本发明属于耐磨材料制备技术领域，具体涉及一种氧化铝基耐磨板及其制备方法。
背景技术：
耐磨材料是一种广泛用于电力、煤炭、矿山、冶金、建筑等领域的新型材料。它种类繁多、用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景。目前冶金、煤炭、电力、建材等行业的储仓、下料斗、矿槽、冲渣沟等部位，为了保护基础钢板或基础混凝土不受物料的磨损，均需要在其表面设置耐磨板，它是专供大面积磨损工况使用的板材产品，是在韧性、塑性很好的普通低碳钢或者低合金钢表面通过堆焊方法复合一定厚度的耐磨层而制成的板材产品。即是通过专用设备，采用自动焊接工艺，将高硬度自保护合金焊丝均匀地焊接在基材上，复合层数一层至两层以至多层制得。
耐磨板应用最多的是铸石板和压延微晶板，这两种板材在生产和应用过程中还存在以下问题：一是生产工艺复杂，铸石板和压延微晶板需要在1000℃以上高温情况下将多种物料熔融再浇注筑成型，因此需要专业生产设备、消耗很多的煤或燃气能源，且由于为高温成型，在板材上无法安装各种连接件；二是抗冲击性较差，在矿石、煤块等较大颗粒物料的冲击下容易发生开裂破损、进而造成整体脱落等问题；三是与基层的热膨胀系数相差较大，在温度变化过程中耐磨层与基层的变形不一致，形成界面应力，导致耐磨衬板的松动和脱落；四是施工过程不环保、不安全，安装时采用的呋喃胶泥等有机粘结剂，具有刺激性气味，影响工人健康；同时由于铸石板或压延微晶板较重，而粘结剂固化需要一定的时间，所以在安装时易发生耐磨板脱落伤人的事故；五是施工速度以及后期修复速度较慢，铸石板和压延微晶板施工时需要先对基层进行除尘、除浮灰等清理工作，然后需要进行粘结剂的拌合，接着进行板材粘贴，等粘结剂完全固化以后才能投入使用，消耗时间长。
因此，亟待开发一种抗冲击性好，使用后不易开裂破损，无整体脱落现象发生的耐磨板，对相关领域具有必要的意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对传统耐磨板抗冲击性较差，易发生开裂破损，造成整体脱落的弊端，提供了一种氧化铝基耐磨板及其制备方法。
为解决技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种氧化铝基耐磨板，它由下述重量份材料组成：
90～100份球形氧化铝/陶瓷结合剂复合粉体
20～30份碳酸镁
10～15份硅酸锆
120～150份石英砂
1～2份三氧化二铬
1～2份氧化钇
1～3份钢纤维
所述的球形氧化铝/陶瓷结合剂复合粉体为氧化铝溶胶与液体陶瓷结合剂混合，并装入喷雾干燥器中，控制喷雾气体压力为0.1～0.2mpa，干燥温度为200～220℃，进行喷雾造粒制得。
所述的氧化铝溶胶为拟薄水铝石经硝酸处理后与氧化铝晶须混合制得，拟薄水铝石质量为氧化铝晶须质量的6～15倍。
所述的液体陶瓷结合剂由25～30g硼酸，200～250g硝酸铝，50～60g硝酸钠，36～40g硝酸锂，1.0～1.2l去离子水，2.0～2.4l固含量为25%的硅溶胶组成。
所述的钢纤维为压痕型、工字型、螺旋型、锯齿型、哑铃型异型钢纤维中的一种或多种，纤维长度为3～12mm，直径为0.03～0.08mm。
所述的一种氧化铝基耐磨板的制备方法，由下述步骤制备：
s1.配料：按各原料的重量比称取原料并球磨混合成复合粉料；
s2.熔化压延：将复合粉料装入玻璃熔炉中，以10℃/min速率程序升温至1200～1250℃，再以5℃/min速率程序升温至1400～1500℃，保温熔化3～5h，随后注入模具中经压延机压制成型，得坯料；
s3.晶化加工：将坯料置于窑炉中，在800～900℃下静置晶化8～10h，再转入退火炉中，在600～700℃下退火处理1～2h，冷却至室温后，得粗坯，将粗坯打磨，切削，得氧化铝基耐磨板。
本发明的有益技术效果是：
