一种刚玉陶瓷内衬弯头和一种刚玉陶瓷内衬的制造方法 【技术领域】
本发明涉及管道领域， 特别是指一种刚玉陶瓷内衬弯头和一种刚玉陶瓷内衬的制造方法。 背景技术 混凝土泵车管道在长期使用过程中要受到混凝土拌合料的冲蚀作用， 尤其是管道 连接弯头处因混凝土拌合料运动方向发生变化产生离心力作用， 弯头外径处所承受的冲击 磨蚀最为严重， 甚至磨穿， 弯头磨损率高于直管部位数倍。 现有的混凝土泵车管路弯头有的 采用增加管路内壁金属厚度的， 有的采用耐磨合金材料， 以延长使用寿命， 但是成本高， 效 果不尽理想。 采用贴片刚玉陶瓷可以解决耐磨问题， 但是贴片容易脱落， 一旦脱落会造成附 近的刚玉陶瓷片跟着脱落， 影响弯头、 管道的使用寿命。
发明内容 本发明提出一种刚玉陶瓷内衬弯头和一种刚玉陶瓷内衬的制造方法， 解决了现有 技术中弯头冲击磨蚀严重的问题。
本发明的技术方案是这样实现的 ：
一种刚玉陶瓷内衬弯头， 包括 ：
弯头主体 ；
刚玉陶瓷内衬， 设置于所述弯头主体内， 包括若干相互连接的刚玉陶瓷内衬环， 所 述刚玉陶瓷内衬环内径相同， 所述刚玉陶瓷内衬环在所述弯头主体外径处的厚度大于其在 所述弯头主体内径处的厚度。
进一步地， 所述刚玉陶瓷内衬由下述重量百分比的原料组成 ： α-Al2O3 微粉 74 ～ 78％、 SiO20.2 ～ 1％、 Y2O31 ～ 2％、 CeO21 ～ 2％、 苏州土 1 ～ 4％、 ZrO218 ～ 22％， 上述原料 总重为 100％， 外加上述原料总重 0.04 ～ 0.1％的聚乙烯醇溶液、 0.1 ～ 0.5％的分散剂和 80 ～ 85％的水。
进一步地， 所述原料粒度为 ： α-Al2O3 微粉 5000 ～ 6000 目、 SiO2300 ～ 325 目、 Y2O3300 ～ 400 目、 CeO2300 ～ 325 目、 苏州土 240 ～ 250 目、 ZrO2150 ～ 180 目。
优选地， 所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为 5 ～ 8％， 所述分散剂为六偏磷酸钠。
进一步地， 本发明所述的刚玉陶瓷内衬弯头， 还包括 ：
环形槽， 设置于所述弯头主体内两端。
进一步地， 本发明所述的刚玉陶瓷内衬弯头， 还包括 ：
耐高温高强度无机粘结剂， 设置于所述刚玉陶瓷内衬环之间以及所述刚玉陶瓷内 衬环与所述弯头主体内壁之间。
一种刚玉陶瓷内衬的制造方法， 包括以下步骤 ：
按原料组成称料， 将 CeO2 和 ZrO2 投入球磨机， 加水球磨， 当 D50 达到 4 ～ 5μm 时， 向 球磨机中加入 50％的 α-Al2O3 微粉， 然后加入 SiO2、 Y2O3 和苏州土， 再加入余下的 α-Al2O3
微粉， 加入水和分散剂， 球磨 45 ～ 50h， 取样检测粒度， 要求粒度 D50 为 2 ～ 3μm ； 加入聚乙 烯醇溶液， 再球磨 1 ～ 1.5h 开始造粒， 得到粒度为 40 ～ 180 目的造粒粉 ；
将造粒粉等静压成型， 压制成毛坯， 毛坯含水量控制在 1.5％以下 ；
采用真空橡皮膨胀夹具车制毛坯， 毛坯含水量控制在 1.5％以下 ；
将车制后的毛坯按尺寸切割， 采用座烧方法装窑， 烧结温度为 1680 ～ 1720℃， 在 此温度下保温 1.5 ～ 2.5h 烧结， 出窑。
进一步地， 所述座烧是在棚板上铺一层 20 目的白刚玉砂， 放上垫片并校平， 垫 片上铺一层 40 目的白刚玉砂， 然后将瓷管放在垫片上装窑 ； 所述棚板材质为 SiC， 厚度为 20 ～ 25mm， 耐火度≥ 1750℃。
进一步地， 所述等静压成型时的压力曲线为 ：
压力由表压 0MPa 逐渐升压至 200Mpa， 历时 10min， 保压 2min ；
