[发明专利]陶瓷颗粒及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备烧结的陶瓷颗粒的方法，用作陶瓷颗粒，用作由陶瓷磨损部件的三维互联网络形成的开孔的陶瓷结构，以及用作粉碎(减小)设备和粉碎设备的应用。

本发明涉及尤其但非专门用于含有陶瓷颗粒的磨损部件的陶瓷颗粒，尤其是在碾磨、破碎和运输各种研磨材料的车间中使用的磨损部件，这些研磨材料用于工业应用，尤其是水泥厂；采矿；金属工业，例如炼钢工业；铸造；发电站；回收活动；采石场；清淤；地面作业；油砂回收。

背景技术

US 3,454,385涉及适于重负荷荒磨(heavy duty snagging)的研磨组合物，其包括30％至70％的氧化铝、15％至60％氧化锆和5％至15％的铁、钛、锰和硅的一种或多种氧化物。在煅烧之前将该材料预制成最终需要的形状，煅烧成一定尺寸并作为磨矿媒介或作为在有机粘合的碾磨砂轮中使用的研磨颗粒以未粉碎的状态使用。

EP 152 768(A)涉及用于研磨应用的陶瓷体。该陶瓷体含有α氧化铝亚微米晶粒并且已通过在低于1400℃的温度下烧结制成。描述了其中在酸性条件下使氧化铝胶凝的制造方法。将该凝胶干燥然后进行辊式破碎，之后过筛，然后煅烧以产生所需的最终粒度。

也存在用于制备陶瓷颗粒的其他方法，例如流化床或优化的挤压造粒，等等。

尤其是，磨损部件和研磨切割工具经常处于宏观中(in the bulk)的高机械应力下并且在工作面上受到高磨损。因此，这些组分呈现高耐磨性和一些韧性是合乎需要的，以允许其能够承受机械应力，例如挤压、研磨、摩擦、侵蚀和/或腐蚀。

考虑到在同一种材料中这两种性质难以彼此兼顾，因此已提出了具有由合金制成的核的复合材料部件，其中包埋了有具有良好耐磨性的分离的陶瓷刀片。通常，该合金比陶瓷刀片具有更好的韧性。

EP 0575 685(A)涉及金属基质中的陶瓷刀片的复合材料磨损部件。该文献中所描述的制造方法具有许多局限性，尤其是在所制造的磨损部件的尺寸方面。

EP 0930 948(A)涉及由金属基质构成的磨损部件，该金属基质的磨损表面包含具有良好耐磨性质的刀片(insert)，这些刀片由陶瓷材料制成，该陶瓷材料本身是复合材料，由20％至80％的Al₂O₃和80％至20％的ZrO₂的固溶体或均相组成，百分比均以成分的重量计。优选地，该刀片的Al₂O₃含量为至少55wt.％。实例示出了由分别具有25wt.％和40wt.％的ZrO₂含量的电熔的颗粒制成的陶瓷垫(刀片)。

尽管由这样的陶瓷垫制成的磨损部件满足了各种碾磨应用中的用途，但本发明人认为需要替代性的，尤其是可在具体应用中提供优势的改进的磨损部件，或者为磨损部件本身提供进一步改进的磨损部件。尤其是，本发明人注意到，电熔的颗粒仍会具有之前已存在的因用于获得颗粒的工艺形成的裂纹的问题，这对磨损部件的操作寿命是不利的，或者这会导致较高的产品报废率，或储存期间颗粒的损坏。

还存在改进制造陶瓷-金属磨损部件或其一部分(例如陶瓷材料)的方法的需求。尤其是，提供在更小能耗、更少耗时、更少耗材或降低报废率(不满足所要求的规格的产品部分)方面得到改进的方法。

发明内容

本申请的一个目的是提供在用于材料粉碎的陶瓷-金属磨损复合材料部件中使用的新型陶瓷材料，其具有令人满意的刚性和硬度以提供已知陶瓷材料的替代品，分别称为磨损部件，尤其是提供较少受到在磨损部件的陶瓷材料或金属相中形成裂纹影响的陶瓷材料。

本发明的进一步目的是提供用于制备陶瓷颗粒的方法，尤其是满足上述要求中的一种或多种的方法。

本发明的进一步目的是提供用于研磨应用中的新型陶瓷材料，例如，尤其但不限于碾磨砂轮和砂纸。

下文的描述将使所达到的一个或多个其他目的显而易见。

发明人发现了适于达到本发明深层次的一个或多个目的的用于制备陶瓷颗粒的具体技术。

因此本发明涉及用于制备陶瓷颗粒的方法，所述方法包括：

-制备包含无机粒子以及胶凝剂的浆料；

-制备所述浆料的液滴；

-将所述液滴引入到液体胶凝反应介质中，其中所述液滴被胶凝化；

-在胶凝化之前、期间或之后使所述液滴变形；

-干燥胶凝化的变形的液滴，从而获得干燥的颗粒并烧结所述干燥的颗粒，从而获得所述陶瓷颗粒。