[发明专利]一种具有微孔结构的碳化硅耐火耐磨材料

说明书

本发明涉及一种具有微孔结构的碳化硅耐火耐磨材料，属于耐火材料技术领域。具体涉及的一种具有微孔结构的碳化硅耐火耐磨材料以氧氮化硅为结合相，碳化硅为主晶相，所述氧氮化硅与碳化硅的加入量之和为100%；所述的碳化硅耐火耐磨材料还外加有SiO₂微粉、金属Si微粉或SiC微粉；所述的碳化硅耐火耐磨材料采用酚醛树脂或环氧树脂、有机硅树脂做结合剂，且材料内孔径1微米的气孔的百分比不低于80%。本发明的具有微孔结构的碳化硅耐火耐磨材料具有导热系数高、高温强度高、抗热震性能好、抗渗碳性能好的特点，有利于渗碳炉内部热量的传递、温度控制的均匀性，整体寿命的提高，最终实现金属热处理行业的节能降耗。

技术领域

本发明涉及碳化硅耐火耐磨材料，具体涉及一种具有微孔结构的碳化硅耐火耐磨材料，所述具有微孔结构的碳化硅耐火耐磨材料是用于金属热处理马弗、导轨等部位的关键耐火耐磨材料。

背景技术

随着工业技术的进步，金属材料在各行各业已经得到了普遍高效的应用，金属材料使用范围的扩大也对热处理工艺和技术提出了更高的要求。立足于保护环境和可持续发展的角度，金属材料热处理过程中在保障最大限度内发挥金属材料使用性能的基础上，要注重节约能源、保护环境。

在工业生产中为了最大限度的发挥金属材料的使用价值，需要通过各种手段不断提高材料的机械性能。金属材料的热处理规划设计过程中，采用科学合理的工艺和技术能够不断挖掘、提高金属材料的应用价值。

金属热处理工艺总体上分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三种；本发明提到的具有微孔结构的碳化硅耐火耐磨材料主要是用于金属表面热处理行业，具体是指渗碳炉或碳氮共渗炉用马弗、导轨等关键耐火耐磨材料。

段宝仲的论文“金属热处理炉用内导轨的试制”提到的导轨为粘土结合碳化硅材质，在氧化气氛烧成，仅对材料的密度、耐压强度和抗折强度进行了简单说明，未提及导热系数、耐磨性、抗渗碳性等关键指标。李兰芝的论文“热处理炉用耐热导轨新材料”提到的导轨为锆-刚玉-碳化硅材料，与本发明的材质成分存在较大差异，且关键指标仅提及常温耐压强度，未对材料长期使用温度1000℃的抗折强度、导热系数、耐磨性、抗渗碳性等进行改进提升；陈加庚的论文“锆棕刚玉碳化硅导轨砖的研制”提到的导轨为刚玉基，刚玉的含量为72%~75%，与本发明主材质是SiC不一致，且产品干燥周期长，约15天，烧成温度为1550℃，能耗较高。本发明产品一般烧成温度不超过1450℃；徐伟胜的论文“碳化硅导轨在震底炉上的应用”提到的导轨也是粘土结合碳化硅材质，在碳化硅系列耐火材料的发展史上属于低端产品，其抗折强度、导热系数、耐磨性等关键指标都无法与本发明提到的氮化物结合碳化硅材质媲美。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有微孔结构的碳化硅耐火耐磨材料，使其能提高金属热处理炉主要是渗碳炉或碳氮共渗炉用马弗、导轨等关键耐火耐磨材料的强度、耐磨性、抗渗碳性等，最终提高其使用寿命。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种具有微孔结构的碳化硅耐火耐磨材料，碳化硅耐火耐磨材料以氧氮化硅为结合相，碳化硅为主晶相，所述氧氮化硅与碳化硅的加入量之和为100%；所述的碳化硅耐火耐磨材料还外加有SiO₂微粉、金属Si微粉或SiC微粉；所述的碳化硅耐火耐磨材料采用酚醛树脂或环氧树脂、有机硅树脂做结合剂，且材料内孔径1微米的气孔的百分比不低于80%。

碳化硅耐火耐磨材料中氧氮化硅的含量为10%~30%，碳化硅的含量为70%~90%。

所述SiO₂微粉、金属Si微粉或SiC微粉的D₅₀小于等于1微米。

所述SiO₂微粉、金属Si微粉或SiC微粉的加入量为1~10%。