本發(fā)明涉及粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種陶瓷零件及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù):
陶瓷被廣泛應(yīng)用于精密軸承、密封件、氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子、噴嘴、熱交換器部件及原子核反應(yīng)堆材料等。但是,由于陶瓷是共價(jià)鍵很強(qiáng)的化合物,具有高強(qiáng)度、高硬度的特點(diǎn),難于制備形狀復(fù)雜的零部件,限制了它的進(jìn)一步應(yīng)用。因此,如果能制備陶瓷復(fù)雜件,便可以在很大程度上擴(kuò)大陶瓷的應(yīng)用范圍。
粉末注射成型技術(shù)是一種將金屬或陶瓷粉末與粘結(jié)劑的混合料注射于模具型腔中的成形方法,它將成熟的現(xiàn)代聚合物注射成型與粉末冶金技術(shù)結(jié)合在一起,具有一次能成型出復(fù)雜形狀的工件、工件尺寸精度高、無需機(jī)械加工并且易于實(shí)現(xiàn)高效率自動化生產(chǎn)等長處,特別適用于大批量制造形狀復(fù)雜、高精密度、高性能材質(zhì)的小型機(jī)械零件,是一種先進(jìn)的零部件加工工藝,尤其是最近幾年來在通訊業(yè)及更多高科技行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,已經(jīng)成為一個快速發(fā)展的新工藝領(lǐng)域。
對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)及精密陶瓷零件目前通常采用機(jī)械加工、磨削的方法獲得,但工序多,生產(chǎn)效率低,浪費(fèi)原材料,浪費(fèi)能源。而且對于一些形狀復(fù)雜的,如有臺階、銳角、盲孔等結(jié)構(gòu)的零件,普通的加工方法較為困難,而且產(chǎn)品性能不佳。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足,本發(fā)明的目的在于提供一種陶瓷零件的生產(chǎn)工藝,該生產(chǎn)工藝可以獲得形狀復(fù)雜的精密陶瓷零件,致密度高,產(chǎn)品均勻性好,一次成型,步驟簡單,操作控制方便,質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)成本低,可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種陶瓷零件,該陶瓷零件致密度高,產(chǎn)品均勻性好,還具有高溫強(qiáng)度大、抗氧化性強(qiáng)、耐磨損性好、熱穩(wěn)定性佳、熱膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率大、硬度高以及抗熱震和耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良特性。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種陶瓷零件的生產(chǎn)工藝,包括如下步驟:
(1)混煉造粒:將陶瓷粉末放入混煉機(jī)中加熱到160-200℃,保溫0.5-1.5h,再加入粘結(jié)劑,混煉2-6h,然后在擠出機(jī)上進(jìn)行造粒,得到喂料;
(2)注射成型:將喂料置于注射成形機(jī)中,然后在料筒溫度為120-260℃、注射成形機(jī)噴砂嘴溫度為100-240℃、注射壓力為20-200mpa的條件下注入模具中進(jìn)行注射成型,得到注射坯;
(3)脫脂:將注射坯置于空氣爐中進(jìn)行熱脫脂,在空氣氣氛下,以0.4-0.6℃/min升溫速率從室溫升至160-200℃后保溫0.5-1.5h,再以0.5-0.7℃/min升溫速率加熱至360-400℃后保溫0.5-1.5h,然后以1-2℃/min升溫速率加熱至480-520℃后保溫1.5-2.5h;再升溫至600-1000℃預(yù)燒結(jié)1-5h,隨爐冷卻后取出,得到坯料;
(4)燒結(jié):將坯料置于燒結(jié)爐中,然后在1800-2200℃的條件下保溫?zé)Y(jié)1-3h,經(jīng)研磨、拋光,制得陶瓷零件。
優(yōu)選的,所述步驟(1)中,陶瓷粉末為氧化鋁陶瓷粉末、氧化鋯陶瓷粉末、氧化釔陶瓷粉末、氮化硼陶瓷粉末和碳化硅陶瓷粉末中的任意一種。
