一種液壓油管用添加納米成分的陶瓷內(nèi)襯材料制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種液壓油管用添加納米成分的陶瓷內(nèi)襯材料，由下列重量份的原料制成：純鋁粉54-56、氧化鐵紅159-162、硝酸鈷18-19、氯化鎳18-19、正硅酸乙酯37-38、無(wú)水乙醇74-76、納米Y-ZrO2粉10-11.5、四硼酸鈉8.5-9.5、納米氧化鈰6-8、碳化鈦9-11、納米二氧化鈦5-7、α-氧化鋁3-4、去離子水適量、聚乙烯醇1.5-2。本發(fā)明專利技術(shù)成分配比科學(xué)合理，添加納米氧化鈰、納米二氧化鈦等納米級(jí)成分，通過(guò)混合改性，能夠細(xì)化晶粒，提高粉體的均勻性，從而進(jìn)一步提高涂層與管材的結(jié)合強(qiáng)度；本發(fā)明專利技術(shù)制成的陶瓷層致密，表面光滑，無(wú)裂紋，制成的液壓鋼管的壓剪強(qiáng)度和壓潰強(qiáng)度得到顯著提高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及陶瓷
，尤其涉及一種液壓油管用添加納米成分的陶瓷內(nèi)襯材料。
技術(shù)介紹
液壓系統(tǒng)中使用的管路種類很多，根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力及安裝位置的不同，選用的有鋼管、紫銅管、橡膠管、尼龍管和塑料管等。這些管路一旦損壞漏油，輕則污染環(huán)境、影響系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮，重則危及安全，本專利技術(shù)選用液壓鋼管作為研究對(duì)象。當(dāng)液壓系統(tǒng)工作時(shí)，液壓管路要承受較高的壓力，再加上壓力不穩(wěn)定產(chǎn)生的交變應(yīng)力、設(shè)備振動(dòng)而產(chǎn)生的振動(dòng)應(yīng)力、裝配應(yīng)力等的共同作用，使硬管在材料缺陷處、腐蝕點(diǎn)或損傷處產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，管路發(fā)生疲勞破壞斷裂而漏油；還由于液壓系統(tǒng)容易被污染，含有固體污染物的液壓油類似于研磨金屬加工面所使用的研磨劑，增加了油液和管路內(nèi)壁的摩擦。而且通常固體污染物顆粒的硬度比導(dǎo)管內(nèi)壁材料的硬度高得多，這樣就加速了導(dǎo)管內(nèi)壁的磨損，甚至劃傷內(nèi)壁，特別是當(dāng)液體的流速高且不穩(wěn)定時(shí)，就會(huì)使導(dǎo)管內(nèi)壁的材料受到?jīng)_擊而剝落。這些原因很容易造成安全隱患。離心自蔓延高溫合成技術(shù)集中了離心鑄造和自蔓延高溫合成技術(shù)的共同優(yōu)點(diǎn)，它具有制造工藝和制造設(shè)備簡(jiǎn)單且生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低以及節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。利用離心自蔓延合成技術(shù)在傳統(tǒng)不銹鋼管內(nèi)部制備陶瓷內(nèi)襯材料可使得液壓油油管具有更好的抗腐蝕性能、耐磨損性能以及良好的力學(xué)性能和抗沖擊性能。因而，此種技術(shù)應(yīng)用于液壓油油管內(nèi)襯材料的制備將具有廣闊的市場(chǎng)前景和巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。《液壓油油管陶瓷內(nèi)襯材料的制備及性能研究》一文中以微米鋁粉和微米三氧化二鐵為主要原料，以微米二氧化硅和微米Y-ZrO2為添加劑，采用離心自蔓延高溫合成技術(shù)制備了液壓油油管用陶瓷內(nèi)襯材料，所制備的液壓油油管陶瓷內(nèi)襯材料具有良好的韌性、斷裂強(qiáng)度、抗沖擊性等性能。但由于自蔓延反應(yīng)較為激烈，反應(yīng)過(guò)程中熱量損耗大，鋼管內(nèi)壁被熔融的厚度有限，導(dǎo)致冶金結(jié)合部分的結(jié)合強(qiáng)度有限以及存在一定的孔隙，這樣對(duì)陶瓷層的耐熱性、耐腐蝕性、耐磨性等具有一定的影響，在一些高沖擊的工況下會(huì)出現(xiàn)陶瓷涂層脫落的現(xiàn)象，從而影響油管的使用壽命以及安全系數(shù)，需要在原文的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種液壓油管用添加納米成分的陶瓷內(nèi)襯材料。