專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備耐磨陶瓷襯板的方法。
背景技術(shù)：
在冶金、化工、電力等行業(yè)的原、燃料輸送系統(tǒng)中，最常遇到的是設(shè)備、管道、料倉(cāng) 及溜槽的磨損問(wèn)題。通常采用的耐磨襯板有鑄鐵襯板、錳鋼襯板、鑄石襯板等。由于冶金 工廠為煉鐵、煉鋼所輸送的原料多為礦石、焦炭、石灰石和各類(lèi)合金料，其對(duì)設(shè)備內(nèi)襯、料倉(cāng) 壁、溜管內(nèi)襯的磨損嚴(yán)重，如在邯鋼焦炭輸送系統(tǒng)中采用厚16mm的16Mn鋼襯板，僅使用半 個(gè)月就將溜槽底部磨穿。在大中型燃煤電廠輸煤系統(tǒng)中采用16mm厚的16Mn鋼襯板也僅僅 使用了 3 6個(gè)月就被磨穿，增加大量的維修工作，給生產(chǎn)帶來(lái)了很大的影響。我國(guó)有關(guān)統(tǒng) 計(jì)結(jié)果表明，每年由于磨損造成的經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)400億元。因此，大力開(kāi)展耐磨材料的研制 及相關(guān)強(qiáng)化技術(shù)的研究，提高耐磨襯板的質(zhì)量，以降低由于摩擦、磨損所造成的能源和原材 料方面的損失，保障相應(yīng)的耐磨設(shè)備和設(shè)施的安全運(yùn)行，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展具有十 分重大的意義。因此尋求一種低成本、高效能的耐磨襯板越來(lái)越多地為企業(yè)所重視和接受。
有關(guān)襯板材料的研究開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)外都已取得很大進(jìn)展，但是現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用的襯板 都存在一些缺陷。比如金屬襯板件重，設(shè)備負(fù)荷高，更換復(fù)雜，且只能用于研磨不怕鐵質(zhì)污 染的物料；橡膠襯板則存在易老化、抗撕裂性差的缺點(diǎn)，尤其是在高速硬質(zhì)物料的沖擊下， 作業(yè)溫度升高，磨損速度大大加快。因此尋求一種低成本、高效能的耐磨襯板越來(lái)越多地為 企業(yè)所重視和接受。隨著陶瓷與金屬連接技術(shù)的逐步發(fā)展，陶瓷襯板已部分取代了鋼材，提 高了設(shè)備的耐磨性，延長(zhǎng)了更換周期，大大節(jié)約了成本。但是現(xiàn)有的安裝陶瓷耐磨體的方法 是采用螺栓連接和用無(wú)機(jī)膠直接粘貼。 普通型膠粘性陶瓷橡膠襯板是用無(wú)機(jī)膠將陶瓷直接粘貼在設(shè)備上的，其結(jié)合強(qiáng)度 低，陶瓷容易脫落，但普通橡膠材料超過(guò)常溫即開(kāi)始加速老化，在20(TC環(huán)境中更是迅速老 化。 螺栓連接，陶瓷耐磨體本身就是高硬度脆性耐磨材料，螺栓孔在加工工序中本身
就是殘余應(yīng)力幾種的部位，再加上螺栓和襯板螺孔僅是局部接觸，更加劇了應(yīng)力集中，從而
此類(lèi)連接方式制成的襯板雖然能承受一定溫度，但易斷裂，襯板抗磨壽命短。 故在高溫環(huán)境中兩種連接方式都無(wú)法發(fā)揮耐磨作用，生產(chǎn)實(shí)踐中迫切需要一種既
能耐高溫又有一定的結(jié)合強(qiáng)度的襯板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有膠粘性耐磨陶瓷橡膠襯板的結(jié)合強(qiáng)度低、陶瓷易脫 落、橡膠材料易老化，及現(xiàn)有螺栓連接的耐磨陶瓷襯板易斷裂、抗磨壽命短的問(wèn)題，本發(fā)明 提供了一種用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法。 本發(fā)明一種用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法是通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)的一、 按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將60 % 80 %的Ag粉、18 % 35 %的Cu粉和1 % 5 %的TiH2粉混合后放入不銹鋼罐中，再加入丙酮，使丙酮高出混合粉末1 5cm，然后向不銹鋼罐中充入惰性氣體，并 密封不銹鋼罐，然后球磨25 30h后，將球磨后的混合粉末與粘結(jié)劑混合得活性金屬膏狀 釬料，其中，球料質(zhì)量比為20 : 1，混合粉末與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為20 : l，粘結(jié)劑按質(zhì)量分 數(shù)由0. 8% 1. 2%丙三醇，95% 97%蒸餾水和2% 4%羥乙基纖維素組成；二、對(duì)陶瓷 塊和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板分別進(jìn)行表面清理，然后自然晾干，再將陶瓷塊在780 820°C 條件下素?zé)?0min，然后隨爐冷卻后干燥儲(chǔ)藏；三、將步驟一得到的活性金屬膏狀釬料涂抹 在經(jīng)步驟二處理后的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板上，然后將經(jīng)步驟二處理后的陶瓷塊以陣列方 式排列放置到低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板上得焊接裝配件，其中活性金屬膏狀釬料涂抹厚度為 0. 