本發(fā)明通過采用上述陶瓷粉末,制得的陶瓷零件致密度高,產(chǎn)品均勻性好,還具有高溫強(qiáng)度大、抗氧化性強(qiáng)、耐磨損性好、熱穩(wěn)定性佳、熱膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率大、硬度高以及抗熱震和耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良特性。
優(yōu)選的,所述步驟(1)中,陶瓷粉末放入混煉機(jī)前與燒結(jié)助劑混合,得到混合粉,燒結(jié)助劑占混合粉質(zhì)量的1%-10%,燒結(jié)助劑為b4c、wc、tic、c、b、al、al3n4和al4c3中的至少一種。
本發(fā)明通過在陶瓷粉末中加入上述燒結(jié)助劑,可與燒結(jié)物形成固溶體,可降低燒結(jié)溫度,使擴(kuò)散和燒結(jié)速度增大;還可以防止制品開裂,增加晶體中空位濃度使燒結(jié)加速,促進(jìn)致密化進(jìn)程。
優(yōu)選的,所述步驟(1)中,粘結(jié)劑占喂料體積的30%-50%,粘結(jié)劑由如下重量份的原料組成:
蠟40-60份
萘20-40份
塑料20-40份
增塑劑4-8份
表面活性劑1-5份
抗氧劑0.5-1.5份
相容劑0.1-0.5份。
本發(fā)明的粘結(jié)劑通過采用不同裂解溫度的物質(zhì),特別是低溫裂解的組分,采用各種不同溫度裂解的蠟以及萘,且各組分經(jīng)適配。將由此所得的喂料成型成生坯,通過采用適當(dāng)?shù)纳郎厮俾始纯蓪?shí)現(xiàn)粘結(jié)劑的不同種類物質(zhì)的逐步脫除,從而實(shí)現(xiàn)快速通過熱分解形式脫除粘結(jié)劑。粘結(jié)劑脫除時間可以控制在幾小時內(nèi)全部脫除干凈。粘結(jié)劑中包含多種裂解溫度的組分,且含量配比效果好,可僅通過熱脫,無需事先溶劑脫脂過程。整個脫脂過程簡單易控,脫脂效率較高,且脫脂過程不會對坯體質(zhì)量造成影響,且清潔環(huán)保。
脫脂過程通過控制升溫速率,使不同裂解溫度的組分有序地逐步分解,不致瞬間產(chǎn)生大量裂解揮發(fā)氣體出現(xiàn)體積急劇膨脹的現(xiàn)象,從而坯體中不致產(chǎn)生鼓包缺陷。由于無需溶劑脫除過程,因此坯體也不會產(chǎn)生溶脹。整個脫脂過程對坯體質(zhì)量有保證。
本發(fā)明的粘結(jié)劑直接通過熱分解形式脫除,不需要對環(huán)境產(chǎn)生影響的酸催化劑,因此是一種清潔環(huán)保的粘結(jié)劑。
采用本發(fā)明的粘結(jié)劑制得的生坯可以直接進(jìn)入燒結(jié)爐,實(shí)現(xiàn)脫脂和燒結(jié)在同一設(shè)備內(nèi)完成。減少溶劑脫脂到熱脫脂過程,以及脫脂到燒結(jié)過程的搬運(yùn),從而減少生坯在搬運(yùn)過程造成的傷害,特別相比較催化脫脂生坯特別容易在運(yùn)輸過程產(chǎn)生不良。
優(yōu)選的,所述蠟為液體石蠟、固體石蠟、微晶石蠟和巴西棕櫚蠟中的至少一種。
本發(fā)明的粘結(jié)劑通過采用上述蠟,便于后續(xù)脫脂,且脫脂后的坯料無變形、裂紋、起泡等常見缺陷。更為優(yōu)選的,所述蠟是由液體石蠟、微晶石蠟和巴西棕櫚蠟以重量比1:0.8-1.2:1.5-2.5組成的混合物。
優(yōu)選的,所述塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、共聚甲醛、改性聚乳酸樹脂、丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酰胺、聚環(huán)氧乙烷和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的至少一種。
本發(fā)明的粘結(jié)劑通過采用上述塑料,制得的粘結(jié)劑對陶瓷粉末的適應(yīng)性強(qiáng)、原料廉價(jià)易得并且環(huán)保以及易于脫除。更為優(yōu)選的,所述塑料是由聚乙烯、聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以重量比1.4-2.2:1:1.6-2.4組成的混合物。
優(yōu)選的,所述聚乙烯為高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯中的至少一種。本發(fā)明的粘結(jié)劑通過采用上述聚乙烯,制得的粘結(jié)劑對陶瓷粉末的適應(yīng)性強(qiáng)、原料廉價(jià)易得并且環(huán)保以及易于脫除。更為優(yōu)選的,所述聚乙烯是由高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯以重量比0.8-1.2:0.5-1.5:1組成的混合物。
