铝金属陶瓷材料具有脆性,使得氧化铝陶瓷密封环的韧性较差,抗冲击性能低,容易发生开裂,影响其耐用性和使用寿命。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种高韧性、高塑性、抗开裂、耐用性能好的铝硅镁合金复合金属陶瓷密封环及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种铝硅镁合金复合金属陶瓷密封环,其是由下述重量份的原料制得:氧化铝80-90,氧化钴5-10,AlSi5Mg铝硅镁合金粉5-10,氮化硅3-5,纳米二氧化钛P25 0.5-1,纳米二氧化硅0.1-0.2,羟乙基纤维素0.3-0.5,钛酸酯偶联剂TMC-201 0.15-0.25,氢氧化钠6-8,聚山梨酯-80 0.05-0.1,油酸二乙醇酰胺硼酸酯0.1-0.2。一种铝硅镁合金复合金属陶瓷密封环的制备方法,包括以下步骤:(1)先将氢氧化钠加入水中配置成10-12mol/L的溶液,然后与纳米二氧化钛P25混合超声分散均匀后共同加入反应釜,将反应釜于150-200℃条件下水热反应10-15h,冷却后将pH调至中性,加入纳米二氧化硅、羟乙基纤维素和聚山梨酯-80搅拌分散均匀,得改性液;(2)将氧化铝、氧化钴、AlSi5Mg铝硅镁合金粉、氮化硅按固液重量比1:1-1:2与无水乙醇混合后加入钛酸酯偶联剂搅拌0.5-1h,蒸馏除去乙醇后加入其余原料研磨均匀,得混合粉料;(3)将步骤(1)中的改性液与步骤(2)中的混合粉料混合后加入适量水搅拌均匀,用球磨机球磨4-6h后先通过喷雾干燥塔于进口温度260-280℃、出口温度100-120℃条件下喷雾干燥,再于200-300℃保温0.5-1h,然后于氮气气氛下600-700℃处理4-6h,冷却后再次球磨0.5-1h,得改性粉料;(4)将步骤(3)中的改性粉料压坯置于通有惰性气体保护气氛的烧结炉中1550-1650℃烧结2-4h,即得铝硅镁合金复合金属陶瓷密封环。本专利技术的优点是:本专利技术先利用水热法合成钛纳米管,然后将其与纳米二氧化硅、羟乙基纤维素混合制成改性液,与氧化铝、氧化钴、AlSi5Mg铝硅镁合金粉、氮化硅混合粉料共混均匀后,通过喷雾干燥包覆于混合粉料表面,在混合粉料表面形成碳-钛纳米管-二氧化硅复合包覆层,有效改善了材料的致密性、粘结性能和韧性,再通过原料的选择与复配,使制得的金属陶瓷密封环不仅耐腐蚀性能好,而且抗冲击、抗裂性能得到改善,具有良好的稳定性以及耐用性,使用寿命长,并且具有强度高、韧性好、塑性强的特点,使用性能好。具体实施方式一种铝硅镁合金复合金属陶瓷密封环,由下列重量(kg)的组分原料制备而成:氧化铝80,氧化钴5,AlSi5Mg铝硅镁合金粉5,氮化硅3,纳米二氧化钛P25 0.5,纳米二氧化硅0.1,羟乙基纤维素0.3,钛酸酯偶联剂TMC-201 0.15,氢氧化钠6,聚山梨酯-80 0.05,油酸二乙醇酰胺硼酸酯0.1。一种铝硅镁合金复合金属陶瓷密封环的制备方法,包括以下步骤:(1)先将氢氧化钠加入水中配置成10mol/L的溶液,然后与纳米二氧化钛P25混合超声分散均匀后共同加入反应釜,将反应釜于150℃条件下水热反应10h,冷却后将pH调至中性,加入纳米二氧化硅、羟乙基纤维素和聚山梨酯-80搅拌分散均匀,得改性液;(2)将氧化铝、氧化钴、AlSi5Mg铝硅镁合金粉、氮化硅按固液重量比1:1与无水乙醇混合后加入钛酸酯偶联剂搅拌0.5h,蒸馏除去乙醇后加入其余原料研磨均匀,得混合粉料;(3)将步骤(1)中的改性液与步骤(2)中的混合粉料混合后加入适量水搅拌均匀,用球磨机球磨4h后先通过喷雾干燥塔于进口温度260℃、出口温度100℃条件下喷雾干燥,再于200℃保温0.5h,然后于氮气气氛下600℃处理4h,冷却后再次球磨0.5h,得改性粉料;(4)将步骤(3)中的改性粉料压坯置于通有惰性气体保护气氛的烧结炉中1550℃烧结2h,即得铝硅镁合金复合金属陶瓷密封环。上述制得的密封环性能测试结果如下:硬度:92.0HRA;抗弯强度:713MPa;断裂韧性:10.42MPa·m1/2。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝硅镁合金复合金属陶瓷密封环,其特征在于,其是由下述重量份的原料制得:氧化铝80‑90,氧化钴5‑10,AlSi5Mg铝硅镁合金粉5‑10,氮化硅3‑5,纳米二氧化钛P25 0.5‑1,纳米二氧化硅0.1‑0.2,羟乙基纤维素0.3‑0.5,钛酸酯偶联剂TMC‑201 0.15‑0.25,氢氧化钠6‑8,聚山梨酯‑80 0.05‑0.1,油酸二乙醇酰胺硼酸酯0.1‑0.2。

【技术特征摘要】
1.一种铝硅镁合金复合金属陶瓷密封环,其特征在于,其是由下述重量份的原料制得:氧化铝80-90,氧化钴5-10,AlSi5Mg铝硅镁合金粉5-10,氮化硅3-5,纳米二氧化钛P25 0.5-1,纳米二氧化硅0.1-0.2,羟乙基纤维素0.3-0.5,钛酸酯偶联剂TMC-201 0.15-0.25,氢氧化钠6-8,聚山梨酯-80 0.05-0.1,油酸二乙醇酰胺硼酸酯0.1-0.2。2.根据权利要求1所述的一种铝硅镁合金复合金属陶瓷密封环的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)先将氢氧化钠加入水中配置成10-12mol/L的溶液,然后与纳米二氧化钛P25混合超声分散均匀后共同加入反应釜,将反应釜于150-200℃条件下水热反应10-15h,冷却后将pH调至中性,加入纳米二...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑之松
申请(专利权)人:合肥正浩机械科技有限公司
类型:发明
国别省市:安徽;34

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