技术摘要：
本发明公开了一种高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法，将氮化硅(Si3N4)、碳氮化钛(TiCN)和助烧剂混合、搅拌、研磨得到氮化硅配方粉，将所述氮化硅配方粉进行干压成型得到氮化硅耐磨片成型坯体，所述氮化硅耐磨片成型坯体经塑封、冷等静压处理得到耐磨片坯体；将所述耐磨片 全部
背景技术：
氮化硅陶瓷是综合性能最优的特种陶瓷材料,氮化硅具有高强度、高硬度、高断裂 韧 性、抗热冲击性好、摩擦系数低，已广泛应用在光伏、汽车、冶金、化工、能源、环保、 航空 航天等多个领域。 目前常用的耐磨陶瓷材料是氧化铝Al2O3陶瓷，氧化铝Al2O3陶瓷具有良好的绝缘 性、 化学稳定性、力学性能和低的价格。Si3N4陶瓷与Al2O3陶瓷相比，具有不可替代的优势。 Si3N4陶瓷的抗弯强度高达600-1000MPa，而Al2O3陶瓷的抗弯强度约为300MPa，因此Si3N4陶 瓷的抗弯强度是Al2O3陶瓷的抗弯强度的两倍以上，抗冲击性更优；Si3N4陶瓷的密度为 3.2g/cm3比Al2O3陶瓷的密度(3.64g/cm3)要小，在同样的条件下，氮化硅耐磨贴片可以 更 薄更轻。Si3N4陶瓷相比Al2O3陶瓷具有更小的热膨胀系数，抗热冲击性更优。氮化硅Si3N4陶 瓷在强度韧性、热膨胀系数、耐热冲击性、耐磨损和耐腐蚀等方面比氧化铝陶瓷均有明 显 优势，可广泛应用于钢铁厂、港口、矿山机械的管道和料仓表面的耐磨贴片。 中国专利CN109467441A公开了一种生物医用氮化硅组合物及氮化硅陶瓷的制备 方 法，涉及骨科生物医用陶瓷领域。所述方法包括提供生物医用氮化硅组合物，其中，生物 医用氮化硅组合物包括70％～98％重量份的氮化硅和2％～30％重量份的添加剂，添加剂 为氧化镁、氧化钇、氧化铝、氧化镱、氧化锶、氧化铈、碳化钛、氮化硼中的至少两种； 对生物 医用氮化硅组合物进行成型处理，得到待烧结件；对待烧结件进行烧结处理，得到 烧结件； 对烧结件进行后处理，得到生物医用氮化硅陶瓷件。通过向氮化硅陶瓷粉中添加 2％～ 30％重量份的添加剂，可以提高所得氮化硅陶瓷产品的各项性能，更加适合于骨科 植入物 的临床需求。该方案中对原料进行球磨处理后再利用喷雾造粒机进行造粒，采用该 方法可 以得到粒径分布均匀的氮化硅混合物，但是在喷雾造粒过程中，氮化硅混合物的粒 径的均 匀性受造粒的温度、压力、供料速度以及搅拌时间影响较大。
技术实现要素：
本发明的目的是针对上述问题，提供一种高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法。 为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案： 一种高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法，所述高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法 主要 包括以下步骤： 步骤一：将氮化硅(Si3N4)、碳氮化钛(TiCN)和助烧剂在搅拌磨中以氧化锆球和无 水 乙醇为磨介进行混合研磨后烘干和过筛得到氮化硅配方粉，将所述氮化硅配方粉进行 干压成型得到氮化硅耐磨片成型坯体，所述氮化硅成型坯体经塑封、冷等静压处理得 到耐 3 CN 111606717 A 说 明 书 2/4 页 磨片坯体； 步骤二：将步骤一得到的耐磨片坯体在1-10MPa气体压力的惰性或还原气氛中烧 结得 到耐磨片成品坯体； 步骤三：将步骤二中所得到的耐磨片成品坯体在水中进行振磨抛洗，最终得到氮 化硅 耐磨片。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，步骤一所述的氮化硅(Si3N4)、碳 氮化 钛(TiCN)、助烧剂由以下重量份数制成：氮化硅(Si3N4)88-93份、碳氮化钛(TiCN) 1-3 份、助烧剂6-9份。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，步骤一所述的氮化硅(Si3N4)、碳 氮化 钛(TiCN)和助烧剂在研磨器中混合，搅拌研磨24-60小时至组份均匀，颗粒粒径小于1 微米。