所述聚丙烯為等規(guī)聚丙烯、無規(guī)聚丙烯和間規(guī)聚丙烯中的至少一種。更為優(yōu)選的,本發(fā)明的粘結(jié)劑通過采用上述聚丙烯,制得的粘結(jié)劑對陶瓷粉末的適應(yīng)性強(qiáng)、原料廉價(jià)易得并且環(huán)保以及易于脫除。所述聚丙烯是由等規(guī)聚丙烯、無規(guī)聚丙烯和間規(guī)聚丙烯以重量比1:1.5-2.5:2-4組成的混合物。
優(yōu)選的,所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二異壬酯和癸二酸二丁酯中的至少一種。本發(fā)明的粘結(jié)劑通過采用上述增塑劑,便于陶瓷粉末的注射成型。更為優(yōu)選的,所述增塑劑是由鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二異壬酯以重量比0.4-0.8:0.8-1.2:1組成的混合物。
所述表面活性劑為硬脂酸、硬脂酸丁酯、硬脂酸辛酯和季戊四醇硬脂酸酯中的至少一種。本發(fā)明的粘結(jié)劑通過采用上述表面活性劑,可以解決粉體表面潤濕性不好,團(tuán)聚嚴(yán)重的問題,提高粉末分散性和與有機(jī)粘結(jié)劑的相容性。更為優(yōu)選的,所述表面活性劑是由硬脂酸、硬脂酸丁酯和季戊四醇硬脂酸酯以重量比0.5-1.5:1:1.8-2.6組成的混合物。
優(yōu)選的,所述抗氧劑是由抗氧劑1010和抗氧劑168以重量比1-2:1組成的混合物。本發(fā)明的粘結(jié)劑通過采用抗氧劑1010和抗氧劑168作為抗氧劑復(fù)配使用,并控制其重量比為1-2:1,制得的陶瓷零件具有較好的抗氧化性能。
所述相容劑為端羥基超支化聚酯。本發(fā)明的粘結(jié)劑通過采用端羥基超支化聚酯作為相容劑,可以提高粉末分散性和與有機(jī)粘結(jié)劑的相容性。
所述步驟(2)中,模具由主體結(jié)構(gòu)和圓柱形型芯組成,主體結(jié)構(gòu)由鉻鋼制成,圓柱形型芯由高速鋼制成,圓柱形型芯的直徑為0.4-4mm。
所述鉻鋼的化學(xué)成分包括如下重量百分比的元素:c:0.1-0.3%、n:0.01-0.05%、si:0.4-0.8%、mn:0.2-0.6%、cr:14-18%、ni:0.3-0.7%、mo:0.4-0.8%、nb:0.08-0.12%、ti:0.04-0.08%、w:0.2-0.6%、zr:0.02-0.06%、b:0.002-0.006%、yb:0.1-0.5%、sn:0.16-0.24%、sc:0.04-0.08%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明的鉻鋼通過采用上述元素,并嚴(yán)格控制各元素的重量百分比,制得的主體結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的加工性能,耐腐蝕性,耐磨損性,抗熱裂性,高至300℃或更高的耐熱性能以及高剛性和高硬度。
所述高速鋼的化學(xué)成分包括如下重量百分比的元素:c:0.6-0.8%、si:1.2-1.6%、mn:0.1-0.3%、cr:6-8%、ni:0.5-0.9%、mo:2.5-4.5%、nb:0.2-0.6%、ti:0.4-0.8%、w:2-4%、v:1-3%、co:0.5-1.5%、y:0.01-0.05%、as:0.005-0.009%、sr:0.004-0.008%、hf:0.001-0.005%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明的高速鋼通過采用上述元素,并嚴(yán)格控制各元素的重量百分比,制得的圓柱形型芯耐高溫,強(qiáng)度高,且還具有較高的韌性、硬度、耐磨性、耐熱性和耐腐蝕性,綜合性能優(yōu)異。
一種陶瓷零件,所述陶瓷零件根據(jù)上述所述的生產(chǎn)工藝制得。
