一种废陶瓷渣协同镍钴铁制备的金属陶瓷锅

摘要

本发明公开了一种废陶瓷渣协同镍钴铁制备的金属陶瓷锅，将废旧陶瓷渣经过粉碎后与镍钴铁金属混合粉体混合球磨，将球磨后的粉体直接干压成型，最后将成型的金属陶瓷锅坯经过真空热压烧结制得；通过一系列的工艺改性将金属与陶瓷进行结合，制得具有耐磨、耐高温、抗弯强度高、韧性好的高品质金属陶瓷锅，弥补了日用陶瓷锅的不足，而且工艺便于工业控制，原料采用食品级成分，无毒害，值得推广。

说明书

技术领域

本发明涉及日用陶瓷技术领域，尤其涉及一种废陶瓷渣协同镍钴铁制备的金属陶瓷锅。

背景技术

传统的日用陶瓷包括陶瓷锅、陶瓷碗、陶瓷盆等一系列的日用产品，常用的陶瓷锅是人们常用来煲汤用的锅具，深受人们的喜爱，然而陶瓷锅具有一定的缺点，使用后立即冷却会导致陶瓷开裂；高温长时间作用也容易出现开裂；这些缺点不仅造成了家庭支出增加，同时造成了陶瓷原料的浪费。 金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的复合材料，既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性和可塑性。

现有技术中有将氧化锆粉、氧化铝粉、氧化钇粉等粉体与聚乙烯醇混合制成陶瓷涂层粘合在金属锅基体中，可以增加果体的耐磨、不沾性能，但是由于采用聚乙烯醇作为粘结剂，不耐高温，在高温下会分解，这就导致涂层与锅体之间脱落，还有聚乙烯醇分解出对人体有害的物质。这就需要针对现有技术的缺点，创新的将陶瓷与食品级的金属采用烧结工艺结合，制备金属陶瓷的锅体，满足发展的社会需求。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种废陶瓷渣协同镍钴铁制备的金属陶瓷锅。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种废陶瓷渣协同镍钴铁制备的金属陶瓷锅，将废旧陶瓷渣经过粉碎后与镍钴铁金属混合粉体混合球磨，将球磨后的粉体直接干压成型，最后将成型的金属陶瓷锅坯经过真空热压烧结制得。

一种废陶瓷渣协同镍钴铁制备的金属陶瓷锅的制备方法，包括以下具体步骤：

（1）将废旧陶瓷渣利用粉碎机粉碎后加入2-3倍量的水进行球磨60-90分钟，将球磨后的浆料利用压滤机进行压滤，将球磨后的废旧陶瓷粉放入烘箱中烘干，继续粉碎，得到微米级粉体待用；

（2）将镍、钴、铁三种粉体等质量混合，与微米级废旧陶瓷粉、纳米氧化锆按照一定的比例添加到球磨罐中，以高纯三氧化二铝为球磨介质，控制球料比为2-3:1，以300-400转/分的球磨速度干法球磨20-24小时，得到金属陶瓷复合粉体；

（3）将金属陶瓷复合粉体加入到模具钢制成的模具中，20-22MPa下单向加压，保压60-90秒，得到预压锅体生坯，然后将其装袋抽真空密封，用冷等静压机控制一定压力等静压成型一定时间，最后将成型后的锅体生坯放入真空干燥箱中，以70-80℃干燥6-8小时，得到烘干的锅体生坯；

（4）将烘干的锅体生坯放入热压烧结炉中，抽真空状态下，加压30-35MPa下，以一定的升温速率升温至1500-1550℃，然后保温30-40分钟，自然冷却至室温，即得。

一种废陶瓷渣协同镍钴铁制备的金属陶瓷锅的制备方法，步骤（1）中所述的将球磨后的废旧陶瓷粉放入烘箱中烘干，具体烘干温度为100-110℃。

一种废陶瓷渣协同镍钴铁制备的金属陶瓷锅的制备方法，步骤（2）中所述的镍钴铁三种粉体总量与微米级废旧陶瓷粉、纳米氧化锆的质量配比为24:170:30。

一种废陶瓷渣协同镍钴铁制备的金属陶瓷锅的制备方法，步骤（3）中所述的等静压成型一定时间具体是指压力为2200MPa，保压时间5-6分钟。

一种废陶瓷渣协同镍钴铁制备的金属陶瓷锅的制备方法，步骤（4）中所述的一定的升温速率升温是指以10-15℃/min的升温率升温。

本发明的优点是：本发明首先将废旧陶瓷渣粉碎后进行湿法球磨，然后干燥后继续进行微米级粉碎，充当陶瓷粉料，配合纳米氧化锆作为陶瓷基体，不仅不会造成陶瓷性能的降低，还能够降低原料成本；配合镍钴铁的适当添加，采用等静压成型的方式制成锅体生坯，与普通干压工艺相比，制成的生坯密度大，均匀性好、强度大，经过简单干燥即可烧结，同时采用真空热压烧结，降低了烧结时间，提高了生产效率，同时由于高温高压的作用，合金相在三氧化二铝晶界周围扩散形成固溶区及相互交错界面，对复合锅体材料起到强化晶界作用，同时，钴镍合金相固溶区也均匀填充增强相二氧化锆的晶界孔隙中，消除气孔有助于提高烧结致密度，使锅体的力学性能及抗热震性能通过微观结构的协同作用得到较大提高。

本发明通过一系列的工艺改性将金属与陶瓷进行结合，制得具有耐磨、耐高温、抗弯强度高、韧性好的的高品质金属陶瓷锅，弥补了日用陶瓷锅的不足，而且工艺便于工业控制，原料采用食品级成分，无毒害，值得推广。

具体实施方式

一种废陶瓷渣协同镍钴铁制备的金属陶瓷锅，将废旧陶瓷渣经过粉碎后与镍钴铁金属混合粉体混合球磨，将球磨后的粉体直接干压成型，最后将成型的金属陶瓷锅坯经过真空热压烧结制得。

一种废陶瓷渣协同镍钴铁制备的金属陶瓷锅的制备方法，包括以下具体步骤：

（1）将170g废旧陶瓷渣利用粉碎机粉碎后加入2倍量的水进行球磨60分钟，将球磨后的浆料利用压滤机进行压滤，将球磨后的废旧陶瓷粉放入烘箱中以100℃烘干，继续粉碎，得到微米级粉体待用；

（2）将8g镍粉、8g钴粉、8g铁粉混合均匀，与微米级废旧陶瓷粉、30g纳米氧化锆添加到球磨罐中，以高纯三氧化二铝为球磨介质，控制球料比为2:1，以300转/分的球磨速度干法球磨20小时，得到金属陶瓷复合粉体；

（3）将金属陶瓷复合粉体加入到模具钢制成的模具中，20MPa下单向加压，保压60秒，得到预压锅体生坯，然后将其装袋抽真空密封，用冷等静压机控制压力为2200MPa，保压时间5分钟静压成型，最后将成型后的锅体生坯放入真空干燥箱中，以70℃干燥6小时，得到烘干的锅体生坯；

（4）将烘干的锅体生坯放入热压烧结炉中，抽真空状态下，加压30MPa下，以10℃/min的升温速率升温至1500℃，然后保温30分钟，自然冷却至室温，即得。