8 1. 2mm，陶瓷塊間的間隔為0. 18 0. 22mm ;四、將步驟三的焊接裝配件放入真空爐 中，控制真空度為0. 5 1. 5X10—4pa，然后以15 25°C /min的速率加熱到430 470°C， 保溫25 35min，再以5 15°C /min的速率加熱到680 72(TC，保溫28 32min，然后 再以8 15°C /min的速率加熱到780 820。C，保溫8 12min，再以5 15°C /min的速 率加熱到840 88(TC，保溫13 17min ;冷卻時(shí)，先以3 10°C /min的速率冷卻到580 620°C ，隨爐冷卻，得到耐磨陶瓷襯板。 本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單、易操作，利用活性釬焊方法將低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 板和陶瓷塊連接，使得耐磨陶瓷襯板的結(jié)合強(qiáng)度變大、陶瓷塊不易脫落；本發(fā)明的制備方法 省略了橡膠材料的使用，得到的耐磨陶瓷襯板解決了因橡膠老化而導(dǎo)致的陶瓷塊脫落、使 用壽命降低的弊端；即使在較高溫度(高于20(TC)的惡劣環(huán)境中長(zhǎng)期使用時(shí)，也不會(huì)出現(xiàn) 因橡膠老化導(dǎo)致陶瓷塊脫落、耐磨性降低的問(wèn)題，解決了高溫環(huán)境設(shè)備的磨損問(wèn)題，提高了 使用壽命，降低了使用成本。 本發(fā)明中球磨時(shí)使用丙酮研磨介質(zhì)可對(duì)球磨進(jìn)程起到加速的作用，增加了磨球捕 獲粉末的機(jī)會(huì)，從而使磨球的能量充分釋放；可減少粉末的表面能，限制粉末凝著或凝集， 明顯減輕冷焊作用，使出粉率大大提高；丙酮還可起到冷卻作用，防止球磨過(guò)程中粉末由于 過(guò)熱而被氧化。 本發(fā)明的釬料中選擇TiH2作為活性Ti的添加形式，TiH2可以通過(guò)真空脫氫完全
分解得到活化的Ti，防止活性Ti被氧化，使Ti的活性得到最大的發(fā)揮。 本發(fā)明的粘結(jié)劑可以保證活性金屬膏狀釬料具有足夠的粘度，和焊接時(shí)的鋪展?jié)?br> 濕，能將陶瓷塊間的間隙填滿；在40(TC時(shí)粘結(jié)劑可以完全分解并揮發(fā)，使釬料中無(wú)殘留，
保證陶瓷塊與低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板、及陶瓷塊之間實(shí)現(xiàn)良好的連接，提高了耐磨陶瓷襯
板整體的強(qiáng)度和陶瓷塊與低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板間的結(jié)合力，提高了耐磨陶瓷襯板的耐磨
性和使用壽命，增強(qiáng)設(shè)備安全穩(wěn)定性。 本發(fā)明的制備方法采用分段式升溫加熱方式，首先保證粘結(jié)劑在430 47(TC下 的完全分解并揮發(fā)，然后在680 72(TC下使TiH2的完全分解、使Ti的活性得到最大的發(fā) 揮，最終分段式加熱至840 88(TC，保證焊接時(shí)加熱均勻、膏狀釬料潤(rùn)濕鋪展良好，保證每 個(gè)階段下金屬膏狀釬料均勻化，增強(qiáng)了釬縫的強(qiáng)度，提高了耐磨陶瓷襯板的結(jié)合力，進(jìn)而延 長(zhǎng)了耐磨陶瓷襯板的壽命。 本發(fā)明采用3 10°C /min的冷卻速率可以降低焊后釬縫的殘余應(yīng)力，提高了釬縫 的強(qiáng)度，降低了在使用過(guò)程中因存在殘余應(yīng)力而導(dǎo)致襯板易斷裂的弊端，經(jīng)壓剪實(shí)驗(yàn)得到 釬縫剪切強(qiáng)度達(dá)到191MPa，試驗(yàn)后釬縫寬度為0. 2 0. 5mm。
50015] 本發(fā)明的制備方法得到耐磨陶瓷襯板可用于火力發(fā)電廠的輸煤、排灰系統(tǒng)及冶金 鋼鐵業(yè)的輸料、配料系統(tǒng)中的料倉(cāng)、料斗等設(shè)備的防磨襯板，其耐水、耐弱酸堿，并能在較高 溫度下工作，明顯提高了襯板在高溫下的耐磨性。


圖1是具體實(shí)施方式
一中焊接裝配件的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為陶瓷層，2為活性金 屬膏狀釬料層，3為低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板；圖2是具體實(shí)施方式
十九中步驟四在釬焊過(guò)程 中的釬焊溫度曲線圖；圖3是具體實(shí)施方式
十九得到的耐磨陶瓷襯板的釬焊接頭釬縫的背 散射掃描照片，圖中黑色部分為氧化鋁陶瓷，亮部為釬料層，灰部為16Mn鋼板。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的 任意組合。
具體實(shí)施方式
