[发明专利]一种超耐磨陶瓷-钢混合机复合衬板及其制备方法

权利要求书

1.一种超耐磨陶瓷-钢混合机复合衬板，其特征是：所述的超耐磨陶瓷-钢复合衬板包括金属基板(1)和陶瓷材料层(4)；金属基板(1)上设置有结合面(2)和安装部位(7)；结合面(2)上设置有金属锚固钉(5)起固定陶瓷材料层(4)的作用、和增强金属基板(1)整体强度的加强筋(9)；安装部位(7)上设置有安装螺栓孔(6)；陶瓷材料层(4)是由混合有粘合剂的陶瓷材料在压力作用下，粘合在涂有粘合剂的结合面(2)上，实现陶瓷与钢相复合的目的。

2.根据权利要求1所述的超耐磨陶瓷-钢混合机复合衬板，其特征是：所述陶瓷材料层(4)的厚度设置为8-40mm，所述金属基板(1)的厚度设置为1-8mm。

3.根据权利要求1所述的超耐磨陶瓷-钢混合机复合衬板，其特征是：所述设置在金属基板(1)结合面(2)上的金属锚固钉(5)，高度小于陶瓷材料层(4)的厚度，金属锚固钉(5)的直径为2-6mm，每2-60cm²设置一个，金属锚固钉(5)在连接位置(3)处与结合面(2)相连接。

4.根据权利要求1所述的超耐磨陶瓷-钢混合机复合衬板，其特征是：所述设置在金属基板(1)结合面(2)上的加强筋(9)，宽度5-15mm，高度小于陶瓷材料层的厚度，在长、宽方向，每8-20cm各设置一个。

5.根据权利要求1所述的超耐磨陶瓷-钢混合机复合衬板，其特征是：所述在金属基板(1)上设置的安装部位(7)，其厚度为4-10mm，并设置有安装螺栓孔(6)。

6.根据权利要求1所述的超耐磨陶瓷-钢混合机复合衬板，其特征是：陶瓷材料层(4)是由陶瓷颗粒骨料、陶瓷粉末和粘合剂，或在其中另外添加钢纤维、碳纤维或玻璃纤维以一定配置比例所组成。

7.根据权利要求1所述的超耐磨陶瓷-钢混合机复合衬板，其特征是：将配置好的耐磨陶瓷材料均匀摊铺在金属基板(1)涂有粘合剂的结合面(2)上，采用压力机压实或者振动捣打压实，形成陶瓷材料层(4)。

8.根据权利要求6所述的配置比例，其特征是：陶瓷颗粒骨料最大颗粒的粒径要小于陶瓷材料层厚度，最小粒径的段砂为0-0.5mm，中小颗粒段砂的粒径，要分别小于上一砂段粒径的三分之二；大颗粒段砂占总量的重量百分比为40-60％，中小颗粒段砂占总量的重量百分比为20-55％；选取的陶瓷粉末粒度为100-300目，占总量的重量百分比为5-20％；外加粘合剂占陶瓷材料总量的重量百分比为5-20％；或在其中添加钢纤维、碳纤维或玻璃纤维，添加量占陶瓷材料总量的重量百分比为2-15％；

9.一种权利1所述超耐磨陶瓷-钢复合衬板的制备方法，其特征是：

a、超耐磨陶瓷-钢复合衬板的整体设计：依照混合机使用要求和制作工艺，设计衬板的几何形状及尺寸，确定金属基板和陶瓷材料层的厚度，以及加强筋、金属锚固钉和安装部位的相关参数；当整块混合机衬板的面积相对较大，难以进行复合操作过程，且复合后整体强度较低时，将整块衬板设计为若干小块拼接组合形式，在接缝处预留小于5mm的间隙，并依此设计、制作成型模具；

b、金属基板制作：依照设计要求采用型模铸造方法直接成型，或采用普通钢板通过切割、整形、焊接、钻、铣的机械加工方法制作衬板的基板；当采用机械加工方法制作时，用焊接的方法将金属锚固钉和加强筋固定在基板的相应位置，加强筋采用钢板或圆钢制作，基板采用的钢板厚度小于安装部位厚度时，按要求在安装部位敷焊一层钢板；最后，将结合面、锚固钉和加强筋上的铁锈、杂污彻底清理干净；

c、陶瓷材料制备：根据所混合的物料的性质、温度、化学环境，选取陶瓷材料和粘合剂的品种：陶瓷材料要选用其硬度大于或等于物料硬度，而对物料无负面影响的材料品种，且价格较为低廉的碳化硅、氧化硅、氧化铝、氧化镁及以含氧化硅或氧化铝为主的高硬度天然石料，配置时采用其中的一种，或同时采用两种以上作为陶瓷材料的原料；当使用温度在250℃以下、且在酸、碱腐蚀性环境下选用有机粘合剂，如：环氧树脂类粘合剂、聚氨酯树脂类粘合剂、“三醛”树脂类粘合剂、淀粉粘合剂、以及前者两种以上经过改性而混合的粘合剂；当使用温度在450℃以下、且无或弱酸、碱腐蚀性环境选用无机粘合剂，如：氢氧化铝类粘合剂、氢氧化钾类粘合剂、磷酸或磷酸盐类粘合剂、硅溶胶类粘合剂、硅酸盐类粘合剂、以及前者两种以上混合制取的粘合剂；陶瓷原料的选择：以陶瓷颗粒为骨料，以陶瓷粉末为填充物，陶瓷骨料由二至五种粒径级别的陶瓷段砂料所组成，以大颗粒段砂为主骨料，中小颗粒段砂为辅骨料，其用量为分别能够充满上一砂段颗粒间的空隙为原则；将上述原料按比例先配粘合剂、再大骨料、小骨料、最后纤维依次放入容器中进行充分搅拌混合均匀；

d、陶瓷材料与金属基板相复合：将金属基板的结合面、锚固钉和加强筋上均匀涂刷粘合剂后放入模具中，把制备好的陶瓷材料按所需总量均匀摊铺在金属基板的结合面上，采用压力机压实或者振动捣打压实，最后进行脱模，将完成复合的衬板取出，并对毛边加以修正；

e、固化：严格按照粘合剂使用说明书的要求，对完成复合的衬板进行固化，待粘合剂完全固化后，即完成超耐磨陶瓷-钢复合衬板的制造过程。