由 200Mpa 逐渐减压至 150Mpa， 历时 2min， 保压 1min ；
由 150Mpa 逐渐减压至 100Mpa， 历时 2min， 保压 1min ；
由 100Mpa 逐渐减压至 60Mpa， 历时 0.5min， 保压 2min ；
由 60Mpa 逐渐减压至 0Mpa， 历时 2min。
进一步地， 所述烧结温度要求为 ： 毛坯由室温经 3h 升温至 300℃， 再经 3.5h 升温至 600℃， 再经 5h 升温至 950℃， 保温 1h ； 再由 950℃经 5h 升温至 1200℃， 经 3h 升温至 1350℃， 保温 2h ；
再由 1350℃经 7h 升温至 1680 ～ 1720℃， 保温 1.5 ～ 2.5h ；
最后随炉冷却。
本发明的有益效果为 ：
1、 采用刚玉陶瓷内衬， 可大大减少弯头主体的冲击磨蚀， 并且由于刚玉陶瓷内衬 外径处受冲击磨蚀较刚玉陶瓷内衬内径处冲击磨蚀程度大， 使刚玉陶瓷内衬位于弯头主体 外径处的厚度大于其位于弯头主体内径处的厚度， 可进一步提高弯头主体的使用寿命。
2、 弯头主体内两端设有环形槽， 环形槽内可设置挡圈， 阻挡并压紧刚玉陶瓷内衬 环， 使结构更加牢固可靠。
3、 耐高温高强度无机粘结剂可使刚玉陶瓷内衬环之间以及刚玉陶瓷内衬环与弯 头主体内壁之间连接更加紧密， 使结构更加牢固可靠。
4、 本发明改进了刚玉陶瓷内衬的原料配方和制造方法， 采用等静压成型工艺， 严 格控制压力曲线和烧结温度曲线， 解决了该类产品烧结容易变形、 耐磨耐腐蚀性能差等问 题， 有效控制了产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可 以根据这些附图获得其他的附图。
图 1 为本发明一种刚玉陶瓷内衬弯头的结构示意图 ；图 2 为本发明一种刚玉陶瓷内衬弯头的径向剖视图。 图中 ： 1、 弯头主体 ； 2、 刚玉陶瓷内衬环 ； 3、 环形槽。具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。
如图 1-2 所示， 本发明所述的一种刚玉陶瓷内衬弯头， 包括 ：
弯头主体 1 ；
刚玉陶瓷内衬， 设置于所述弯头主体 1 内， 包括若干相互连接的刚玉陶瓷内衬环 2， 所述刚玉陶瓷内衬环 2 内径相同， 所述刚玉陶瓷内衬环 2 在所述弯头主体 1 外径处的厚 度大于其在所述弯头主体 1 内径处的厚度。
其中， 采用刚玉陶瓷内衬， 可大大减少弯头主体 1 的冲击磨蚀， 并且由于刚玉陶瓷 内衬外径处受冲击磨蚀较刚玉陶瓷内衬内径处冲击磨蚀程度大， 使刚玉陶瓷内衬位于弯头 主体 1 外径处的厚度大于其位于弯头主体 1 内径处的厚度， 可进一步提高弯头主体 1 的使 用寿命。
其中， 具体地， 所述刚玉陶瓷内衬由下述重量百分比的原料组成 ： α-Al2O3 微粉 74 ～ 78％、 SiO20.2 ～ 1％、 Y2O31 ～ 2％、 CeO21 ～ 2％、 苏州土 1 ～ 4％、 ZrO218 ～ 22％， 上 述原料总重为 100％， 外加上述原料总重 0.04 ～ 0.1％的聚乙烯醇溶液、 0.1 ～ 0.5％的分 散剂和 80 ～ 85％的水。
其中， 具体地， 所述原料粒度为 ： α-Al2O3 微粉 5000 ～ 6000 目、 SiO2300 ～ 325 目、 Y2O3300 ～ 400 目、 CeO2300 ～ 325 目、 苏州土 240 ～ 250 目、 ZrO2150 ～ 180 目。
其中， 优选地， 所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为 5 ～ 8％， 所述分散剂为六偏磷酸 钠。
