[发明专利]增韧高铝质瓷托辊

说明书

技术领域

本发明涉及一种带式及管式输送机设备的主要配件：一种增韧高铝质瓷托辊(钢化托辊)的应用。

背景技术

带式及管式皮带输送机设备，是国内外电力采矿、化工、煤炭、焦化、盐业、冶金、钢铁、有色金属、铝业、码头、选矿、水泥等不可缺少的运输输送的设备，历年来贯用金属钢铁托辊作为该设备的主要配件，由于金属托辊，加工困难、比重大、价格昂贵、生产成本高、磨损大，不耐腐蚀、电能消耗很大，由其有很多局限于铁质的产品，无法满足产品质量的要求。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种性能优质可靠、使用时间达普瓷托辊3至5倍的增韧高铝质瓷托辊。

一种增韧高铝质瓷托辊，即钢化瓷托辊，该瓷托辊的组分包括莫来石、锻烧氧化铝粉、锆英石、氧化锆和粘土，及稀土氧化物、粘结剂、润滑剂；组分的重量百分比为：莫来石40％、锻烧铝粉25％、氧化锆10％、锆英石12％、粘土15％，余量百分数为其它常规化学物粘结剂和润滑剂。组分的化学成分重量百分比为：SiO₂ 25-38％，Al₂O₃ 60-63％，ZYO₂ 5-15％，Fe₂O₃0.5-0.8％，其它的剩余百分含量为CaO、MgO、Y₂O₃；采用干粉、静压成型工艺，经1480-1500℃高温焙烧而成。

所述瓷托辊的最佳化学成份组成，按重量百分比为SiO₂ 27％，Al₂O₃62％，ZYO₂ 10％，Fe₂O₃ 0.7％，粘结剂11％，润滑剂16％，其它成份CaO、MgO、Y₂O₃占有重量百分比的余量。

其工艺是取用各成分的干粉，高强静压成型，经1480-1500℃高温焙烧而成；工艺路线为：原料→配料→球磨→除铁、过筛→喷雾干燥造粒→陈腐→等静压成型→检选、修整→同心精车→烧成→检验→组装→再检验→包装→出厂。

经测试，本发明钢化瓷托辊的机械性能如下：

抗压＞300MPa，抗折＞140Mpa，耐酸度99.8％，耐碱度：97％

硬度＞8.5级(莫氏)，使用温度：-20℃～60℃，吸水率＜0.1％，密度＞3.0，磨损率＜0.00026，断裂韧性：6.3MPa*m^1/2

本发明的增韧高铝质瓷托辊(钢化瓷托辊)是21世纪先进高新技术的新型陶瓷材料，经过精心的组合配方，它采用的主要原料有：莫来石、氧化铝粉、锆英石、粘土、氧化锆、滑石、粘结剂、润滑剂等组合配方而成，主要化学成份：SiO₂ 25～28％，Al₂O₃ 60～63％，ZrO₂ 5～10％，Fe₂O₃ 0.5～0.8％，MgO 0.24～0.8％，其它化学元素微量，不会影响产品质量。抗压强度为3860kg/cm2，耐磨率0.00026，硬度8.5～9级。在生产过程中，采用了最先进的干粉等静压工艺，分子密度高，成品率高，强度大，磨损率小。在生产中无规格的局限影响，使用时间是普瓷托辊的3到5倍以上，性能优质可靠。本发明增韧高铝质瓷托辊(钢化瓷托辊)是陶瓷行业中综合性氧化铝，氧化锆增韧性新材料。

本发明的有益效果：

①在充分发挥陶瓷材料耐磨、耐腐蚀、耐高温氧化、比重轻、抗压强度高的等优点的基础上，通过ZrO₂相变增韧，克服陶瓷材料脆性大，不耐冲击的先天性缺陷，使陶瓷材质有很好的综合性能，从而适应作托辊。

②在产品设计上，在原有金属托辊的基础上降低托辊比重，减少动力消耗；改变托辊造型，保障皮带平稳、不脱轨易磨损皮带边现象；提高托辊耐磨度，增长使用寿命；增大陶瓷强度，保障结构轻灵。

③用陶瓷取代金属可以大大减少对国外铁矿石的依赖，更可以减少资源消耗和污染(陶瓷生产的原料来源十分广泛，能耗和污染要比钢铁生产低很多)；增韧陶瓷克服了普通陶瓷脆性大、不耐冲击的先天性缺点，使用寿命和效果远优于普通陶瓷。其低廉的成本和较高的使用价值，使增韧陶瓷托辊有很强的竞争力和生命力。

④采用等静压工艺及装备成形，可以使陶瓷产品有更高的致密性，尺寸精度，提升耐磨、耐腐蚀和抗冲击性(韧性)，以及机械强度，尤其是能消除或减少湿法成形因结构不均匀而产生的内在缺陷。