本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明的生產(chǎn)工藝通過采用粉末注射成型工藝,最終經(jīng)過脫脂和高溫?zé)Y(jié),可以獲得形狀復(fù)雜的精密陶瓷零件,致密度高,產(chǎn)品均勻性好,一次成型,步驟簡單,操作控制方便,質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)成本低,可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明制得的陶瓷零件致密度高,產(chǎn)品均勻性好,還具有高溫強(qiáng)度大、抗氧化性強(qiáng)、耐磨損性好、熱穩(wěn)定性佳、熱膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率大、硬度高以及抗熱震和耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良特性。
本發(fā)明的生產(chǎn)工藝采用粉末注射成型工藝,突破了傳統(tǒng)機(jī)械加工生產(chǎn)效率低、成本高的技術(shù)局限,對于生產(chǎn)形狀復(fù)雜及精密的3c陶瓷零部件,有著傳統(tǒng)加工無法比擬的優(yōu)勢。
本發(fā)明的生產(chǎn)工藝解決粉體表面潤濕性不好,團(tuán)聚嚴(yán)重的問題,提高粉末分散性和與有機(jī)粘結(jié)劑的相容性;進(jìn)一步解決界面潤濕性問題,提高界面結(jié)合強(qiáng)度,對表面、晶界和尺寸結(jié)構(gòu)精密控制,從而保證材料獲得良好的綜合力學(xué)性能。
本發(fā)明采用先進(jìn)的喂料制備方法,可自主提供原材料,縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)效率,采用高真空環(huán)境及氣氛燒結(jié)工藝,解決傳統(tǒng)陶瓷制品保型困難的問題。
具體實(shí)施方式
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解,下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明,實(shí)施方式提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1:一種陶瓷零件的生產(chǎn)工藝,包括如下步驟:
(1)混煉造粒:將陶瓷粉末放入混煉機(jī)中加熱到100℃,保溫0.5h,再加入粘結(jié)劑,混煉2h,然后在擠出機(jī)上進(jìn)行造粒,得到喂料;
(2)注射成型:將喂料置于注射成形機(jī)中,然后在料筒溫度為120℃、噴砂嘴溫度為100℃、注射壓力為20mpa的條件下注入模具中進(jìn)行注射成型,得到注射坯;
(3)脫脂:將注射坯置于空氣爐中進(jìn)行熱脫脂,在空氣氣氛下,以0.4℃/min升溫速率從室溫升至160℃后保溫0.5h,再以0.5℃/min升溫速率加熱至360℃后保溫0.5h,然后以1℃/min升溫速率加熱至480℃后保溫1.5h;再升溫至600℃預(yù)燒結(jié)1h,隨爐冷卻后取出,得到坯料;
(4)燒結(jié):將坯料置于燒結(jié)爐中,然后在1800℃的條件下保溫?zé)Y(jié)1h,經(jīng)研磨、拋光,制得陶瓷零件。
所述步驟(1)中,陶瓷粉末為氧化鋁陶瓷粉末。
所述步驟(1)中,陶瓷粉末放入混煉機(jī)前與燒結(jié)助劑混合,得到混合粉,燒結(jié)助劑占混合粉質(zhì)量的1%,燒結(jié)助劑為b4c、wc或tic。
所述步驟(1)中,粘結(jié)劑占喂料體積的30%,粘結(jié)劑由如下重量份的原料組成:
蠟40份
萘20份
塑料20份
增塑劑4份
表面活性劑1份
抗氧劑0.5份
相容劑0.1份。
所述蠟為液體石蠟。
所述塑料為聚乙烯或聚丙烯、聚碳酸酯。
所述聚乙烯為高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯或線性低密度聚乙烯;所述聚丙烯為等規(guī)聚丙烯、無規(guī)聚丙烯或間規(guī)聚丙烯。
所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
所述表面活性劑為硬脂酸。
所述抗氧劑是由抗氧劑1010和抗氧劑168以重量比1:1組成的混合物;所述相容劑為端羥基超支化聚酯。
一種陶瓷零件,所述陶瓷零件根據(jù)上述所述的生產(chǎn)工藝制得。
實(shí)施例2:一種陶瓷零件的生產(chǎn)工藝,包括如下步驟:
(1)混煉造粒:將陶瓷粉末放入混煉機(jī)中加熱到12℃,保溫0.8h,再加入粘結(jié)劑,混煉3h,然后在擠出機(jī)上進(jìn)行造粒,得到喂料;
(2)注射成型:將喂料置于注射成形機(jī)中,然后在料筒溫度為160℃、噴砂嘴溫度為140℃、注射壓力為50mpa的條件下注入模具中進(jìn)行注射成型,得到注射坯;
