增韌氧化鋁陶瓷隔熱片其制備工藝及其在擠壓筒中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增韌氧化鋁陶瓷隔熱片其制備工藝及其在擠壓筒中的應(yīng)用，增韌氧化鋁陶瓷隔熱片，其特點是，由主要組分氧化鋁粉和釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉及輔料組分配制而成；氧化鋁粉和釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉分別占主要組分總重量的百分配比為：Al2O380%~90%、ZrO2+Y2O310%~20%；制備工藝包括配料、混料、球磨、噴霧造粒、模壓成型、燒結(jié)工序步驟，制得的氧化鋁陶瓷隔熱片拼接成隔熱層用于擠壓機中擠壓筒的外鋼套和纏繞鋼絲之間；陶瓷隔熱片具有成本低、強度高、制備方法科學(xué)合理，簡單易行，便于實施等特點，其顯著特點在于可以承受高溫高壓等惡劣工況環(huán)境，并且隔熱效果好，使用壽命長；大大提高了擠壓筒使用的可靠性。
【專利說明】增韌氧化鋁陶瓷隔熱片其制備工藝及其在擠壓筒中的應(yīng)用
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及擠壓機配件【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地講是增韌氧化鋁陶瓷隔熱片其制備工藝及其在擠壓筒中的應(yīng)用，主要用于3.6萬噸垂直擠壓機。
[0002]【背景技術(shù)】:
3.6萬噸垂直擠壓機是生產(chǎn)大口徑無縫鋼管的設(shè)備，其中擠壓筒是擠壓無縫鋼管過程中最重要的熱擠壓部件，在工作過程中，不僅要承擔(dān)巨大的擠壓應(yīng)力，而且還要承受800°C左右的高溫作用，工作環(huán)境極其惡劣。所以，擠壓筒的設(shè)計、選材和加工制造尤為重要。
[0003]擠壓筒總體上是由內(nèi)鋼套1、外鋼套2組成，如圖1所示。內(nèi)鋼套I和外鋼套2之間采用過盈配合，以增加抵御內(nèi)部擠壓應(yīng)力的作用。有限元計算結(jié)果表明:由于擠壓筒是在高溫下工作，所以鋼的強度會有一定的下降，加上過盈配合增加的壓應(yīng)力也不能完全保證擠壓過程的安全性。為此，提出了在外鋼套上纏繞鋼絲4的辦法來進一步增加壓應(yīng)力的方案。冷態(tài)下，計算結(jié)果表明其強度完全達到安全標(biāo)準(zhǔn)；但是由于纏繞鋼絲4直接與外鋼套2接觸，所以內(nèi)部熱量很快傳遞給纏繞鋼絲4，導(dǎo)致纏繞鋼絲4強度急劇下降，大大降低了擠壓筒使用的可靠性。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是 克服上述已有技術(shù)的不足，而提供一種增韌氧化鋁陶瓷隔熱片。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供增韌氧化鋁陶瓷隔熱片的制備工藝。
[0006]本發(fā)明的再一目的是提供增韌氧化鋁陶瓷隔熱片的用途。
[0007]本發(fā)明主要解決現(xiàn)有的擠壓機的擠壓筒使用可靠性低的問題。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種增韌氧化鋁陶瓷隔熱片，其特殊之處在于，由氧化鋁粉和釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉及輔料組分配制而成；氧化鋁粉和釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉分別占主要組分總重量的百分配比為=Al2O3 80%~90%、Zr02+Y203 10%~20%。
[0009]進一步的，所述的輔料包括阿拉伯樹膠、水、黏結(jié)劑和除泡劑。
[0010]進一步的，所述的阿拉伯樹膠的量為主要組分氧化鋁粉和釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉總重量的10%。
[0011]進一步的，所述的水的量為，阿拉伯樹膠:水為89TlO%。
[0012]本發(fā)明的增韌氧化鋁陶瓷隔熱片的制備工藝，其特殊之處在于，包括配料、混料、球磨、噴霧造粒、模壓成型、燒結(jié)工序步驟，所述的配料、混料、球磨后粉料采用噴霧造粒法造粒；所述的模壓成型工序壓力為15~20MPa ;所述的燒結(jié)工序溫度為1650°C~1680°C，保溫時間為2.5~3h。