一 本實(shí)施方式用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法是通過(guò)以下 方法實(shí)現(xiàn)的一、按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將60 % 80 %的Ag粉、18 % 35 %的Cu粉和1 % 5 %的TiH2 粉混合后放入不銹鋼罐中，再加入丙酮，使丙酮高出混合粉末1 5cm，然后向不銹鋼罐中 充入惰性氣體，并密封不銹鋼罐，然后球磨25 30h后，將球磨后的混合粉末與粘結(jié)劑混合 得活性金屬膏狀釬料，其中，球料質(zhì)量比為20 : 1，混合粉末與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為20 : 1， 粘結(jié)劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0. 8% 1. 2%丙三醇，95% 97%蒸餾水和2% 4%羥乙基纖維素 組成；二、對(duì)陶瓷塊和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板分別進(jìn)行表面清理，然后自然晾干，再將陶瓷 塊在780 82(TC條件下素?zé)?0min，然后隨爐冷卻后干燥儲(chǔ)藏；三、將步驟一得到的活性 金屬膏狀釬料涂抹在經(jīng)步驟二處理后的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板上，然后將經(jīng)步驟二處理后 的陶瓷塊以陣列方式排列放置到低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板上得焊接裝配件，其中活性金屬膏 狀釬料涂抹厚度為0. 8 1. 2mm，陶瓷塊間的間隔為0. 18 0. 22mm ;四、將步驟三的焊接 裝配件放入真空爐中，控制真空度為0. 5 1. 5X0—乍a，然后以15 25°C /min的速率加 熱到430 470。C，保溫25 35min，再以5 15°C /min的速率加熱到680 720。C，保 溫28 32min，然后再以8 15°C /min的速率加熱到780 82(TC，保溫8 12min，再以 5 15°C /min的速率加熱到840 88(TC，保溫13 17min ;冷卻時(shí)，先以3 10°C /min 的速率冷卻到580 62(TC，然后隨爐冷卻，得到耐磨陶瓷襯板。 本實(shí)施方式中Ag粉的質(zhì)量純度為99.95 X，粒徑《1 y m， Cu粉質(zhì)量純度為 99. 8 % ，粒徑《53 ii m， TiH2粉質(zhì)量純度為99. 5 % ，粒徑《53 y m。 本實(shí)施方式制備方法工藝簡(jiǎn)單、易操作。得到的耐磨陶瓷襯板的結(jié)合強(qiáng)度變大、陶 瓷塊不易脫落；省略了橡膠材料的使用，耐磨陶瓷襯板不會(huì)因橡膠老化而使得陶瓷塊脫落、 使用壽命降低；耐磨陶瓷襯板的釬縫的殘余應(yīng)力小，在使用過(guò)程中不易斷裂，使用壽命長(zhǎng)。
本實(shí)施方式中焊接裝配件的示意圖如圖1所示。陶瓷層1和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 板3之間為釬料涂層2，陶瓷層1由以陣列方式排列的多個(gè)陶瓷塊組成。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將 70%的Ag粉、27%的Cu粉和3%的TiH2粉混合后放入不銹鋼罐中。其它步驟及參數(shù)與具 體實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是步驟一中惰性氣體 為氬氣或氦氣。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二或三不同的是步驟一中球磨 采用變頻式行星球磨機(jī)，球磨機(jī)的公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為180 220轉(zhuǎn)/分鐘，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為280 320 轉(zhuǎn)/分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一、二或三相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四不同的是步驟一中粘結(jié)劑按 質(zhì)量分?jǐn)?shù)由1%丙三醇，96%蒸餾水和3%羥乙基纖維素組成。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施 方式一至四相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五不同的是步驟二中的陶瓷塊
為氧化鋁(A1203)陶瓷塊、氧化鋯(Zr02)陶瓷塊、碳化硅(SiC)陶瓷塊、氮化硼(Si3N4)陶瓷
塊或者硼化鋯(ZrB2)陶瓷塊。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五相同。 本實(shí)施方式中的陶瓷塊均為市售產(chǎn)品，質(zhì)量純度均要求在95%以上。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六不同的是步驟二中低合金高
