本實用新型屬于復合結構陶瓷制備方法及這一技術領域，特別屬于用于步進式加熱爐的耐高溫、長壽命滑塊及其制備方法這一技術領域。

背景技術：

由于現(xiàn)代社會的發(fā)展，國防、汽車、造船等工業(yè)用大型寬厚板的需求增加，軋鋼加熱爐是鋼鐵企業(yè)軋鋼生產及產品加工的重要設備，而加熱爐滑塊作為軋鋼加熱爐的關鍵部件，長期處于高溫、高磨損、氧化、腐蝕等惡劣工況，因此對加熱爐滑塊的材質和結構要求比較嚴格。

軋鋼加熱爐通常使用 高爐、焦爐混合煤氣做為燃料，加熱爐內設有若干個水冷管橫梁，采用無縫鋼管制作， 梁上面鑲嵌有間隔布置的金屬耐熱滑塊。通常使用的金屬耐熱滑塊材料為5-Cr25Ni20Si2和Co22。加熱時，因為爐內溫度為1250-1350℃，金屬耐熱滑塊直接與水冷管連接，環(huán)境非常惡劣，導致各種不良問題產生。具體來說，主要表現(xiàn)為：

一、傳統(tǒng)的加熱爐滑塊一般都是金屬材質，因為金屬耐熱滑塊的導熱系數(shù)高，一般為40～60W/m.K，高溫鋼坯與金屬耐熱滑塊接觸部分溫度比其它部分低而形成“黑印”，這種水印導致鋼坯溫度不均勻，局部硬度高，進軋制機進行軋制時，容易產生尺寸偏差和內部缺陷，使廢品率升高。

二、傳統(tǒng)的加熱爐滑塊在1300℃的高溫使用溫度下，金屬材料在長期工作后，抗蠕變強度降低，同時抗氧化和抗侵蝕性能也會降低，使用壽命大大下降。

三、傳統(tǒng)的加熱爐滑塊，使用使用Ni和Co的合金，一般為進口材料，成本比較高。

雖然現(xiàn)有技術已經對傳統(tǒng)加熱爐滑塊進行了改進，如在上下合金滑塊之間涂覆耐高溫絕熱涂料，但是此方案“黑印”改善不明顯、并且繼承了傳統(tǒng)加熱爐滑塊所有缺陷。也有采用金屬復合陶瓷（公開號：CN101063187A）、乃至賽龍復合陶瓷（公開號：CN1951872A）作為加熱爐滑塊的，但由于陶瓷原料選擇的不合理以及工藝落后，依然存在普通復合陶瓷耐壓強度、熱態(tài)抗彎強度不高，在長期工作后抗氧化和抗侵蝕性能降低，使用壽命短等問題；此外，合金復合陶瓷滑塊還存在導熱系數(shù)高等諸多問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決傳統(tǒng)的加熱爐滑塊成本高、導熱系數(shù)高、抗蠕變強度低，抗氧化和抗侵蝕性能低等技術問題。本發(fā)明所要解決的另一個技術問題是普通復合陶瓷耐壓強度、熱態(tài)抗彎強度不高，長期工作后抗氧化和抗侵蝕性能降低。

本發(fā)明解決技術問題的技術方案是：一種用于步進式加熱爐的耐高溫、長壽命滑塊，其特征是所述滑塊由底座、復合陶瓷組件連接組合而成，所述底座為U字型，底座底部上設有散熱水箱，散熱水箱上設有隔熱墊，隔熱墊上設有復合陶瓷組件，所述底座U字型構造將方形復合陶瓷組件半包圍住，底座底部與步進式加熱爐的水冷管橫梁連接。

作為優(yōu)選，所述散熱水箱為方盒狀箱體構造。

作為優(yōu)選，所述復合陶瓷組件內部為蜂窩巢形狀。

作為優(yōu)選，所述底座底部、散熱水箱、隔熱墊上設有螺栓通孔，復合陶瓷組件上設有與螺栓通孔對應的螺栓孔，所述底座、散熱水箱、隔熱墊與復合陶瓷組件通過耐熱螺栓螺紋連接。

作為優(yōu)選，所述復合陶瓷組件主要由包括以下組分按重量比配制而成：Al2O3 85～99份、TiC 1～10份、WO3 1～5份、Y2O3添加劑1～8份、BeO 0.1～0.2份。

作為優(yōu)選，所述復合陶瓷主要由以下陶瓷粉料按重量比燒結而成：Al2O3 93～97份、TiC6～10份、WO3 1～2份、亞納米級Y2O3添加劑 4～7份、BeO 0.1～0.2份。

作為優(yōu)選，所述的復合陶瓷的生產工藝為：A.精確稱量各組分，將各組分依次裝入球磨機，加入陶瓷粉料總重量0.9～1.2倍重量的液態(tài)濕混劑，球磨直至粉料直徑為2～4um后，將料漿進行真空干燥去除液態(tài)濕混劑，得到粉料，將粉料破碎、過篩，保存?zhèn)溆茫?/p>

B.將制好的粉料裝入滑塊上層的模具中，采用等靜壓加壓成型，其壓力為150～180MPa，對成型后的陶瓷件進行粗加工，加工后的半成品放入高溫爐中進行燒結，使用中性的充氮氣保護進行燒結，從室溫逐漸升溫1580℃保溫燒成，然后隨爐冷卻；