(3)脫脂:將注射坯置于空氣爐中進(jìn)行熱脫脂,在空氣氣氛下,以0.5℃/min升溫速率從室溫升至170℃后保溫0.8h,再以0.6℃/min升溫速率加熱至370℃后保溫0.8h,然后以1.2℃/min升溫速率加熱至490℃后保溫1.8h;再升溫至700℃預(yù)燒結(jié)2h,隨爐冷卻后取出,得到坯料;
(4)燒結(jié):將坯料置于燒結(jié)爐中,然后在1900℃的條件下保溫?zé)Y(jié)1.5h,經(jīng)研磨、拋光,制得陶瓷零件。
所述步驟(1)中,陶瓷粉末為氧化鋯陶瓷粉末。
所述步驟(1)中,陶瓷粉末放入混煉機(jī)前與燒結(jié)助劑混合,得到混合粉,燒結(jié)助劑占混合粉質(zhì)量的3%,燒結(jié)助劑為c。
所述步驟(1)中,粘結(jié)劑占喂料體積的35%,粘結(jié)劑由如下重量份的原料組成:
蠟45份
萘25份
塑料25份
增塑劑5份
表面活性劑2份
抗氧劑0.8份
相容劑0.2份。
所述蠟為固體石蠟。
所述塑料為聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚苯乙烯。
所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯。
所述表面活性劑為硬脂酸丁酯。
所述抗氧劑是由抗氧劑1010和抗氧劑168以重量比1.2:1組成的混合物;所述相容劑為端羥基超支化聚酯。
一種陶瓷零件,所述陶瓷零件根據(jù)上述所述的生產(chǎn)工藝制得。
實(shí)施例3:一種陶瓷零件的生產(chǎn)工藝,包括如下步驟:
(1)混煉造粒:將陶瓷粉末放入混煉機(jī)中加熱到150℃,保溫1h,再加入粘結(jié)劑,混煉4h,然后在擠出機(jī)上進(jìn)行造粒,得到喂料;
(2)注射成型:將喂料置于注射成形機(jī)中,然后在料筒溫度為180℃、噴砂嘴溫度為180℃、注射壓力為100mpa的條件下注入模具中進(jìn)行注射成型,得到注射坯;
(3)脫脂:將注射坯置于空氣爐中進(jìn)行熱脫脂,在空氣氣氛下,以0.5℃/min升溫速率從室溫升至180℃后保溫1h,再以0.6℃/min升溫速率加熱至380℃后保溫1h,然后以1.5℃/min升溫速率加熱至500℃后保溫2h;再升溫至800℃預(yù)燒結(jié)3h,隨爐冷卻后取出,得到坯料;
(4)燒結(jié):將坯料置于燒結(jié)爐中,然后在2000℃的條件下保溫?zé)Y(jié)2h,經(jīng)研磨、拋光,制得陶瓷零件。
所述步驟(1)中,陶瓷粉末為氧化釔陶瓷粉末。
所述步驟(1)中,陶瓷粉末放入混煉機(jī)前與燒結(jié)助劑混合,得到混合粉,燒結(jié)助劑占混合粉質(zhì)量的5%,燒結(jié)助劑為b。
所述步驟(1)中,粘結(jié)劑占喂料體積的40%,粘結(jié)劑由如下重量份的原料組成:
蠟50份
萘30份
塑料30份
增塑劑6份
表面活性劑3份
抗氧劑1份
相容劑1份。
所述蠟為微晶石蠟。
所述塑料為聚甲基丙烯酸甲酯、共聚甲醛或改性聚乳酸樹脂。
所述增塑劑為鄰苯二甲酸二異壬酯。
所述表面活性劑為硬脂酸辛酯。
所述抗氧劑是由抗氧劑1010和抗氧劑168以重量比1.5:1組成的混合物;所述相容劑為端羥基超支化聚酯。
一種陶瓷零件,所述陶瓷零件根據(jù)上述所述的生產(chǎn)工藝制得。
實(shí)施例4:一種陶瓷零件的生產(chǎn)工藝,包括如下步驟:
(1)混煉造粒:將陶瓷粉末放入混煉機(jī)中加熱到180℃,保溫1.2h,再加入粘結(jié)劑,混煉5h,然后在擠出機(jī)上進(jìn)行造粒,得到喂料;
(2)注射成型:將喂料置于注射成形機(jī)中,然后在料筒溫度為2200℃、噴砂嘴溫度為200℃、注射壓力為150mpa的條件下注入模具中進(jìn)行注射成型,得到注射坯;
(3)脫脂:將注射坯置于空氣爐中進(jìn)行熱脫脂,在空氣氣氛下,以0.5℃/min升溫速率從室溫升至190℃后保溫1.2h,再以0.6℃/min升溫速率加熱至390℃后保溫1.2h,然后以1.8℃/min升溫速率加熱至510℃后保溫2.2h;再升溫至900℃預(yù)燒結(jié)4h,隨爐冷卻后取出,得到坯料;
(4)燒結(jié):將坯料置于燒結(jié)爐中,然后在2100℃的條件下保溫?zé)Y(jié)1.8h,經(jīng)研磨、拋光,制得陶瓷零件。
所述步驟(1)中,陶瓷粉末為氮化硼陶瓷粉末。
所述步驟(1)中,陶瓷粉末放入混煉機(jī)前與燒結(jié)助劑混合,得到混合粉,燒結(jié)助劑占混合粉質(zhì)量的8%,燒結(jié)助劑為al。