[0013]本發(fā)明的增韌氧化鋁陶瓷隔熱片，拼接成隔熱層，用于擠壓機中擠壓筒的外鋼套和纏繞鋼絲之間。
[0014]本發(fā)明所述的增韌氧化鋁陶瓷隔熱片，其中氧化鋁粉料性能需達到如下標(biāo)準(zhǔn):Al2O3含量≥99.5%，雜質(zhì)含量< 0.5%，α相百分含量≥95%，真密度≥3.97g/cm3，平均粒徑d50 ≤ 1 μ m ;其中雜質(zhì)含量中，SiO2 ( 0.06%, Fe2O3 ( 0.03%, Na2O ( 0.03%。
[0015]本發(fā)明所述的一種增韌氧化鋁陶瓷隔熱片及其制備工藝與已有技術(shù)相比具有突出的實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點如下:1、利用氧化鋁和氧化鋯陶瓷各自具有的性能，采用氧化鋁和氧化鋯陶瓷復(fù)合材料，獲得兩種材料綜合性能的陶瓷隔熱片；2、制備工藝中，混料后粉料采用噴霧造粒方法，其目的是用微細粉料配成的料漿經(jīng)噴霧造粒后，變成有若干微細顆粒團聚在一塊的球型小團聚體，具有優(yōu)異的流動性，以改善粉末成型及燒結(jié)性能；3、陶瓷隔熱片具有成本低、強度高、制備方法科學(xué)合理，簡單易行，便于實施等特點，其顯著特點在于可以承受高溫高壓等惡劣環(huán)境，并且隔熱效果好，使用壽命長；4、大大提高了擠壓筒使用的可靠性。
[0016]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1為現(xiàn)有的擠壓筒結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的擠壓筒結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例工藝流程框圖。
[0017]圖面說明:
I內(nèi)鋼套，2外缸套，3陶瓷隔熱層，4纏繞鋼絲。
[0018]【具體實施方式】:
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0019]實施例1，參見圖2、3，稱取500克6%(重量百分比)釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉，2000克高純氧化鋁粉，加入氧化鋁粉和釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉總重量10%的阿拉伯樹膠，然后加入水，阿拉伯樹膠/水重量比為8% ;充分混合并經(jīng)過球磨造粒，將球磨桶混好的料漿轉(zhuǎn)入混料桶，并在混料桶中加入與球磨桶中相同質(zhì)量的氧化鋁球；加入常規(guī)用量的PVA黏結(jié)劑溶膠，混料時，混料桶中液面距桶徑部留約占桶長的1/3空間，混料時間為24h ;將料漿經(jīng)過濾后打入攪拌桶，加入常規(guī)用量的除泡劑正辛醇，攪拌8~12h，以除氣泡；然后采用噴霧造粒法進行造粒；在60T油壓機中成型，壓力控制在15MPa ;將成型好的毛坯裝入超高溫隧道窯爐中，最高燒結(jié)溫度為1650°C，保溫3h，自然降溫，冷卻后得到產(chǎn)品；再經(jīng)冷加工后得成品增韌氧化鋁陶瓷隔熱片。
[0020]將上述制得的一個個氧化鋁陶瓷隔熱片拼接成隔熱層3，在由內(nèi)鋼套1、外鋼套2和纏繞鋼絲4組成的擠壓筒上，在外鋼套2和纏繞鋼絲4之間加裝隔熱層3。
[0021]實施例2，參見圖2、3，稱取388克6%(重量百分比)釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉，2200克高純氧化鋁粉，加入氧化鋁粉和釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉總重量10%的阿拉伯樹膠，然后加入水，阿拉伯樹膠/水重量比為9% ;充分混合并經(jīng)過球磨造粒，將球磨桶混好的料漿轉(zhuǎn)入混料桶，并在混料桶中加入與球磨桶中相同質(zhì)量的氧化鋁球；加入常規(guī)用量的PVA黏結(jié)劑溶膠，混料時，混料桶中液面距桶徑部留約占桶長的1/3空間，混料時間為24h ;將料漿經(jīng)過濾后打入攪拌桶，加入常規(guī)用量的除泡劑正辛醇，攪拌8~12h，以除氣泡；然后采用噴霧造粒法進行造粒；在60T油壓機中成型，壓力控制在ISMPa ;將成型好的毛坯裝入超高溫隧道窯爐中，最高燒結(jié)溫度為1670°C，保溫3h，自然降溫，冷卻后得到產(chǎn)品；再經(jīng)冷加工后得成品增韌氧化鋁陶瓷隔熱片。
