[发明专利]一种耐高温冲刷的B4

说明书

本发明公开了一种耐高温冲刷的B₄C陶瓷喷嘴，所述B₄C陶瓷喷嘴的原料以重量份计包括以下组分：96.5‑98.5份亚微米级B₄C粉末、1‑3份纳米级立方相BN粉末与0.5份助烧剂。本发明还提供一种上述耐高温冲刷的B₄C陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：(1)将亚微米级B₄C粉末、纳米级立方相BN粉末与助烧剂球磨混合均匀得到混合粉末；(2)使用等静压方式混合粉末进行压制成型，再热压烧结即得到上述B₄C陶瓷喷嘴。本发明的B₄C陶瓷喷嘴在1700℃雾化喷射试验中，B₄C陶瓷喷嘴使用20min后，孔径由4.2mm只扩张到4.8mm，该喷嘴在超高温(1700℃)下的使用寿命较传统喷嘴得到较大提升。

技术领域

本发明属于雾化喷嘴领域，尤其涉及一种B₄C陶瓷喷嘴及其制备方法。

背景技术

喷嘴是很多种喷淋、喷雾、喷油、喷砂、喷涂等设备里很关键的一个部件，一般常用在汽车、电镀、表面处理、高压清洗、除尘、降温、脱硫、加湿、搅拌、园林等各个行业。粉末制备雾化的喷嘴为非燃烧类喷嘴，但由于可能接触金属液，所以需要有一定的抗腐蚀和热蚀能力。

常见非塑料的喷嘴材料包括：金属、硬质合金和陶瓷喷嘴。陶瓷喷嘴具有最优的抗腐蚀和耐热蚀特点。陶瓷喷嘴具有更好的耐磨性能，例如，使用石英砂、炉渣及金属磨料时，陶瓷喷嘴的抗磨能力可比硬质合金高数倍，但陶瓷喷嘴的制造工艺复杂，制造成本较高，并且其属于典型的脆性材料，冲击下容易产生裂纹致使材料剥落，因此不适合在强冲击场合下使用。

制作喷嘴的陶瓷材料主要有Al₂O₃陶瓷、B₄C陶瓷和SiC等。其中，B₄C陶瓷喷嘴具有很高的硬度和耐磨性，B₄C陶瓷喷嘴在目前商用喷嘴材料中耐磨性能是最好的，但B₄C陶瓷喷嘴在高于1700℃进行金属熔液雾化喷淋时喷嘴冲蚀磨损严重，导致喷嘴的孔径在金属液冲刷的作用下快速增加，在1700℃下，喷淋20min后，喷嘴孔径从4.2mm扩张到6mm，导致金属液流变粗，细粉收得率下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种耐高温冲刷的B₄C陶瓷喷嘴及其制备方法，该B₄C陶瓷喷嘴中添加立方相BN硬质颗粒，喷嘴的使用寿命得到的显著的提升。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种耐高温冲刷的B₄C陶瓷喷嘴，所述B₄C陶瓷喷嘴的原料以重量份计包括以下组分： 96.5-98.5份亚微米级B₄C粉末、1-3份纳米级立方相BN粉末与0.5份助烧剂。

本发明中，通过加入一定量的纳米级立方相BN粉末，有效提升了B₄C基体的高温耐冲蚀性，但纳米级立方相BN粉末的添加量需要精确优化控制(其添加量只有在一个很小范围内改性效果才明显)，其添加量过少，改善效果不明显，其添加量过多，材料的密度会过低。并且，本发明中优选采用纳米级立方相BN粉末，纳米粉末有利于烧结致密化，立方相材料的性能明显于其他形式的BN(如六方BN)，本发明中采用纳米级立方相BN粉末与亚微米级B₄C粉末相互配合效果最优。

上述B₄C陶瓷喷嘴中，优选的，所述助烧剂为Al₂O₃粉，所述Al₂O₃粉的粉末粒径为3-10μm。