所述步驟(1)中,粘結(jié)劑占喂料體積的45%,粘結(jié)劑由如下重量份的原料組成:
蠟55份
萘35份
塑料35份
增塑劑7份
表面活性劑4份
抗氧劑1.2份
相容劑0.4份。
所述蠟為巴西棕櫚蠟。
所述塑料為丙烯酸酯共聚物或聚丙烯酰胺。
所述增塑劑為癸二酸二丁酯。
所述表面活性劑為季戊四醇硬脂酸酯。
所述抗氧劑是由抗氧劑1010和抗氧劑168以重量比1.8:1組成的混合物;所述相容劑為端羥基超支化聚酯。
一種陶瓷零件,所述陶瓷零件根據(jù)上述所述的生產(chǎn)工藝制得。
實(shí)施例5:一種陶瓷零件的生產(chǎn)工藝,包括如下步驟:
(1)混煉造粒:將陶瓷粉末放入混煉機(jī)中加熱到200℃,保溫1.5h,再加入粘結(jié)劑,混煉6h,然后在擠出機(jī)上進(jìn)行造粒,得到喂料;
(2)注射成型:將喂料置于注射成形機(jī)中,然后在料筒溫度為260℃、噴砂嘴溫度為240℃、注射壓力為200mpa的條件下注入模具中進(jìn)行注射成型,得到注射坯;
(3)脫脂:將注射坯置于空氣爐中進(jìn)行熱脫脂,在空氣氣氛下,以0.6℃/min升溫速率從室溫升至200℃后保溫1.5h,再以0.7℃/min升溫速率加熱至400℃后保溫1.5h,然后以2℃/min升溫速率加熱至520℃后保溫2.5h;再升溫至1000℃預(yù)燒結(jié)5h,隨爐冷卻后取出,得到坯料;
(4)燒結(jié):將坯料置于燒結(jié)爐中,然后在2200℃的條件下保溫?zé)Y(jié)3h,經(jīng)研磨、拋光,制得陶瓷零件。
所述步驟(1)中,陶瓷粉末為碳化硅陶瓷粉末。
所述步驟(1)中,陶瓷粉末放入混煉機(jī)前與燒結(jié)助劑混合,得到混合粉,燒結(jié)助劑占混合粉質(zhì)量的10%,燒結(jié)助劑為al3n4或al4c3。
所述步驟(1)中,粘結(jié)劑占喂料體積的50%,粘結(jié)劑由如下重量份的原料組成:
蠟60份
萘40份
塑料40份
增塑劑8份
表面活性劑5份
抗氧劑1.5份
相容劑0.5份。
所述蠟為巴西棕櫚蠟。
所述塑料為聚環(huán)氧乙烷或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
所述表面活性劑為硬脂酸。
所述抗氧劑是由抗氧劑1010和抗氧劑168以重量比2:1組成的混合物;所述相容劑為端羥基超支化聚酯。
一種陶瓷零件,所述陶瓷零件根據(jù)上述所述的生產(chǎn)工藝制得。
實(shí)施例6:本實(shí)施例與上述實(shí)施例1的不同之處在于:所述蠟是由液體石蠟、微晶石蠟和巴西棕櫚蠟以重量比1:0.8:1.5組成的混合物。
所述塑料是由聚乙烯、聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以重量比1.4:1:1.6組成的混合物。
所述聚乙烯是由高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯以重量比0.8:0.5:1組成的混合物。
所述聚丙烯是由等規(guī)聚丙烯、無規(guī)聚丙烯和間規(guī)聚丙烯以重量比1:1.5:2組成的混合物。
所述增塑劑是由鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二異壬酯以重量比0.4:0.8:1組成的混合物。
所述表面活性劑是由硬脂酸、硬脂酸丁酯和季戊四醇硬脂酸酯以重量比0.5:1:1.8組成的混合物。
實(shí)施例7:本實(shí)施例與上述實(shí)施例2的不同之處在于:
所述蠟是由液體石蠟、微晶石蠟和巴西棕櫚蠟以重量比1:0.9:1.8組成的混合物。
所述塑料是由聚乙烯、聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以重量比1.6:1:1.8組成的混合物。
所述聚乙烯是由高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯以重量比0.9:0.8:1組成的混合物。
所述聚丙烯是由等規(guī)聚丙烯、無規(guī)聚丙烯和間規(guī)聚丙烯以重量比1:1.8:2.5組成的混合物。
所述增塑劑是由鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二異壬酯以重量比0.5:0.9:1組成的混合物。
所述表面活性劑是由硬脂酸、硬脂酸丁酯和季戊四醇硬脂酸酯以重量比0.8:1:2組成的混合物。
實(shí)施例8:本實(shí)施例與上述實(shí)施例3的不同之處在于:所述蠟是由液體石蠟、微晶石蠟和巴西棕櫚蠟以重量比1:1:2組成的混合物。