強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板采用16Mn鋼。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至六相同。 本實(shí)施方式中的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板均為市售產(chǎn)品。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七不同的是步驟二中陶瓷塊表 面清理采用W-l金剛石研磨膏進(jìn)行表面拋光，使粗糙度Rz ( y m)達(dá)05 0. 8，然后把陶瓷 塊先用丙酮超聲清洗18 22min，再用鋁材專(zhuān)用超聲波清洗液超聲清洗8 12min，自然晾 干。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至七相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至八不同的是步驟二中低合金高 強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板表面清理采用180#、400#、600#的砂紙逐級(jí)將表面進(jìn)行打磨，然后用超聲清 洗18 22min，再用酒精溶液進(jìn)行超聲波清洗8 12min，自然晾干。其它步驟及參數(shù)與具 體實(shí)施方式一至八相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至九不同的是步驟三中活性金屬 膏狀釬料涂抹厚度為0. lmm，陶瓷塊間隔為0. 2mm。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至九 相同。
具體實(shí)施方式
十一 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十不同的是步驟四中將步驟 三的焊接裝配件放入真空爐中，控制真空度為1X0—4Pa。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十相同。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十一不同的是步驟四中然后 以20°C /min的速率加熱到45(TC，保溫30min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至i^一 相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十二不同的是步驟四中再以 l(TC /min的速率加熱到70(TC，保溫30min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十二相 同。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十三不同的是步驟四中然后 再以10°C/min的速率加熱到800°C ，保溫10min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十三 相同。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十四不同的是步驟四中再以10°C /min的速率加熱到85(TC，保溫15min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十四相 同。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十五不同的是步驟四中冷卻 時(shí)，先以5°C /min的速率冷卻到600°C。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十五相同。
具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十六不同的是步驟二中將 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板進(jìn)行表面處理后，再在表面的橫向和縱向上均勻地加工成網(wǎng)格狀的 槽，其中槽的深度是低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板厚度的六分之一，槽的寬度為0. 18 0. 22mm， 步驟三中將陶瓷塊放置在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板表面形成的網(wǎng)格中。其它步驟及參數(shù)與具 體實(shí)施方式一至十六相同。 本實(shí)施方式將低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板加工后，使得膏狀釬料與低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu) 鋼板的接觸面積變大，焊接后與低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板的結(jié)合力更大，并且焊接后釬焊接 頭呈平滑過(guò)渡，不易產(chǎn)生應(yīng)力集中，使耐磨襯板不易斷裂。 本實(shí)施方式中網(wǎng)格的大小依據(jù)所選用的陶瓷塊的大小進(jìn)行設(shè)定加工。
具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十七不同的是槽的寬度為