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，步骤一所述的干压成型工艺是将 配方 粉在钢模中，按照干压成型压力曲线加压至2-10MPa，并保压1-10S制得氮化硅耐磨片 成 型坯体。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，所述干压成型压力曲线是以 0.4-2MPa/S的速率加压至2-10MPa。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，步骤一所述的冷等静压工艺是将 所述 成型坯体塑封后放置在水中，按照冷等静压曲线加压至90-150MPa，并保压30-90S。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，所述冷等静压曲线是以0 .4- 2MPa/S 的速率加压至90-150MPa。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，步骤二所述的烧结工艺是在1- 10MPa 气体压力的惰性或还原气氛中进行，烧结温度是1650-1800℃，烧结时间为2-4小时。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，所述助烧剂由氧化钇(Y2O3)和氧 化 镁(MgO)组成,其中氧化钇(Y2O3)1-2份；氧化镁(MgO)5-7份。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，所述助烧剂由氧化钇(Y2O3)和氧 化 铈(CeO2)组成,其中氧化钇(Y2O3)2-3份；氧化铈(CeO2)4-6份。 与现有技术相比，本发明的优点在于： 1.本发明设计了一种高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法，通过优化配方和工艺参 数， 制得的氮化硅耐磨片相比于现有的氮化硅耐磨片具有耐磨性好、尺寸均匀、成品率 高 等优点。 2.本发明制备的氮化硅耐磨片具有强度高、韧性好、耐冲击和耐磨性好，而且表面 光 洁，棱角完整，无需再加工就可用作钢铁厂、港口、矿山机械的管道和料仓表面的 耐磨 贴片。
本发明公开了一种高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法，将氮化硅(Si3N4)、碳氮化钛(TiCN)和助烧剂混合、搅拌、研磨得到氮化硅配方粉，将所述氮化硅配方粉进行干压成型得到氮化硅耐磨片成型坯体，所述氮化硅耐磨片成型坯体经塑封、冷等静压处理得到耐磨片坯体；将所述耐磨片 全部
背景技术：
氮化硅陶瓷是综合性能最优的特种陶瓷材料,氮化硅具有高强度、高硬度、高断裂 韧 性、抗热冲击性好、摩擦系数低，已广泛应用在光伏、汽车、冶金、化工、能源、环保、 航空 航天等多个领域。 目前常用的耐磨陶瓷材料是氧化铝Al2O3陶瓷，氧化铝Al2O3陶瓷具有良好的绝缘 性、 化学稳定性、力学性能和低的价格。Si3N4陶瓷与Al2O3陶瓷相比，具有不可替代的优势。 Si3N4陶瓷的抗弯强度高达600-1000MPa，而Al2O3陶瓷的抗弯强度约为300MPa，因此Si3N4陶 瓷的抗弯强度是Al2O3陶瓷的抗弯强度的两倍以上，抗冲击性更优；Si3N4陶瓷的密度为 3.2g/cm3比Al2O3陶瓷的密度(3.64g/cm3)要小，在同样的条件下，氮化硅耐磨贴片可以 更 薄更轻。Si3N4陶瓷相比Al2O3陶瓷具有更小的热膨胀系数，抗热冲击性更优。氮化硅Si3N4陶 瓷在强度韧性、热膨胀系数、耐热冲击性、耐磨损和耐腐蚀等方面比氧化铝陶瓷均有明 显 优势，可广泛应用于钢铁厂、港口、矿山机械的管道和料仓表面的耐磨贴片。 中国专利CN109467441A公开了一种生物医用氮化硅组合物及氮化硅陶瓷的制备 方 法，涉及骨科生物医用陶瓷领域。所述方法包括提供生物医用氮化硅组合物，其中，生物 医用氮化硅组合物包括70％～98％重量份的氮化硅和2％～30％重量份的添加剂，添加剂 为氧化镁、氧化钇、氧化铝、氧化镱、氧化锶、氧化铈、碳化钛、氮化硼中的至少两种； 对生物 医用氮化硅组合物进行成型处理，得到待烧结件；对待烧结件进行烧结处理，得到 烧结件； 对烧结件进行后处理，得到生物医用氮化硅陶瓷件。通过向氮化硅陶瓷粉中添加 2％～ 30％重量份的添加剂，可以提高所得氮化硅陶瓷产品的各项性能，更加适合于骨科 植入物 的临床需求。该方案中对原料进行球磨处理后再利用喷雾造粒机进行造粒，采用该 方法可 以得到粒径分布均匀的氮化硅混合物，但是在喷雾造粒过程中，氮化硅混合物的粒 径的均 匀性受造粒的温度、压力、供料速度以及搅拌时间影响较大。