所述塑料是由聚乙烯、聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以重量比1.8:1:2組成的混合物。
所述聚乙烯是由高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯以重量比1:1:1組成的混合物。
所述聚丙烯是由等規(guī)聚丙烯、無規(guī)聚丙烯和間規(guī)聚丙烯以重量比1:2:3組成的混合物。
所述增塑劑是由鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二異壬酯以重量比0.6:1:1組成的混合物。
所述表面活性劑是由硬脂酸、硬脂酸丁酯和季戊四醇硬脂酸酯以重量比1:1:2.2組成的混合物。
實(shí)施例9:本實(shí)施例與上述實(shí)施例4的不同之處在于:
所述蠟是由液體石蠟、微晶石蠟和巴西棕櫚蠟以重量比1:1.1:2.2組成的混合物。
所述塑料是由聚乙烯、聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以重量比2:1:2.2組成的混合物。
所述聚乙烯是由高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯以重量比1.1:1.2:1組成的混合物。
所述聚丙烯是由等規(guī)聚丙烯、無規(guī)聚丙烯和間規(guī)聚丙烯以重量比1:2.2:3.5組成的混合物。
所述增塑劑是由鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二異壬酯以重量比0.7:1.1:1組成的混合物。
所述表面活性劑是由硬脂酸、硬脂酸丁酯和季戊四醇硬脂酸酯以重量比1.2:1:2.4組成的混合物。
實(shí)施例10:本實(shí)施例與上述實(shí)施例5的不同之處在于:所述蠟是由液體石蠟、微晶石蠟和巴西棕櫚蠟以重量比1:1.2:2.5組成的混合物。
所述塑料是由聚乙烯、聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以重量比2.2:1:2.4組成的混合物。
所述聚乙烯是由高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯以重量比1.2:1.5:1組成的混合物。
所述聚丙烯是由等規(guī)聚丙烯、無規(guī)聚丙烯和間規(guī)聚丙烯以重量比1:2.5:4組成的混合物。
所述增塑劑是由鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二異壬酯以重量比0.8:1.2:1組成的混合物。
所述表面活性劑是由硬脂酸、硬脂酸丁酯和季戊四醇硬脂酸酯以重量比1.5:1:2.6組成的混合物。
實(shí)施例11:本實(shí)施例與上述實(shí)施例1的不同之處在于:所述步驟(2)中,模具由主體結(jié)構(gòu)和圓柱形型芯組成,主體結(jié)構(gòu)由鉻鋼制成,圓柱形型芯由高速鋼制成,圓柱形型芯直徑0.4mm。
所述鉻鋼的化學(xué)成分包括如下重量百分比的元素:c:0.1%、n:0.01%、si:0.4%、mn:0.2%、cr:14%、ni:0.3%、mo:0.4%、nb:0.08%、ti:0.04%、w:0.2%、zr:0.02%、b:0.002%、yb:0.1%、sn:0.16%、sc:0.04%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
所述高速鋼的化學(xué)成分包括如下重量百分比的元素:c:0.6%、si:1.2%、mn:0.1%、cr:6%、ni:0.5%、mo:2.5%、nb:0.2%、ti:0.4%、w:2%、v:1%、co:0.5%、y:0.01%、as:0.005%、sr:0.004%、hf:0.001%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
實(shí)施例12:本實(shí)施例與上述實(shí)施例2的不同之處在于:所述步驟(2)中,模具由主體結(jié)構(gòu)和圓柱形型芯組成,主體結(jié)構(gòu)由鉻鋼制成,圓柱形型芯由高速鋼制成,圓柱形型芯直徑1mm。
所述鉻鋼的化學(xué)成分包括如下重量百分比的元素:c:0.15%、n:0.02%、si:0.5%、mn:0.3%、cr:15%、ni:0.4%、mo:0.5%、nb:0.09%、ti:0.05%、w:0.3%、zr:0.03%、b:0.003%、yb:0.2%、sn:0.18%、sc:0.06%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