本发明利用氧化铝晶须为晶核，拟薄水铝石为铝源，制得氧化铝溶胶，再用与氧化铝溶胶匹配度好的液体陶瓷结合剂包裹，经喷雾造粒后，通过结合剂对氧化铝形成较完整的膜层，且造粒后的复合体为球形，易于成型，在成型时形成连通孔隙，利于物质分解产生的气体及成型过程中残留气体的释放，因此无大气孔存在，且复合体粒径分布范围较宽，尺寸级配较好，有效提高了坯体的致密度，烧结体气孔率较低且气孔较小，裂纹由气孔进行扩展所需要的应力增大，有效提高了耐磨板的机械强度和抗冲击性。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
称取300～400g拟薄水铝石，加入到600～700ml质量分数为0.3%柠檬酸三铵溶液中，在50～60℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌混合20～30min，得反应液；将反应液加入到120～150ml质量分数为10%硝酸溶液中，在70～80℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌反应10～20min，再静置10～15min后加入30～50g氧化铝晶须，继续搅拌1～2h，得氧化铝溶胶；然后称取25～30g硼酸，200～250g硝酸铝，50～60g硝酸钠，36～40g硝酸锂，依次加入1.0～1.2l去离子水中，以300～400r/min搅拌10～20min后，再加入2.0～2.4l固含量为25%的硅溶胶，继续搅拌20～30min，得液体陶瓷结合剂；将氧化铝溶胶与液体陶瓷结合剂混合，并装入喷雾干燥器中，控制喷雾气体压力为0.1～0.2mpa，干燥温度为200～220℃，进行喷雾造粒，得球形氧化铝/陶瓷结合剂复合粉体；再称取0.9～1.0kg球形氧化铝/陶瓷结合剂复合粉体，200～300g碳酸镁，100～150g硅酸锆，120～150g石英砂，10～20g三氧化二铬，10～20g氧化钇，10～30g钢纤维，依次装入球磨机中球磨1～2h，得复合粉料；将复合粉料装入玻璃熔炉中，以10℃/min速率程序升温至1200～1250℃，再以5℃/min速率程序升温至1400～1500℃，保温熔化3～5h，得玻璃液，将玻璃液注入模具中经压延机压制成型，得坯料；最后将坯料置于窑炉中，在800～900℃下静置晶化8～10h，再转入退火炉中，在600～700℃下退火处理1～2h，冷却至室温后，得粗坯，将粗坯打磨，切削，得氧化铝基耐磨板。
实例1
称取300g拟薄水铝石，加入到600ml质量分数为0.3%柠檬酸三铵溶液中，在50℃恒温水浴下，以300r/min搅拌混合20min，得反应液；将反应液加入到120ml质量分数为10%硝酸溶液中，在70℃恒温水浴下，以300r/min搅拌反应10min，再静置10min后加入30g氧化铝晶须，继续搅拌1h，得氧化铝溶胶；然后称取25g硼酸，200g硝酸铝，50g硝酸钠，36g硝酸锂，依次加入1.0l去离子水中，以300r/min搅拌10min后，再加入2.0l固含量为25%的硅溶胶，继续搅拌20min，得液体陶瓷结合剂；将氧化铝溶胶与液体陶瓷结合剂混合，并装入喷雾干燥器中，控制喷雾气体压力为0.1mpa，干燥温度为200℃，进行喷雾造粒，得球形氧化铝/陶瓷结合剂复合粉体；再称取0.9kg球形氧化铝/陶瓷结合剂复合粉体，200g碳酸镁，100g硅酸锆，120g石英砂，10g三氧化二铬，10g氧化钇，10g压痕型钢纤维，依次装入球磨机中球磨1h，得复合粉料；将复合粉料装入玻璃熔炉中，以10℃/min速率程序升温至1200℃，再以5℃/min速率程序升温至1400℃，保温熔化3h，得玻璃液，将玻璃液注入模具中经压延机压制成型，得坯料；最后将坯料置于窑炉中，在800℃下静置晶化8h，再转入退火炉中，在600℃下退火处理1h，冷却至室温后，得粗坯，将粗坯打磨，切削，得氧化铝基耐磨板。
将本发明制得的耐磨板预热至160℃，预热后经切割、修去毛边制得工件，将工件用抹布擦拭干净后，随后将需焊接耐磨板的基体表面灰尘、油污清理干净，再将擦拭后的工件焊接于基体表面即可。本发明耐磨板抗冲击性好，抗冲击强度达12kj/m2，抗压强度达115mpa，耐磨损失量为0.19kg/m2，可有效减弱基体表面的磨损力度，延长基体的使用寿命，而传统耐磨板抗冲击强度为10.8kj/m2，抗压强度为102mpa，耐磨损失量为0.27kg/m2。
