專家解析耐磨涂料加工制作方法
在各種粉體生產(chǎn)線上(特別是非金屬礦物粉體生產(chǎn)線)有諸多設(shè)備和管道內(nèi)部長期受到物料或濃度含塵氣體的沖刷。例如磨機(jī)出口風(fēng)管、選粉機(jī)、球磨機(jī)溜槽、下料斗、各種閥門內(nèi)腔、閘板及輸送管道等等。耐磨陶瓷涂料有好的耐磨性能,是立磨、輥壓機(jī)、選粉機(jī)、粉體管道閥門和粉料輸送管道內(nèi)襯的理想材料。
在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)耐磨陶瓷材料時(shí),目前主要依據(jù)下文簡述的幾個(gè)技術(shù)方向去選擇原材料和設(shè)計(jì)加工工藝:
1、涂料應(yīng)選擇彈性模量原料,提材料硬度和耐磨性。
彈性模量E是一個(gè)重要的材料常數(shù),是原子間結(jié)合強(qiáng)度的標(biāo)志,實(shí)際上是原子間結(jié)合力曲線上任何點(diǎn)的曲線斜率。共價(jià)鍵、離子鍵結(jié)合的晶體,由于結(jié)合力較強(qiáng),通常有較彈性模量。因此要想獲得耐磨材料,應(yīng)該選擇離子和共價(jià)化合物,如氧化物、氮化物、碳化物及硼化物。例如:剛玉、碳化硅、碳化鈦、硼化鈦和硼化鋯等粉體材料,被應(yīng)用于耐磨陶瓷涂料當(dāng)中。
2、采用微細(xì)顆粒增強(qiáng)襯體的機(jī)械強(qiáng)度。
當(dāng)在陶瓷材料中加入顆粒時(shí),材料抵抗應(yīng)力誘發(fā)的裂紋擴(kuò)張會(huì)得到明顯的抑制。裂紋在應(yīng)力的作用下發(fā)生擴(kuò)展遇到顆粒時(shí),由于顆粒強(qiáng)度和小的膨脹系數(shù),裂紋被“釘”扎住,要繼續(xù)擴(kuò)展要求更大的能量去穿透顆?;虬l(fā)生裂紋偏轉(zhuǎn),增加界面面積,從而增加能量的消耗,提材料的強(qiáng)度和韌性。加入顆粒后,材料的彈性模量和剪切模量都有所增加,材料的強(qiáng)度和耐磨性得到顯著地提,可以增加耐磨材料的使用壽命,降低生產(chǎn)成本。
3、涂料應(yīng)該形成微晶、密度的微觀結(jié)構(gòu)。
為了消掉缺陷,提晶體的完整性,細(xì)、密、勻、純是當(dāng)前陶瓷發(fā)展的一個(gè)重要方向,近年來出現(xiàn)了許多微晶、密度、純的陶瓷材料,如熱壓氮化硅陶瓷,密度接近理論值,幾乎不含氣孔,有機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性,是傳統(tǒng)陶瓷所無法比擬的。特別是近些年出現(xiàn)的各種纖維和晶須,具有完整的晶體結(jié)構(gòu),幾乎無缺陷,強(qiáng)度可以提一個(gè)數(shù)量級(jí)。
4、化學(xué)強(qiáng)化材料的強(qiáng)度和韌性。
為了提耐磨陶瓷涂料養(yǎng)護(hù)期的強(qiáng)度和促使結(jié)合劑的水化進(jìn)程,需要在材料的表面涂抹養(yǎng)護(hù)劑。養(yǎng)護(hù)劑是一種化學(xué)涂料,它采用離子交換的方式,使表面的摩爾體積比內(nèi)部的大,由于表面體積膨脹大受到內(nèi)部材料的限制,就產(chǎn)生兩向狀態(tài)的壓應(yīng)力,從而提材料的屈服強(qiáng)度和斷裂韌性?;瘜W(xué)強(qiáng)化是現(xiàn)代材料發(fā)展的一個(gè)重要方向,具有很強(qiáng)的可操作性,而且效果好。