C.將燒結好的復合陶瓷組件進行后期處理，然后制品進行三維定位測量，并對制品進行精加工，精加工的復合陶瓷組件即得成品。

作為優(yōu)選，所述液態(tài)濕混劑為無水乙醇、無水甲醇中的一種。

作為優(yōu)選，所述的充氮氣保護進行燒結的過程為：從室溫升到1400℃，升溫速度50℃/分鐘， 在1400℃保溫2～2.5小時；然后從1400℃升到1550～1600℃：升溫速度25℃/分鐘，在1550～1600℃保溫2.5-3小時。

本發(fā)明復合陶瓷組件由Al₂O₃-TiC-WO₃-Y₂O₃-BeO復合陶瓷材料制成，具有強度高、耐熱性和硬度、抗氧化和抗侵蝕性能等優(yōu)良性質。根據(jù)軋鋼加熱爐用耐熱滑塊的使用條件，底座、復合陶瓷組合連接增強了復合陶瓷組件的穩(wěn)定性和耐沖擊性能。具有較高的低、高溫強度，較低的熱膨脹系數(shù)和導熱率，優(yōu)良的抗熱震穩(wěn)定性、抗氧化性及抗渣性，既保證了高溫下的穩(wěn)定性，又對鋼坯局部溫度影響又小。

本發(fā)明添加了亞納米級Y₂O₃，粒度20-200nm，在燒制過程中，亞納米級Y₂O₃進入Al₂O₃晶格中，有Al₂O₃在低溫下被充分燒結，使得制品顯氣孔率下降明顯，從而提高了常溫、高溫強度，同時對熱震性能有所改善。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明采用特殊的耐熱滑塊結構和陶瓷材質替代金屬5-Cr25Ni20Si2和Co22作為耐熱滑塊在加熱爐上應用，表現(xiàn)出了耐磨損、耐高溫、抗氧化、能抵抗機械載負荷和滑動摩擦和抗熱震性能好的優(yōu)良性能，并且還能夠消除“黑印”，提高軋鋼成品率，降低了滑塊使用成本；在Al₂O₃復合陶瓷添加了TiC、WO₃、Y₂O₃、BeOY₂O₃，使Al₂O₃復合陶瓷材料的性能大幅度提高，使材料具有更好的抗熱震穩(wěn)定性、韌性，特別是耐壓強度和高溫抗折強度大幅度提升。

附圖說明

圖1是本實用新型的底座、復合陶瓷組件結構示意圖；

圖2是本實用新型的裝配圖；

圖3是本實用新型的剖面結構示意圖。

圖4是本實用新型的使用狀態(tài)參考圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。

如圖1、2、3所示，用于步進式加熱爐的耐高溫、長壽命滑塊由底座2、復合陶瓷組件1連接組合而成，底座2為U字型，底座底部上設有散熱水箱22，散熱水箱22上設有隔熱墊21，隔熱墊21上設有復合陶瓷組件，其中散熱水箱22為方盒狀箱體構造，可以加強散熱。底座2底部與步進式加熱爐的水冷管橫梁3焊接在一起。

復合陶瓷組件內部為蜂窩巢15形狀，這種形狀可以更好地隔絕高溫、降低重量。

U字型底座構造將方形復合陶瓷組件1半包圍住，底座、散熱水箱22、隔熱墊21上均設有螺栓通孔10，復合陶瓷組件上設有與螺栓通孔對應的螺栓孔11，螺栓通孔10與螺栓孔11內穿過耐熱螺栓12，耐熱螺栓12將底座2、散熱水箱22、隔熱墊21與復合陶瓷組件螺紋連接固定。

實施例一：該用于步進式加熱爐的耐高溫、長壽命滑塊的制備方法包括以下步驟：

A. 將Al2O3 95 份、TiC6份、WO3 1 份、Y2O3稀土復合添加劑 4份、BeO 0.1 份、液態(tài)濕混劑（可以采用無水乙醇、無水甲醇等有機醇類）95.5份依次裝入球磨機，球磨72h，直至粉料直徑為2～4um后，將料漿進行真空干燥去除無水乙醇，得到粉料，將粉料破碎、過篩，保存?zhèn)溆茫?/p>

B.將制好的粉料裝入滑塊上層的模具中，采用等靜壓加壓成型，其壓力為150MPa，對成型后的陶瓷件進行粗加工，加工后的半成品放入高溫爐中進行燒結，從室溫升到1400℃，升溫速度50℃/分鐘， 在1400℃保溫2～2.5小時；然后從1400℃升到1580℃：升溫速度25℃/分鐘，在 1580℃保溫2.5-3小時，使用中性的氮氣氣氛進行保護，然后隨爐冷卻；

C.將燒結好的復合陶瓷組件進行后期處理，然后制品進行三維定位測量，并對制品進行精加工，精加工的復合陶瓷組件經過耐熱合金螺栓和底座裝配后即得成品。

本發(fā)明的實施例一與購得常規(guī)陶瓷加熱爐滑塊作對比，其結果如下：