1.一种高耐磨气阀片陶瓷材料的制备方法,其特征在于,包括步骤:
S1:高韧氮化硅陶瓷基片的制备;
S2:微弧氧化电解液的调配;
S3:高韧氮化硅陶瓷基片镀铝后微弧氧化镀陶瓷层;
S4:耐磨陶瓷片的热处理及抛光;
步骤S2微弧氧化电解液的调配,具体包括以下步骤:
S2.1:将100‑120份去离子水加入容器中,将容器置于水浴加热锅中,调节温度为80‑85℃,水浴加热50‑55分钟,得到预热去离子水;
S2.2:取1‑1.2份Na2SiO3、1‑1.2份(NaPO3)6、0.6‑0.8份BaTiO3和0.4‑0.5份酸性磷酸铝钠依次加入预热去离子水中,同时进行搅拌,当固体物质全部溶解时,得到混合液,加入PH调节剂,将混合液PH调节至9.5‑10,得到微弧氧化电解液。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨气阀片陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤S1高韧氮化硅陶瓷基片的制备,具体包括以下步骤:S1.1:将4‑5份Si3N4、0.3‑0.4份烧结助剂、0.2‑0.25份钨、0.05‑0.06份碳纤维和2‑3份无水乙醇混合加入行星球磨机中,调节转速为500‑600rpm,球磨55‑60分钟,得到球磨浆料;
S1.2:将球磨浆料置于烘干箱中,先以85‑90℃的温度烘干6‑7小时,再将烘干后的浆料投入粉碎机粉碎,通过100‑120目筛进行过筛造粒处理,得到混合粉料,将混合粉料装入钢模中,利用压模机在50‑55Mpa的压力下压制30‑35S得到生坯,再将生坯在145‑150Mpa下进行冷等静压处理,得到致密生坯;
S1.3:将致密生坯置于气压烧结炉中,通入氮气使炉内压强升至0.5‑0.6Mpa,以14‑15℃/min的升温速率升温至780‑800℃,继续通入氮气使压强加压至5‑6Mpa,以8‑10℃/min的升温速率升温至1450‑1500℃,保温2‑2.5小时,再以4‑5℃/min的升温速率升温至1780‑
1790℃,保温3‑3.5小时,然后以6‑8℃/min的降温速率将炉内温度降至750‑800℃,关闭加热装置使炉内温度自然冷却至室温,将压强降至常压,得到高韧氮化硅陶瓷基片。
3.根据权利要求1所述的一种高耐磨气阀片陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤S3高韧氮化硅陶瓷基片镀铝后微弧氧化镀陶瓷层,具体包括以下步骤:S3.1:取2‑3份铸铝合金投入粉碎机进行粉碎,然后再将所得铸铝合金颗粒投入行星级球磨机中进行球磨,得到0.1‑0.3μm的铸铝合金粉末,将高韧氮化硅陶瓷基片浸没于装有丙酮溶液的容器中,将容器放入超声波清洗机中,以20‑25KHz的频率对高韧氮化硅陶瓷基片进行超声清洗20‑25分钟,然后置于烘干机中以70‑75℃的温度烘干30‑35分钟,得到清洁陶瓷基片;
S3.2:将清洁陶瓷基片置于磁控溅射镀膜机的真空腔中,步骤S3.1制得的铸铝合金粉末作为靶材安装在溅射系统中,对清洁陶瓷基片进行镀膜,镀膜厚度为0.3‑0.4mm,得到镀铸铝合金的陶瓷基片;
S3.3:将微弧氧化电解液加入微弧氧化电解槽中,再将镀铸铝合金的陶瓷基片作为阳极浸在微弧氧化电解液中,不锈钢容器作为阴极,调节电参数为恒流模式,正向电流密度
4.5‑5A/dm2、负向电流密度为1‑1.2A/dm2,频率500‑510Hz、占空比30‑35%,电镀50‑55分钟,得到耐磨陶瓷片。
4.根据权利要求1所述的一种高耐磨气阀片陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤S4耐磨陶瓷片的热处理及抛光,具体包括以下步骤:S4.1:将耐磨陶瓷片置于烘干箱中,通入氮气使烘干箱中氮气含量达到90‑95%,以3‑4℃/min的升温速率升温至150‑180℃,保温55‑60分钟,再以1‑2℃/min的升温速率升温至
300‑320℃,保温1‑2小时,自然冷却后得到热处理陶瓷片;
S4.2:将热处理陶瓷片用表面金刚石粒径为2‑3μm的金刚石砂轮进行机械抛光,调节抛光速度为13‑15m/s,得到抛光陶瓷片,用去离子水对抛光陶瓷片冲洗2‑3次,然后置于干燥箱中以80‑85℃的温度干燥30‑35分钟,自然冷却至室温后得到高耐磨气阀片。
5.根据权利要求2所述的一种高耐磨气阀片陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤S1.1中的烧结助剂为Y2O3‑Al2O3烧结助剂。
6.根据权利要求2所述的一种高耐磨气阀片陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤S1.1中的球磨所用磨球为直径3‑4mm的钢球。
7.根据权利要求2所述的一种高耐磨气阀片陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤S1.2中的钢模为特制气阀片模具。
8.根据权利要求1所述的一种高耐磨气阀片陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤S2.2中的PH调节剂为氢氧化钠。
9.根据权利要求3所述的一种高耐磨气阀片陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤S3.1中的铸铝合金成分包含Al、Cu、Zn和Mg元素,其中Al的质量百分含量在92%‑94%之间,Cu的质量百分含量在2%‑4%之间,Zn的质量百分含量在3%‑6%之间,Mg的质量百分含量在0.03%‑1.2%之间。