本发明所述的刚玉陶瓷内衬弯头， 还包括 ：
环形槽 3， 设置于所述弯头主体 1 内两端。
其中， 弯头主体 1 内两端设有环形槽 3， 环形槽 3 内可设置挡圈， 阻挡并压紧刚玉陶 瓷内衬环 2， 使结构更加牢固可靠。
本发明所述的刚玉陶瓷内衬弯头， 还包括 ：
耐高温高强度无机粘结剂， 设置于所述刚玉陶瓷内衬环 2 之间以及所述刚玉陶瓷 内衬环 1 与所述弯头主体 1 内壁之间。
其中， 耐高温高强度无机粘结剂可使刚玉陶瓷内衬环 2 之间以及刚玉陶瓷内衬环 2 与弯头主体 1 内壁之间连接更加紧密， 使结构更加牢固可靠。
本发明还提供了一种刚玉陶瓷内衬的制造方法， 包括以下步骤 ：
按原料组成称料， 将 CeO2 和 ZrO2 投入球磨机， 加水球磨， 当 D50 达到 4 ～ 5μm 时， 向 球磨机中加入 50％的 α-Al2O3 微粉， 然后加入 SiO2、 Y2O3 和苏州土， 再加入余下的 α-Al2O3 微粉， 加入水和分散剂， 球磨 45 ～ 50h， 取样检测粒度， 要求粒度 D50 为 2 ～ 3μm ； 加入聚乙烯醇溶液， 再球磨 1 ～ 1.5h 开始造粒， 得到粒度为 40 ～ 180 目的造粒粉 ；
将造粒粉等静压成型， 压制成毛坯， 毛坯含水量控制在 1.5％以下 ；
采用真空橡皮膨胀夹具车制毛坯， 毛坯含水量控制在 1.5％以下 ；
将车制后的毛坯按尺寸切割， 采用座烧方法装窑， 烧结温度为 1680 ～ 1720℃， 在 此温度下保温 1.5 ～ 2.5h 烧结， 出窑。
其中， D50 的具体含义为 ： 一个样品的累计粒度分布百分数达到 50％时所对应的粒 径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占 50％， 小于它的颗粒也占 50％， D50 也叫中位径或 中值粒径。D50 常用来表示粉体的平均粒度。
其中， 具体地， 所述座烧是在棚板上铺一层 20 目的白刚玉砂， 放上垫片并校平， 垫 片上铺一层 40 目的白刚玉砂， 然后将瓷管放在垫片上装窑 ； 所述棚板材质为 SiC， 厚度为 20 ～ 25mm， 耐火度≥ 1750℃。
其中， 具体地， 所述等静压成型时的压力曲线为 ：
压力由表压 0MPa 逐渐升压至 200Mpa， 历时 10min， 保压 2min ；
由 200Mpa 逐渐减压至 150Mpa， 历时 2min， 保压 1min ；
由 150Mpa 逐渐减压至 100Mpa， 历时 2min， 保压 1min ；
由 100Mpa 逐渐减压至 60Mpa， 历时 0.5min， 保压 2min ； 由 60Mpa 逐渐减压至 0Mpa， 历时 2min。 其中， 具体地， ， 所述烧结温度要求为 ： 毛坯由室温经 3h 升温至 300℃， 再经 3.5h 升温至 600℃， 再经 5h 升温至 950℃， 保温 1h ； 再由 950℃经 5h 升温至 1200℃， 经 3h 升温至 1350℃， 保温 2h ；
再由 1350℃经 7h 升温至 1680 ～ 1720℃， 保温 1.5 ～ 2.5h ；
最后随炉冷却。
其中， 本发明改进了刚玉陶瓷内衬的原料配方和制造方法， 采用等静压成型工艺， 严格控制压力曲线和烧结温度曲线， 解决了该类产品烧结容易变形、 耐磨耐腐蚀性能差等 问题， 有效控制了产品质量。
本发明所述的刚玉陶瓷内衬弯头可以输送 10-15 万方混凝土， 而普通钢弯头仅可 以输送 3-5 万方混凝土， 因此， 本发明所述的刚玉陶瓷内衬弯头为同类产品使用寿命的 3 倍 以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。