高温、耐磨碳化硅陶瓷材料及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种耐火材料，特别是涉及一种高温、耐磨碳化硅陶瓷陶瓷材料及其生产方法。本发明专利技术以０－１５０μｍ四种碳化硅微粉按重量份混合配料，加水后再加入１－５％的稀土混料，经制浆、烧注成型、烘干、烧结等工序在２４５０℃－２５５０℃的高温烧结而成高温、耐磨碳化硅陶瓷制品。用本发明专利技术的碳化硅陶瓷材料制成的均流体、排渣头具有体积小、重量轻、价格低、寿命长、更换方便的优点；对成型后驱体的表面处理干燥后，在高温烧结下，形成抗压强度在１１０Ｍｐａ以上，体积密度在２．７ｇ／ｃｍ↑［３］以上的碳化再结晶产品，从而达到抗高温、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击、抗震动等特征的碳化硅陶瓷制品。

High temperature abrasion resistant silicon carbide ceramic material and production method thereof

The invention relates to a refractory material, in particular to a high temperature and abrasion resistant silicon carbide ceramic ceramic material and a production method thereof. The invention takes 0 - 150 m four by weight of silicon carbide powder mixing with water, and then adding 1 - 5% rare earth mixing, pulping, burning process of injection molding, drying, sintering and sintering at high temperature of 2450 DEG C to 2550 DEG C and high temperature, wear-resistant silicon carbide ceramics. Both the fluid and slag head made of silicon carbide ceramic material of the invention has the advantages of small size, light weight, low cost, long service life, convenient replacement; surface treatment of body displacement after molding after drying, sintering at high temperature, the formation of compressive strength is more than 110Mpa, the volume density in 2.7g / cm = \3 above the recrystallization product carbonation, silicon carbide ceramic products so as to achieve the high temperature resistance, corrosion resistance, abrasion resistance, impact resistance, vibration characteristics.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐火材料，特别是涉及一种高温、耐磨碳化硅陶瓷陶瓷材料及其生产方法。
技术介绍
目前，国内热电厂锅炉上使用的均流体、排渣头为铸钢制品，使用过程中存在着体积大、重量重的缺点，而且价格高、寿命短、更换不方便。国外热电厂锅炉上使用的均流体、排渣头皆为工程陶瓷制品，而国内皆为铸钢制品，并且多为进口。由于碳化硅陶瓷材料具有良好的高温力学性能、抗高温氧化、抗酸碱腐蚀和耐磨损等特点，利用此材料制成国内紧缺的锅炉用均流体、排渣头，对延长锅炉的使用寿命很有意义。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种。本专利技术的技术方案一种高温、耐磨碳化硅陶瓷材料，以重量份表示，原料中含有碳化硅微粉100份，泥浆助剂1～10份。所述的碳化硅微粉粒度为0-150um。所述的碳化硅微粉的粒度分布为0-1um的料占20～30％，1-5um的料占20～30％，10-63um的料占25～27％，125-150um的料占20～25％。所述的泥浆助剂为稀土，优选稀土钇。高温、耐磨碳化硅陶瓷材料的生产方法，包括制浆、烧注成型、烘干、烧结工艺，具体步骤是(1)按配方称量碳化硅微粉和泥浆助剂，混料，加水至料浆粘度为500～600泊，再真空混料20-30小时，(2)料浆混好后，在浇铸平台上用石膏模进行浇铸，将浇铸好的生坯放置2-3小时脱模，(3)将脱模后的生坯烘干，按图纸尺寸加工，再放入烘干室，最终烘干至水份含量在2％以下， (4)用石墨架支撑生坯进行烧结，在真空状态下升温，升温速度为3～5℃/分钟，温度升至1100℃时充入惰性气体，使炉内压力为1.5～2.5MPa，继续升温至2450℃-2550℃，升温速度为2℃/分钟，保温1-2小时，再自然冷却，当温度降至150℃以下时产品出炉。所述的真空混料和真空升温的真空度均为2-5Pa，所述的惰性气体为氩气。