所述高速鋼的化學(xué)成分包括如下重量百分比的元素:c:0.66%、si:1.3%、mn:0.15%、cr:6.5%、ni:0.6%、mo:3%、nb:0.3%、ti:0.5%、w:2.5%、v:1.5%、co:0.8%、y:0.02%、as:0.006%、sr:0.005%、hf:0.002%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
實(shí)施例13:本實(shí)施例與上述實(shí)施例3的不同之處在于:所述步驟(2)中,模具由主體結(jié)構(gòu)和圓柱形型芯組成,主體結(jié)構(gòu)由鉻鋼制成,圓柱形型芯由高速鋼制成,圓柱形型芯直徑3mm。
所述鉻鋼的化學(xué)成分包括如下重量百分比的元素:c:0.2%、n:0.03%、si:0.6%、mn:0.4%、cr:16%、ni:0.5%、mo:0.6%、nb:0.1%、ti:0.06%、w:0.4%、zr:0.04%、b:0.004%、yb:0.3%、sn:0.2%、sc:0.06%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
所述高速鋼的化學(xué)成分包括如下重量百分比的元素:c:0.7%、si:1.4%、mn:0.2%、cr:7%、ni:0.7%、mo:3.5%、nb:0.4%、ti:0.6%、w:3%、v:2%、co:1%、y:0.03%、as:0.007%、sr:0.006%、hf:0.003%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
實(shí)施例14:本實(shí)施例與上述實(shí)施例4的不同之處在于:所述步驟(2)中,模具由主體結(jié)構(gòu)和圓柱形型芯組成,主體結(jié)構(gòu)由鉻鋼制成,圓柱形型芯由高速鋼制成,圓柱形型芯直徑3mm。
所述鉻鋼的化學(xué)成分包括如下重量百分比的元素:c:0.25%、n:0.04%、si:0.7%、mn:0.5%、cr:17%、ni:0.6%、mo:0.7%、nb:0.11%、ti:0.07%、w:0.5%、zr:0.05%、b:0.005%、yb:0.4%、sn:0.22%、sc:0.07%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
所述高速鋼的化學(xué)成分包括如下重量百分比的元素:c:0.75%、si:1.5%、mn:0.25%、cr:7.5%、ni:0.8%、mo:4%、nb:0.5%、ti:0.7%、w:3.5%、v:2.5%、co:1.2%、y:0.04%、as:0.008%、sr:0.007%、hf:0.004%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
實(shí)施例15:本實(shí)施例與上述實(shí)施例5的不同之處在于:所述步驟(2)中,模具由主體結(jié)構(gòu)和圓柱形型芯組成,主體結(jié)構(gòu)由鉻鋼制成,圓柱形型芯由高速鋼制成,圓柱形型芯直徑4mm。
所述鉻鋼的化學(xué)成分包括如下重量百分比的元素:c:0.3%、n:0.05%、si:0.8%、mn:0.6%、cr:18%、ni:0.7%、mo:0.8%、nb:0.12%、ti:0.08%、w:0.6%、zr:0.06%、b:0.006%、yb:0.5%、sn:0.24%、sc:0.08%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
所述高速鋼的化學(xué)成分包括如下重量百分比的元素:c:0.8%、si:1.6%、mn:0.3%、cr:8%、ni:0.9%、mo:4.5%、nb:0.6%、ti:0.8%、w:4%、v:3%、co:1.5%、y:0.05%、as:0.009%、sr:0.008%、hf:0.005%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)現(xiàn)方案,除此之外,本發(fā)明還可以其它方式實(shí)現(xiàn),在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下任何顯而易見的替換均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。