[0022]將上述制得的一個個氧化鋁陶瓷隔熱片拼接成隔熱層3，在由內(nèi)鋼套1、外鋼套2和纏繞鋼絲4組成的擠壓筒上，在外鋼套2和纏繞鋼絲4之間加裝隔熱層3。
[0023]實施例3，參見圖2、3，稱取277克6%(重量百分比)釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉，2500克高純氧化鋁粉，加入氧化鋁粉和釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉總重量10%的阿拉伯樹膠，然后加入水，阿拉伯樹膠/水重量比為10%;充分混合并經(jīng)過球磨造粒，將球磨桶混好的料漿轉(zhuǎn)入混料桶，并在混料桶中加入與球磨桶中相同質(zhì)量的氧化鋁球；并按加入常規(guī)用量的PVA黏結(jié)劑溶膠，混料時，混料桶中液面距桶徑部留約占桶長的1/3空間，混料時間為24h ;將料漿經(jīng)過濾后打入攪拌桶，加入常規(guī)用量的除泡劑正辛醇，攪拌8~12h，以除氣泡；然后采用噴霧造粒法進行造粒；在60T油壓機中成型，壓力控制在20MPa ;將成型好的毛坯裝入超高溫隧道窯爐中，最高燒結(jié)溫度為1680°C，保溫2.5h，自然降溫，冷卻后得到產(chǎn)品；再經(jīng)冷加工后得成品增韌氧化鋁陶瓷隔熱片。
[0024]將上述制得的一個個氧化鋁陶瓷隔熱片拼接成隔熱層3，在由內(nèi)鋼套1、外鋼套2和纏繞鋼絲4組成的擠壓筒上，在外鋼套2和纏繞鋼絲4之間加裝隔熱層3。
[0025]以上僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；如果不脫離本發(fā)明的精神和范圍，對本發(fā)明進行修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.增韌氧化鋁陶瓷隔熱片，其特征在于，由主要組分氧化鋁粉和釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉及輔料組分配制而成；氧化鋁粉和釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉分別占主要組分總重量的百分配比為:A1203 80%~90%、Zr02+Y203 10%~20%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增韌氧化鋁陶瓷隔熱片，其特征在于，所述的輔料包括阿拉伯樹膠、水、黏結(jié)劑和除泡劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增韌氧化鋁陶瓷隔熱片，其特征在于，所述的阿拉伯樹膠的量為主要組分氧化鋁粉和釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉總重量的10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增韌氧化鋁陶瓷隔熱片，其特征在于，所述的水的量為，阿拉伯樹膠:水為8%~10%。
5.上述權(quán)利要求1-4的任一增韌氧化鋁陶瓷隔熱片的制備工藝，其特征在于，包括配料、混料、球磨、噴霧造粒、模壓成型、燒結(jié)工序步驟，所述的配料、混料、球磨后粉料采用噴霧造粒法造粒；所述的模壓成型工序壓力為15~20MPa ;所述的燒結(jié)工序溫度為16500C~1680°C，保溫時間為2.5~3h。
6.采用上述權(quán)利要求1-4的任一增韌氧化鋁陶瓷隔熱片，拼接成隔熱層，用于擠壓機中擠壓筒的外鋼套和纏繞鋼絲之間。
【文檔編號】B21C23/08GK103641453SQ201310610324
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】燕東明, 郭在在, 常永威, 李志鵬, 楊雙燕, 王靜慧, 李國斌, 賈書波, 姜述慶, 傅宇東, 李維鳴, 樊超紅, 童鶴 申請人:中國兵器工業(yè)第五二研究所煙臺分所