本專利技術(shù)是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種液壓油管用添加納米成分的陶瓷內(nèi)襯材料，由下列重量份的原料制成：純鋁粉54-56、氧化鐵紅159-162、硝酸鈷18-19、氯化鎳18-19、正硅酸乙酯37-38、無(wú)水乙醇74-76、納米Y-ZrO2粉10-11.5、四硼酸鈉8.5-9.5、納米氧化鈰6-8、碳化鈦9-11、納米二氧化鈦5-7、α-氧化鋁3-4、去離子水適量、聚乙烯醇1.5-2。根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述一種液壓油管用添加納米成分的陶瓷內(nèi)襯材料，由以下具體步驟制成：（1）將硝酸鈷與氯化鎳混合，加入無(wú)水乙醇中，攪拌并充分溶解形成混合溶液，然后置于60℃恒溫水浴中，將正硅酸乙酯緩慢地滴加到混合溶液中，水浴加熱至80-90℃，攪拌40-50分鐘至反應(yīng)物粘度增大，形成透明溶膠，靜置于室溫條件下膠化，再將干凝膠放在干燥箱中以80-90℃的溫度干燥10-12小時(shí)，然后在750-850℃的條件下對(duì)干凝膠進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫1.5-2小時(shí)，冷卻至室溫后取出研磨，得到復(fù)合粉體，即磁性二氧化硅粉體；（2）將聚乙烯醇溶于10-12倍量的去離子水中，攪拌均勻形成溶液待用；將納米氧化鈰、碳化鈦、納米二氧化鈦放入球磨機(jī)中，加入上述溶液，以300-400轉(zhuǎn)/分的速度球磨3-4小時(shí)，出料后將球磨的粉末鋪在盤(pán)中晾干，然后放入電爐中加熱到180-200℃，保溫30-40分鐘，烘干，得到混合粉末；（3）將步驟（2）得到的混合粉末與納米Y-ZrO2粉混合，加入總量3-4倍量的去離子水，攪拌均勻后加入除純鋁粉、氧化鐵紅之外的其余剩余成分，繼續(xù)攪拌30-40分鐘，形成漿料，最后將漿料噴霧干燥，形成納米摻雜混合粉；（4）將鋁粉、氧化鐵紅與步驟（1）得到的磁性二氧化硅粉體、步驟（3）得到的納米摻雜混合粉混合均勻，放入球磨機(jī)中，混合球磨2-3小時(shí)，取出后將其裝入管材中，并將其固定在離心機(jī)上，供氣點(diǎn)火，點(diǎn)火同時(shí)通入氧氣，供氧持續(xù)4-5分鐘，采用離心自蔓延高溫合成技術(shù)在管材內(nèi)壁形成陶瓷內(nèi)襯。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：本專利技術(shù)利用硝酸鈷、氯化鎳等成分與正硅酸乙酯進(jìn)行反應(yīng)，生成包覆鈷、鎳的二氧化硅材料，作為添加劑添加到以鋁粉、氧化鐵紅為主體的反應(yīng)中，使得二氧化硅具有磁性，易與管材進(jìn)行結(jié)合，通過(guò)反應(yīng)進(jìn)一步提高與管壁的結(jié)合強(qiáng)度；添加四硼酸鈉，改善了內(nèi)表面光潔度，同時(shí)孔隙率顯著降低；添加適量的納米Y-ZrO2粉，在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)彌散在生成物三氧化二鋁中，不僅可以提高陶瓷內(nèi)襯材料的斷裂韌性值和抗沖擊性能，同時(shí)可大幅提高陶瓷內(nèi)襯的耐磨性能。本專利技術(shù)成分配比科學(xué)合理，添加納米氧化鈰、納米二氧化鈦等納米級(jí)成分，通過(guò)混合改性，能夠細(xì)化晶粒，提高粉體的均勻性，從而進(jìn)一步提高涂層與管材的結(jié)合強(qiáng)度；本專利技術(shù)制成的陶瓷層致密，表面光滑，無(wú)裂紋，制成的液壓鋼管的壓剪強(qiáng)度和壓潰強(qiáng)度得到顯著提高。具體實(shí)施方式一種液壓油管用添加納米成分的陶瓷內(nèi)襯材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：純鋁粉54、氧化鐵紅159、硝酸鈷18、氯化鎳18、正硅酸乙酯37、無(wú)水乙醇74、納米YZrO2粉10、四硼酸鈉8.5、納米氧化鈰6、碳化鈦9、納米二氧化鈦5、α氧化鋁3、去離子水適量、聚乙烯醇1.5。