本专利技术的积极有益效果我公司在生产重结晶碳化硅制品的基础上，研究专利技术了高温、耐磨碳化硅陶瓷材料以及由此材料制成的均流体、排渣头有如下优点，(1)用本专利技术的碳化硅陶瓷材料制成的均流体、排渣头具有体积小、重量轻、价格低、寿命长、更换方便的优点，参见表1。表1高温、耐磨碳化硅陶瓷均流体、排渣头与铸钢制品的比较 (2)本专利技术的碳化硅陶瓷陶瓷材料制成的均流体、排渣头，于2004年9月在邯郸电厂200mw发电锅炉上已用一年，按邯郸电厂技术人员检验属于零磨损，实践证明该产品性能优良，效果显著，该产品的专利技术填补了国内空白。(3)本专利技术产品生产时对成型后驱体的表面处理干燥后，在2450-2550℃的高温烧结下，形成抗压强度在110Mpa以上、体积密度在2.7g/cm3以上的碳化再结晶产品，从而达到抗高温、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击、抗震动等特征的碳化硅陶瓷制品。(4)本专利技术产品的生产工艺成熟，产品性能优良，可替代进口的铸钢制品为国家节省大量外汇，具有较好的经济和社会效益。具体实施例方式下面以高温、耐磨碳化硅陶瓷材料制成的均流体、排渣头为例，说明高温、耐磨碳化硅陶瓷材料的生产方法。实施例一高温、耐磨碳化硅陶瓷均流体、排渣头的生产方法1、选料按照配方要求进行购料，每种料粒度分布要均匀。如1-5um料，从1um-5um的混合料中分布曲线要匀，不允许有的过高和过低的现象。2、原料检验碳化硅微粉性能要求SiC99.9，FC0.01，SiO20.03，Al2O30.02，自然堆密1.5g/cm3，筛分粗料150um，90％筛分率。3、原料检验合格后，在试验室进行小量配料、混合、浇注，同时要求料浆的粘度达到500-600Pa，密度2.6-2.63g/cm3；要求料浆必须有很好的悬浮性，否则料浆就会沉淀，生成的产品上口壁薄、下口壁厚而成为废品。4、根据用户图纸要求，首先制作样模，根据样模制成石膏模型。5、混料按配方称量碳化硅微粉粒度0-1um的料25份，粒度1-5um的料25份，粒度10-63um的料25份，粒度125-150um的料25份，稀土钇5份；先混合部分碳化硅微粉，边混料边加水，共分5次将碳化硅微粉投完，再加入稀土钇，原料投放结束后用真空泵抽出混料机的空气，在真空度为2Pa状态下混料20小时，最后加水调至料浆粘度为500泊。6、浇铸料浆混好后，在浇铸平台上，用石膏模进行浇铸，吸浆时间根据产品壁厚来确定，如8mm厚的产品吸浆时间为2～3小时；再将浇铸好的半成品生坯放置2小时后脱模。放浆后多出的料浆返回混料机继续混料，根据料浆的粘度适量加水，达到料浆粘度要求后备下次浇铸。7、生坯烘干与修坯脱模后的生坯在100℃的烘干室中烘干一天后取出，然后对进行生坯进行修理和加工，达到图纸尺寸要求后再放入烘干室烘干2天，水份控制在2％以下即可。8、烧制在烧制时用烧制的石墨料架支撑生坯，在真空状态下送电、升温，升温速度为3℃/分钟，真空度5Pa，温度达到1100℃后，充入隋性气体-氩气，充入的氩气量使炉内压力为1.5MPa，继续升温至2450℃，升温速度为2℃/分钟，保温2小时后停电自然冷却，3天后温度降至150℃以下产品出炉。产品出炉后逐一在抗折试验机上试压，抗压强度达到100MPa以上视为合格；清洗产品表面的杂物，自然风干后包装。实施例二高温、耐磨碳化硅陶瓷均流体、排渣头的生产方法，同实施例一基本相同，相同之处不再叙述，不同之处在于1、配方原料为碳化硅微粉中粒度0-1um的28份，1-5um的24份，10-63um的料占27份，125-150um的料占20份，稀土钇3份；分3次投入混料，原料投放结束后用真空泵抽出混料机的空气，在真空度为5Pa状态下混料30小时，加水调至料浆粘度为600泊。2、生坯烘干与修坯将浇铸好的半成品生坯放置3小时后脱模，脱模生坯在80℃的烘干室中烘干一天后取出，然后对进行生坯进行修理和加工，达到图纸尺寸要求后再放入烘干室烘干一天，水份控制在2％以下即可；3、烧制在烧制时用烧制的石墨料架支撑生坯，在真空状态下送电、升温，升温速度为5℃/分钟，1100℃前升温时真空度2Pa，温度达到1100℃以后，充入氩气，使炉内压力为2.5MPa，继续升温至2550℃，升温速度为2℃/分钟，保温1小时，即可停电自然冷却，温度降至150℃以下产品出炉。实施例三高温、耐磨碳化硅陶瓷均流体、排渣头的生产方法，同实施例一基本相同，相同之处不再叙述，不同之处在于1、配方原料为碳化硅微粉中粒度0-1m的22份，1-5um的27份，10-63um的料占26份，125-150um的料占23份，稀土钇4份。分4次投入混料，原料投放结束后用真空泵抽出混料机的空气，在真空度为4Pa下混料25小时，加水调至料浆粘度为550泊；2、烧制在烧制时用烧制的石墨料架支撑生坯，在真空状态下送电、升温，升温速度为4℃/分钟，1100℃前升温时真空度2Pa，温度达到1100℃以后，充入氩气，使炉内压力为2.0MPa，继续升温至2500℃，升温速度为2℃/分钟，保温1.5小时，即可停电自然冷却，温度降至150℃以下产品出炉。实施例四高温、耐磨碳化硅陶瓷均流体、排渣头的生产方法，同实施例一基本相同，相同之处不再叙述，不同之处在于配方原料为碳化硅微粉中粒度0-1um的26份，1-5um的27份，10-63um的料占24份，125-150um的料占21份，稀土钇2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温、耐磨碳化硅陶瓷材料，其特征是：以重量份表示，原料中含有碳化硅微粉１００份，泥浆助剂１～１０份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏建林，王灿光，
申请(专利权)人：苏建林，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]