实例2
称取350g拟薄水铝石，加入到650ml质量分数为0.3%柠檬酸三铵溶液中，在55℃恒温水浴下，以350r/min搅拌混合25min，得反应液；将反应液加入到135ml质量分数为10%硝酸溶液中，在75℃恒温水浴下，以350r/min搅拌反应15min，再静置13min后加入40g氧化铝晶须，继续搅拌2h，得氧化铝溶胶；然后称取28g硼酸，230g硝酸铝，55g硝酸钠，38g硝酸锂，依次加入1.1l去离子水中，以350r/min搅拌15min后，再加入2.2l固含量为25%的硅溶胶，继续搅拌25min，得液体陶瓷结合剂；将氧化铝溶胶与液体陶瓷结合剂混合，并装入喷雾干燥器中，控制喷雾气体压力为0.2mpa，干燥温度为210℃，进行喷雾造粒，得球形氧化铝/陶瓷结合剂复合粉体；再称取1.0kg球形氧化铝/陶瓷结合剂复合粉体，250g碳酸镁，130g硅酸锆，130g石英砂，15g三氧化二铬，15g氧化钇，20g螺旋型钢纤维，依次装入球磨机中球磨2h，得复合粉料；将复合粉料装入玻璃熔炉中，以10℃/min速率程序升温至1230℃，再以5℃/min速率程序升温至1450℃，保温熔化4h，得玻璃液，将玻璃液注入模具中经压延机压制成型，得坯料；最后将坯料置于窑炉中，在850℃下静置晶化9h，再转入退火炉中，在650℃下退火处理2h，冷却至室温后，得粗坯，将粗坯打磨，切削，得氧化铝基耐磨板。
将本发明制得的耐磨板预热至170℃，预热后经切割、修去毛边制得工件，将工件用抹布擦拭干净后，随后将需焊接耐磨板的基体表面灰尘、油污清理干净，再将擦拭后的工件焊接于基体表面即可。本发明耐磨板抗冲击性好，抗冲击强度达13kj/m2，抗压强度达123mpa，耐磨损失量为0.21kg/m2，可有效减弱基体表面的磨损力度，延长基体的使用寿命，而传统耐磨板抗冲击强度为11.7kj/m2，抗压强度为107mpa，耐磨损失量为0.28kg/m2。
实例3
称取400g拟薄水铝石，加入到700ml质量分数为0.3%柠檬酸三铵溶液中，在60℃恒温水浴下，以400r/min搅拌混合30min，得反应液；将反应液加入到150ml质量分数为10%硝酸溶液中，在80℃恒温水浴下，以400r/min搅拌反应20min，再静置15min后加入50g氧化铝晶须，继续搅拌2h，得氧化铝溶胶；然后称取30g硼酸，250g硝酸铝，60g硝酸钠，40g硝酸锂，依次加入1.2l去离子水中，以400r/min搅拌20min后，再加入2.4l固含量为25%的硅溶胶，继续搅拌30min，得液体陶瓷结合剂；将氧化铝溶胶与液体陶瓷结合剂混合，并装入喷雾干燥器中，控制喷雾气体压力为0.2mpa，干燥温度为220℃，进行喷雾造粒，得球形氧化铝/陶瓷结合剂复合粉体；再称取1.0kg球形氧化铝/陶瓷结合剂复合粉体，300g碳酸镁，150g硅酸锆，150g石英砂，20g三氧化二铬，20g氧化钇，30g工字型钢纤维，依次装入球磨机中球磨2h，得复合粉料；将复合粉料装入玻璃熔炉中，以10℃/min速率程序升温至1250℃，再以5℃/min速率程序升温至1500℃，保温熔化5h，得玻璃液，将玻璃液注入模具中经压延机压制成型，得坯料；最后将坯料置于窑炉中，在900℃下静置晶化10h，再转入退火炉中，在700℃下退火处理2h，冷却至室温后，得粗坯，将粗坯打磨，切削，得氧化铝基耐磨板。
将本发明制得的耐磨板预热至180℃，预热后经切割、修去毛边制得工件，将工件用抹布擦拭干净后，随后将需焊接耐磨板的基体表面灰尘、油污清理干净，再将擦拭后的工件焊接于基体表面即可。本发明耐磨板抗冲击性好，抗冲击强度达15kj/m2，抗压强度达132mpa，耐磨损失量为0.23kg/m2，可有效减弱基体表面的磨损力度，延长基体的使用寿命，而传统耐磨板抗冲击强度为12.5kj/m2，抗压强度为112mpa，耐磨损失量为0.30kg/m2。