[发明专利]氧化锆陶瓷缸套材料及其制备方法

说明书

本发明提出了一种氧化锆陶瓷缸套材料及其制备方法，包括以下原料：氧化锆65～85％、氧化钇3～5％、氧化钕2.5～4.5％、石墨1～5％与碳化钼5～10％。制备方法：1)预处理：按照配比称取石墨与碳化钼经过稀硝酸浸泡处理，然后固液分离，得到预处理的石墨与碳化钼；2)将各个组分进行球磨获得浆料；3)造粒：将浆料进行喷雾造粒；4)将步骤3)得到的造粒粉置于模具中进行预成型压制，然后进行冷等静压处理，得到生坯；5)将步骤4)得到的生坯进行预烧，排除生坯中的粘接剂；6)将步骤5)得到的生坯进行烧结，使得生坯致密化成瓷，得到氧化锆陶瓷缸套材料。该陶瓷缸套材料具有耐磨损、耐腐蚀以及耐高温的特点，并且摩擦系数小。

技术领域

本发明属于陶瓷材料技术领域，具体涉及一种氧化锆陶瓷缸套材料及其制备方法。

背景技术

目前，泥浆泵缸套材料大多是复合金属材料。由于泥浆泵的工作环境恶劣，金属材料易受磨损、腐蚀，导致缸套使用寿命短，频繁更换降低了工作效率。因此，如何稳定和提高活塞缸套的使用寿命，是提高泥浆泵工作效率的一个重要方面。

为改进缸套的使用寿命，2009年8月26日公开的、公开号为CN101514104A的中国发明专利申请公布说明书提出氧化锆基陶瓷缸套材料内衬，可将传统金属材料缸套的寿命提高5～10倍，但是其烧结温度达到1550～1600℃。氧化锆陶瓷的烧结温度过高，不利于生产和操作。此外，陶瓷缸套长时间使用温度增高，其有很大的摩擦力，容易对缸套产生损伤。

发明内容

本发明提出一种氧化锆陶瓷缸套材料，该陶瓷缸套材料具有耐磨损、耐腐蚀以及耐高温的特点，并且摩擦系数小，采用这种材料制成的泥浆泵缸套的内衬具有使用寿命长、性价比高的优点。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种氧化锆陶瓷缸套材料，按照重量百分数计算，包括以下原料：

氧化锆65～85％、氧化钇3～5％、氧化钕2.5～4.5％、石墨1～5％与碳化钼5～10％；其中，所述石墨与碳化钼需要先经过稀硝酸浸泡处理，然后固液分离。

作为优选，本发明的一些实施例中，所述稀硝酸的浓度为0.5～3mol/L。

本发明的另一个目的是提供一种氧化锆陶瓷缸套材料的制备方法，包括以下步骤：

1)预处理：按照配比称取石墨与碳化钼经过稀硝酸浸泡处理，然后固液分离，得到预处理的石墨与碳化钼；

2)球磨粉料：按照配比称取氧化锆、氧化亿与氧化钕，然后与预处理的石墨与碳化钼的混合加入至球磨机中，形成混合粉料，再向混合粉料中分别加入粘接剂与分散剂，然后开机球磨得到浆料；

3)造粒：在造粒喷雾塔中将步骤2)中得到的浆料进行喷雾干燥，去除其中的水分得到造粒粉；

4)将步骤3)得到的造粒粉置于模具中进行预成型压制，然后进行冷等静压处理，得到生坯；

5)将步骤4)得到的生坯进行预烧，排除生坯中的粘接剂；

6)将步骤5)得到的生坯进行烧结，使得生坯致密化成瓷，得到氧化锆陶瓷缸套材料。

作为优选，本发明的一些实施例中，加入粘接剂的重量是混合粉料重量的1～2％，加入分散剂的重量是混合粉料重量的1～2％。

作为优选，本发明的一些实施例中，所述粘结剂为纤维素醚类有机物，所述分散剂是聚丙烯酸酯类有机物、聚马来酸类有机物、聚马来酸酐类有机物、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸酯或马来酸共聚物。

作为优选，本发明的一些实施例中，步骤4)中，预成型压制的工作压力是200～400kg/cm²；冷等静压处理的工作压力是1300～1800kg/cm²。