根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述一種液壓油管用添加納米成分的陶瓷內(nèi)襯材料，由以下具體步驟制成：（1）將硝酸鈷與氯化鎳混合，加入無(wú)水乙醇中，攪拌并充分溶解形成混合溶液，然后置于60℃恒溫水浴中，將正硅酸乙酯緩慢地滴加到混合溶液中，水浴加熱至80℃，攪拌40分鐘至反應(yīng)物粘度增大，形成透明溶膠，靜置于室溫條件下膠化，再將干凝膠放在干燥箱中以80℃的溫度干燥10小時(shí)，然后在750℃的條件下對(duì)干凝膠進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫1.5小時(shí)，冷卻至室溫后取出研磨，得到復(fù)合粉體，即磁性二氧化硅粉體；（2）將聚乙烯醇溶于10倍量的去離子水中，攪拌均勻形成溶液待用；將納米氧化鈰、碳化鈦、納米二氧化鈦放入球磨機(jī)中，加入上述溶液，以300轉(zhuǎn)/分的速度球磨3小時(shí)，出料后將球磨的粉末鋪在盤(pán)中晾干，然后放入電爐中加熱到180℃，保溫30分鐘，烘干，得到混合粉末；（3）將步驟（2）得到的混合粉末與納米YZrO2粉混合，加入總量3倍量的去離子水，攪拌均勻后加入除純鋁粉、氧化鐵紅之外的其余剩余成分，繼續(xù)攪拌30分鐘，形成漿料，最后將漿料噴霧干燥，形成納米摻雜混合粉；（4）將鋁粉、氧化鐵紅與步驟（1）得到的磁性二氧化硅粉體、步驟（3）得到的納米摻雜混合粉混合均勻，放入球磨機(jī)中，混合球磨2小時(shí)，取出后將其裝入管材中，并將其固定在離心機(jī)上，供氣點(diǎn)火，點(diǎn)火同時(shí)通入氧氣，供氧持續(xù)4分鐘，采用離心自蔓延高溫合成技術(shù)在管材內(nèi)壁形成陶瓷內(nèi)襯。本專利技術(shù)材料經(jīng)過(guò)測(cè)試，硬度值為1305HV，孔隙率為3.9%，斷裂韌性值為5.41 MPa?m1/2。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種液壓油管用添加納米成分的陶瓷內(nèi)襯材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：純鋁粉54?56、氧化鐵紅159?162、硝酸鈷18?19、氯化鎳18?19、正硅酸乙酯37?38、無(wú)水乙醇74?76、納米Y?ZrO2粉10?11.5、四硼酸鈉8.5?9.5、納米氧化鈰6?8、碳化鈦9?11、納米二氧化鈦5?7、α?氧化鋁3?4、去離子水適量、聚乙烯醇1.5?2。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種液壓油管用添加納米成分的陶瓷內(nèi)襯材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：純鋁粉54-56、氧化鐵紅159-162、硝酸鈷18-19、氯化鎳18-19、正硅酸乙酯37-38、無(wú)水乙醇74-76、納米Y-ZrO2粉10-11.5、四硼酸鈉8.5-9.5、納米氧化鈰6-8、碳化鈦9-11、納米二氧化鈦5-7、α-氧化鋁3-4、去離子水適量、聚乙烯醇1.5-2。2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述一種液壓油管用添加納米成分的陶瓷內(nèi)襯材料，其特征在于，由以下具體步驟制成：（1）將硝酸鈷與氯化鎳混合，加入無(wú)水乙醇中，攪拌并充分溶解形成混合溶液，然后置于60℃恒溫水浴中，將正硅酸乙酯緩慢地滴加到混合溶液中，水浴加熱至80-90℃，攪拌40-50分鐘至反應(yīng)物粘度增大，形成透明溶膠，靜置于室溫條件下膠化，再將干凝膠放在干燥箱中以80-90℃的溫度干燥10-12小時(shí)，然后在750-850℃的條件下對(duì)干凝膠進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫1.5-2小時(shí)，冷...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高恒東，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蕪湖市創(chuàng)源新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：安徽;34