0.2mm。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十七相同。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法是通過(guò)以 下方法實(shí)現(xiàn)的一、按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將70%的Ag粉、27%的Cu粉和3%的TiH2粉混合后放入不 銹鋼罐中，再加入丙酮，使丙酮高出混合粉末3cm，然后向不銹鋼罐中充入氬氣，并密封不銹 鋼罐，然后球磨28h后，將球磨后的混合粉末與粘結(jié)劑混合得活性金屬膏狀釬料，其中，球 料質(zhì)量比為20 : 1，混合粉末與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為20 : l，粘結(jié)劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)由1%丙三 醇，96%蒸餾水和3%羥乙基纖維素組成；二、對(duì)A1203陶瓷塊和16Mn鋼板分別進(jìn)行表面清 理，然后自然晾干，再將陶瓷塊在800 °C條件下素?zé)?0min，然后隨爐冷卻后放入干燥瓶中； 三、將步驟一得到的活性金屬膏狀釬料涂抹在經(jīng)步驟二處理后的16Mn鋼板上，然后將經(jīng)步 驟二處理后的A1203陶瓷塊以陣列方式排列放置到16Mn鋼板上得焊接裝配件，其中活性金 屬膏狀釬料涂抹厚度為lmm，陶瓷塊間的間隔為0. 2mm ;四、將步驟三的焊接裝配件放入真 空爐中，控制真空度為1X10—乍a，然后以20°C /min的速率加熱到450°C ，保溫30min，再以 10°C /min的速率加熱到70(TC，保溫30min，然后再以10°C /min的速率加熱到80(TC，保溫 10min，再以10°C /min的速率加熱到86(TC，保溫15min ;冷卻時(shí)，先以5°C /min的速率冷卻 到60(TC后，然后隨爐冷卻，得到耐磨陶瓷襯板。 本實(shí)施方式中A1203陶瓷塊的質(zhì)量純度為95%，尺寸為20mmX 20mmX lmm。
本實(shí)施方式中步驟四在釬焊過(guò)程中的釬焊溫度曲線圖如圖2所示。本實(shí)施方式采 用分段式加熱升溫方式，首先加熱到45(TC，保溫30min可以保證粘結(jié)劑完全分解并揮發(fā)， 使釬料中無(wú)粘結(jié)劑殘留；加熱到70(TC后保溫30min可使TiH2完全分解，使Ti的活性得到 最大的發(fā)揮；再加熱到86(TC，保溫15min可以保證焊接時(shí)加熱均勻，膏狀釬料潤(rùn)濕鋪展良 好，最后以較小的冷卻速度冷卻到60(TC后，再隨爐冷卻可以降低焊后釬縫的殘余應(yīng)力，增 強(qiáng)了釬縫的強(qiáng)度，提高了耐磨襯板的壽命。 本實(shí)施方式對(duì)得到的耐磨陶瓷襯板的釬焊接頭釬縫進(jìn)行背散射掃描，結(jié)果如圖3 所示。由圖3可見(jiàn)，通過(guò)釬焊連接的16Mn鋼板和Al203陶瓷塊結(jié)合緊密，釬縫兩側(cè)反應(yīng)層厚 度均勻，提高了耐磨襯板性能的穩(wěn)定性。
本實(shí)施方式采用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)(型號(hào)為Instronmodel 1186)對(duì)耐磨陶瓷襯 板進(jìn)行剪切強(qiáng)度測(cè)試，實(shí)驗(yàn)得到釬縫剪切強(qiáng)度達(dá)到191MPa，且試驗(yàn)后釬縫寬度為0. 2 0. 5mm，其余的釬料經(jīng)鋪展?jié)櫇瘢烟沾蓧K間的間隙填滿，提高了耐磨襯板整體的強(qiáng)度。釬縫 中無(wú)脆性的金屬化合物顆粒生成，減少了可能發(fā)生的斷裂源，使耐磨襯板不易斷裂。
權(quán)利要求
一種用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法，其特征在于用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法是通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)的一、按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將60％～80％的Ag粉、18％～35％的Cu粉和1％～5％的TiH2粉混合后放入不銹鋼罐中，再加入丙酮，使丙酮高出混合粉末1～5cm，然后向不銹鋼罐中充入惰性氣體，并密封不銹鋼罐，然后球磨25～30h后，將球磨后的混合粉末與粘結(jié)劑混合得活性金屬膏狀釬料，其中，球料質(zhì)量比為20∶1，混合粉末與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為20∶1，粘結(jié)劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0.8％～1.2％丙三醇，95％～97％蒸餾水和2％～4％羥乙基纖維素組成；二、對(duì)陶瓷塊和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板分別進(jìn)行表面清理，然后自然晾干，再將陶瓷塊在780～820℃條件下素?zé)?0min，然后隨爐冷卻后干燥儲(chǔ)藏；三、將步驟一得到的活性金屬膏狀釬料涂抹在經(jīng)步驟二處理后的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板上，然后將經(jīng)步驟二處理后的陶瓷塊以陣列方式排列放置到低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板上得焊接裝配件，其中活性金屬膏狀釬料涂抹厚度為0.8～1.2mm，陶瓷塊間的間隔為0.18～0.22mm；四、將步驟三的焊接裝配件放入真空爐中，控制真空度為0.5～1.5～10-4Pa，然后以15～25℃/min的速率加熱到430～470℃，保溫25～35min，再以5～15℃/min的速率加熱到680～720℃，保溫28～32min，然后再以8～15℃/min的速率加熱到780～820℃，保溫8～12min，再以5～15℃/min的速率加熱到840～880℃，保溫13～17min；冷卻時(shí)，先以3～10℃/min的速率冷卻到580～620℃，隨爐冷卻，得到耐磨陶瓷襯板。