技术实现要素：
本发明的目的是针对上述问题，提供一种高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法。 为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案： 一种高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法，所述高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法 主要 包括以下步骤： 步骤一：将氮化硅(Si3N4)、碳氮化钛(TiCN)和助烧剂在搅拌磨中以氧化锆球和无 水 乙醇为磨介进行混合研磨后烘干和过筛得到氮化硅配方粉，将所述氮化硅配方粉进行 干压成型得到氮化硅耐磨片成型坯体，所述氮化硅成型坯体经塑封、冷等静压处理得 到耐 3 CN 111606717 A 说 明 书 2/4 页 磨片坯体； 步骤二：将步骤一得到的耐磨片坯体在1-10MPa气体压力的惰性或还原气氛中烧 结得 到耐磨片成品坯体； 步骤三：将步骤二中所得到的耐磨片成品坯体在水中进行振磨抛洗，最终得到氮 化硅 耐磨片。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，步骤一所述的氮化硅(Si3N4)、碳 氮化 钛(TiCN)、助烧剂由以下重量份数制成：氮化硅(Si3N4)88-93份、碳氮化钛(TiCN) 1-3 份、助烧剂6-9份。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，步骤一所述的氮化硅(Si3N4)、碳 氮化 钛(TiCN)和助烧剂在研磨器中混合，搅拌研磨24-60小时至组份均匀，颗粒粒径小于1 微米。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，步骤一所述的干压成型工艺是将 配方 粉在钢模中，按照干压成型压力曲线加压至2-10MPa，并保压1-10S制得氮化硅耐磨片 成 型坯体。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，所述干压成型压力曲线是以 0.4-2MPa/S的速率加压至2-10MPa。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，步骤一所述的冷等静压工艺是将 所述 成型坯体塑封后放置在水中，按照冷等静压曲线加压至90-150MPa，并保压30-90S。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，所述冷等静压曲线是以0 .4- 2MPa/S 的速率加压至90-150MPa。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，步骤二所述的烧结工艺是在1- 10MPa 气体压力的惰性或还原气氛中进行，烧结温度是1650-1800℃，烧结时间为2-4小时。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，所述助烧剂由氧化钇(Y2O3)和氧 化 镁(MgO)组成,其中氧化钇(Y2O3)1-2份；氧化镁(MgO)5-7份。 在上述的高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法中，所述助烧剂由氧化钇(Y2O3)和氧 化 铈(CeO2)组成,其中氧化钇(Y2O3)2-3份；氧化铈(CeO2)4-6份。 与现有技术相比，本发明的优点在于： 1.本发明设计了一种高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法，通过优化配方和工艺参 数， 制得的氮化硅耐磨片相比于现有的氮化硅耐磨片具有耐磨性好、尺寸均匀、成品率 高 等优点。 2.本发明制备的氮化硅耐磨片具有强度高、韧性好、耐冲击和耐磨性好，而且表面 光 洁，棱角完整，无需再加工就可用作钢铁厂、港口、矿山机械的管道和料仓表面的 耐磨 贴片。