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法，其特征在于步 驟二中的陶瓷塊為氧化鋁陶瓷塊、氧化鋯陶瓷塊、碳化硼陶瓷塊、氮化硼陶瓷塊或者硼化鋯 陶瓷塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法，其特征在 于步驟二中低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板采用16Mn鋼。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法，其特征在于 步驟二中陶瓷塊表面清理采用W-l金剛石研磨膏進(jìn)行表面拋光，使粗糙度Rz為0. 5 0. 8ym，然后把陶瓷塊先用丙酮超聲清洗18 22min，再用鋁材專(zhuān)用超聲波清洗液超聲清 洗8 12min，自然晾干。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的一種用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法，其特征 在于步驟二中低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板表面清理采用180#、400#、600#的砂紙逐級(jí)打磨，然 后用超聲清洗18 22min，再用酒精溶液進(jìn)行超聲波清洗8 12min，自然晾干。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法，其特征在于步 驟三中活性金屬膏狀釬料涂抹厚度為0. lmm，陶瓷塊間隔為0. 2mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或6所述的一種用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法，其特 征在于步驟四中將步驟三的焊接裝配件放入真空爐中，控制真空度為lX10-4Pa。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法，其特征在于步 驟四中然后以20°C /min的速率加熱到45(TC，保溫30min，再以10°C /min的速率加熱到 70(TC，保溫30min，然后再以10°C /min的速率加熱到80(TC，保溫10min，再以10°C /min的 速率加熱到85(TC，保溫15min。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、6或8所述的一種用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法，其 特征在于步驟四中冷卻時(shí)，先以5°C /min的速率冷卻到600°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、6或8所述的一種用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法，其特征在于歩驟二中將低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板進(jìn)行表面清理后，再在表面的橫向和縱向上均 勻地加工成網(wǎng)格狀的槽，其中槽的深度是低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板厚度的六分之一，槽的寬 度為0. 18 0. 22mm，步驟三中將陶瓷塊放置在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板表面形成的網(wǎng)格中。
全文摘要
一種用活性釬焊法制備耐磨陶瓷襯板的方法，它涉及一種制備耐磨陶瓷襯板的方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有膠粘性耐磨陶瓷橡膠襯板的結(jié)合強(qiáng)度低、陶瓷易脫落、橡膠材料易老化，及現(xiàn)有螺栓連接的耐磨陶瓷襯板易斷裂、抗磨壽命短的問(wèn)題。本發(fā)明的方法是一、制備活性金屬膏狀釬料；二、表面處理陶瓷塊和鋼板；三、制備焊接裝配件；四、進(jìn)行分級(jí)升溫焊接得耐磨陶瓷襯板。本發(fā)明的耐磨陶瓷襯板取消了橡膠層，提高了結(jié)合強(qiáng)度、耐磨性和高溫使用壽命，釬縫的剪切強(qiáng)度達(dá)到191MPa；低的降溫速率使得襯板的殘余應(yīng)力降低，襯板不易斷裂，使用壽命延長(zhǎng)。得到的襯板可用于火力發(fā)電廠的輸煤、排灰系統(tǒng)及冶金鋼鐵業(yè)的輸料、配料系統(tǒng)中料倉(cāng)、料斗等設(shè)備的防磨襯板。
文檔編號(hào)C04B37/02GK101696122SQ200910309630
公開(kāi)日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者于康, 馮吉才, 劉兵, 劉羽, 吳廣東, 李卓然, 樊建新 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué);