燒結(jié)爐用陶瓷網(wǎng)帶的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的制作燒結(jié)爐用陶瓷復(fù)合網(wǎng)帶的方法包括，提供氧化鋯、氧化鋁、碳化硅、氮化硅或其組合的40～5微米的細(xì)粉；經(jīng)混煉、造粒、成型為兩端帶穿桿孔的長條形成型件；成型件經(jīng)燒結(jié)處理得到陶瓷片；提供多根可插入所述陶瓷片穿桿孔的304、316、310s不銹鋼或純鉬穿桿，穿桿長度對應(yīng)網(wǎng)帶的寬度；沿網(wǎng)帶寬度方向，前排與后排陶瓷片通過其穿桿孔交替安裝在穿桿上，按寬度裝配好陶瓷承載片的穿桿的兩端用鎖緊裝置鎖緊，多根沿網(wǎng)帶長度方向平行排列的穿桿與安裝其上的陶瓷片形成為陶瓷復(fù)合網(wǎng)帶。本發(fā)明以陶瓷片作為承載件而以金屬穿桿作為連接部件，其塑形變形用來吸收少量的變形或沖擊，防止陶瓷片脆性斷裂。
【專利說明】燒結(jié)爐用陶瓷網(wǎng)帶的制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燒結(jié)爐用陶瓷網(wǎng)帶的制作方法及制得的陶瓷網(wǎng)帶。

【背景技術(shù)】
[0002]粉末冶金零件憑借其大批量、高精度、低成本的優(yōu)勢得到了廣泛的應(yīng)用。其應(yīng)用已經(jīng)深入到汽車關(guān)鍵零部件的制造領(lǐng)域。
[0003]粉末冶金的基礎(chǔ)工序?yàn)橹品?、成型于燒結(jié)。燒結(jié)工序?qū)崿F(xiàn)了粉末從物理接觸到冶金結(jié)合的轉(zhuǎn)變，真正賦予零件力學(xué)強(qiáng)度，因此是粉末冶金工藝的關(guān)鍵步驟。燒結(jié)工序中，生坯零件通過1000?1250°C的高溫段進(jìn)行冶金擴(kuò)散，形成燒結(jié)頸。網(wǎng)帶式燒結(jié)爐因?yàn)榫哂挟a(chǎn)品方便堆碼、燒結(jié)少率高、氣氛流通性好等特點(diǎn)而被廣泛使用。網(wǎng)帶是在高溫的狀態(tài)下負(fù)載移動(dòng)，屬于高溫載荷部件。通常來說，網(wǎng)帶一般選用耐高溫不銹鋼材料制作，不銹鋼在燒結(jié)溫度下的屈服強(qiáng)度大幅降低，受載后容易產(chǎn)生塑形變形，隨著時(shí)間的推移網(wǎng)帶開始拉長，有效載荷面積變小，直至失效或斷裂。
[0004]因此，對于網(wǎng)帶式燒結(jié)爐來說，網(wǎng)帶需要根據(jù)載荷狀況定期進(jìn)行更換。更換后的網(wǎng)帶不能繼續(xù)使用，只能報(bào)廢處理，網(wǎng)帶為消耗性的成本因素。同時(shí)，更換前停爐，更后再升溫，不僅影響生產(chǎn)效率，而其還增加能耗。還有，燒結(jié)爐的反復(fù)升溫降溫還會(huì)因?yàn)闈q縮變化引起密封性問題。
[0005]陶瓷材料具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能，在燒結(jié)溫度下具有足夠的抗拉強(qiáng)度，不會(huì)發(fā)生塑形變形，是理想的網(wǎng)帶承載材料。如果能將陶瓷材料作為網(wǎng)帶的承載部件，那么網(wǎng)帶的使用壽命將可大大增強(qiáng)。但同時(shí)，陶瓷材料延伸率極低，微小的變形即可引起脆性斷裂。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供陶瓷材料作為網(wǎng)帶的承載部件，克服不銹鋼材質(zhì)網(wǎng)帶的低壽命問題，以及克服陶瓷替代不銹鋼會(huì)導(dǎo)致的成本過高問題。
[0007]本發(fā)明的制作燒結(jié)爐用陶瓷復(fù)合網(wǎng)帶的方法包括，提供氧化鋯、氧化鋁、碳化硅、氮化硅或其組合的40?5微米的細(xì)粉；所述細(xì)粉經(jīng)混煉、成型為兩端帶穿桿孔的長條形成型件；所述成型件再經(jīng)燒結(jié)處理得到陶瓷承載片；提供多根可插入所述陶瓷承載片的穿桿孔的穿桿，穿桿材質(zhì)為304、316、310s不銹鋼或純鑰，穿桿兩端部設(shè)置有鎖緊裝置，各穿桿長度對應(yīng)網(wǎng)帶的寬度；以及，沿網(wǎng)帶寬度方向，前排與后排陶瓷承載片通過其穿桿孔交替安裝在穿桿上，按照寬度裝配好陶瓷承載片的穿桿的兩端用鎖緊裝置鎖緊，多根沿網(wǎng)帶長度方向平行排列的穿桿與安裝其上的陶瓷承載片形成為完整的陶瓷復(fù)合網(wǎng)帶。
[0008]本發(fā)明還提供一種根據(jù)上述方法制作的燒結(jié)爐用陶瓷復(fù)合網(wǎng)帶。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0010]本發(fā)明以陶瓷片作為承載件，金屬材質(zhì)穿桿作為連接部件。陶瓷片承擔(dān)驅(qū)動(dòng)力的傳遞，而金屬穿桿塑形變形能力用來吸收少量的變形或沖擊，防止陶瓷片脆性斷裂。同時(shí)緊密排列的陶瓷片在工作狀態(tài)中，穿桿只承受剪切力，保證穿桿壽命。采用本發(fā)明所制作的陶瓷網(wǎng)帶，負(fù)載能力、高溫耐受能力及網(wǎng)帶使用壽命都會(huì)有較多提高，是理想的燒結(jié)爐用網(wǎng)帶。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為安裝在傳動(dòng)齒輪上的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的陶瓷網(wǎng)帶；
[0012]圖2為用于實(shí)施例1的陶瓷網(wǎng)帶的陶瓷承載片的正視圖；
[0013]圖3為圖1所示陶瓷網(wǎng)帶的局部放大圖；
[0014]圖4為穿桿的示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記:
[0016]1:網(wǎng)帶；10:陶瓷承載片；11:芽桿孔；20:芽桿(連接桿)；30:通風(fēng)減重孔；40:穿桿上的銷止孔。

【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明燒結(jié)爐用陶瓷網(wǎng)帶的制作方法，包括如下步驟:
[0018](I)陶瓷粉末的制備:將購進(jìn)的氧化鋯、氧化鋁、碳化硅、氮化硅或其組合的粗粉通過球磨粉碎，震動(dòng)篩分級制得40?5微米的細(xì)粉。
[0019]主體陶瓷粉末氧化鋯、氧化鋁、碳化硅或氮化硅的各部分的純度在95%以上。
[0020]還可添加占總量5-15%重量的成型劑石蠟、橡膠、甘油，融點(diǎn)在150°C以下。
[0021](2)制備成型料:配方粉末在50?300攝氏度的溫度范圍內(nèi)混煉，混煉后可用于造?；蛑苯訚沧⒗鋮s餅；對于模具干壓粉末的進(jìn)行二次造粒，80目粒徑為宜；注漿熱壓以冷卻餅為原料。
[0022]還可添加燒結(jié)助劑粉末，粒徑也控制在40微米至5微米之間。
[0023](3)外形設(shè)計(jì)與成型:陶瓷片的外形設(shè)計(jì)為長條形，按最終10?30%的燒結(jié)收縮比例設(shè)計(jì)模架，包括上沖頭，下沖頭，中模及芯桿；模架材質(zhì)可選用模具鋼，硬質(zhì)合金或塑料。
[0024]干壓法成型將造粒粉末在10?300MPa的壓力下常溫壓制成型。注漿熱壓法則是將加熱后的漿料注入到模腔內(nèi)成型脫模。
[0025](4)高溫處理:脫除成型機(jī)的溫度控制在700?1300攝氏度之間；燒結(jié)溫度控制在1200?1900攝氏度之間，高溫處理后的陶瓷片孔隙度控制在20%以內(nèi)。
[0026]碳化硅基和氮化硅基采用真空燒結(jié)，或還原性氣氛加壓燒結(jié)。
[0027](5)穿桿準(zhǔn)備:穿桿材質(zhì)為:304、316、310s不銹鋼、純鑰棒；穿桿兩頭加鎖緊裝置:包括銷釘、螺紋、卡簧等。
[0028](6)網(wǎng)帶裝配:前排與后排陶瓷片通過穿桿孔交替安裝到穿桿上；平整面在上方；根據(jù)需要加入間隔環(huán)。按照寬度裝配好的穿桿，通過兩段的鎖緊裝置鎖緊。
[0029](7)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì):驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)為兩種類型，其一為傳統(tǒng)的兩膠輥壓緊對碾，將網(wǎng)帶卷入的形式驅(qū)動(dòng)；其二是在燒結(jié)爐出口直接以齒輪的形式驅(qū)動(dòng)，錯(cuò)排齒嚙合到網(wǎng)帶孔隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0031]實(shí)施例屬于實(shí)際操作或制備例，其中提供的工藝參數(shù)應(yīng)為具體操作參數(shù)，類似于具體試驗(yàn)記錄，請把各實(shí)施例中的參數(shù)具體化。
[0032]實(shí)施例1
[0033]制備碳化硅陶瓷片與310s不銹鋼穿桿的復(fù)合網(wǎng)帶I
[0034](I)陶瓷粉末的制備:將購進(jìn)的碳化娃的粗粉通過球磨粉碎，震動(dòng)篩分級制得40?5微米的細(xì)粉；
[0035](2)制備成型料:配方粉末(碳化硅微粉和石蠟、甘油以85:10:5的比例混合)在200?270攝氏度的溫度范圍內(nèi)混煉。
[0036](3)成型:如圖2所示，陶瓷片10的外形設(shè)計(jì)為長條形，兩端具有供金屬連接桿(穿桿)20插入的穿孔11，按最終10?15%的燒結(jié)收縮比例設(shè)計(jì)模架，包括上沖頭，下沖頭，中模及與穿桿孔對應(yīng)的芯桿；模架材質(zhì)可選用模具鋼，硬質(zhì)合金或塑料。干壓法成型將造粒粉末在200?300MPa的壓力下常溫壓制成型。
[0037](4)高溫處理:脫除成型機(jī)的溫度控制在700?800攝氏度之間；燒結(jié)溫度控制在1200?1900攝氏度之間，高溫處理后的陶瓷片孔隙度控制在20%以內(nèi)。
[0038](5)穿桿20的準(zhǔn)備:如圖4所示，穿桿材質(zhì)為:310s不銹鋼；穿桿兩頭設(shè)置銷止孔，可插入鎖緊裝置:包括銷釘、螺紋、卡簧等(圖中未示出)。
[0039](6)網(wǎng)帶I的裝配:如圖3所示，前排與后排陶瓷片10通過穿桿孔20交替安裝到穿桿20上；平整面在上方；根據(jù)需要加入間隔環(huán)。按照寬度裝配好的穿桿，通過兩端的鎖緊裝置鎖緊。
[0040](7)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì):是在燒結(jié)爐出口直接以齒輪的形式驅(qū)動(dòng)，錯(cuò)排齒嚙合到網(wǎng)帶孔隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0041]特別地，圖2所示陶瓷片10中心位置還可以設(shè)置通風(fēng)減重孔，網(wǎng)帶使用時(shí)能耗更低，強(qiáng)度不變；中心凸臺設(shè)計(jì)能保證燒結(jié)翹曲。
[0042]實(shí)施例2
[0043]制備氧化鋁氧化鋯與3鑰合金穿桿的復(fù)合網(wǎng)帶I
[0044](I)陶瓷粉末的制備:將購進(jìn)的氧化鋯、氧化鋁以1:4混合的粗粉通過球磨粉碎，震動(dòng)篩分級制得40?5微米的細(xì)粉；
[0045](2)制備成型料:配方粉末(氧化鋯和氧化鋁混合物和石蠟比例為9:1)在200?270攝氏度的溫度范圍內(nèi)混煉，混煉后可直接澆注冷卻餅；注漿熱壓以冷卻餅為原料。
[0046](3)成型:如圖2所示，陶瓷片10的外形設(shè)計(jì)為長條形，兩端具有供金屬連接桿(穿桿)20插入的穿孔11，按最終10?15%的燒結(jié)收縮比例設(shè)計(jì)模架，包括上沖頭，下沖頭，中模及與穿桿孔對應(yīng)的芯桿；模架材質(zhì)可選用模具鋼，硬質(zhì)合金或塑料。注漿熱壓法是將加熱后的漿料注入到模腔內(nèi)成型脫模。
[0047](4)高溫處理:脫除成型機(jī)的溫度控制在700?800攝氏度之間；燒結(jié)溫度控制在1200?1900攝氏度之間，高溫處理后的陶瓷片孔隙度控制在20%以內(nèi)。
[0048](5)穿桿20準(zhǔn)備:如圖4所示，穿桿材質(zhì)為:純鑰棒；穿桿兩頭設(shè)置銷止孔和與之配合的鎖緊裝置:包括銷釘、螺紋、卡簧等。
[0049](6)網(wǎng)帶I的裝配:如圖3所示，前排與后排陶瓷片10通過穿桿孔20交替安裝到穿桿20上；平整面在上方；根據(jù)需要加入間隔環(huán)。按照寬度裝配好的穿桿，通過兩段的鎖緊裝置鎖緊。
[0050](7)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì):是在燒結(jié)爐出口直接以齒輪的形式驅(qū)動(dòng)，錯(cuò)排齒嚙合到網(wǎng)帶孔隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0051]實(shí)施例3
[0052]制備碳化硅氮化硅與316不銹鋼穿桿的復(fù)合網(wǎng)帶I
[0053](I)陶瓷粉末的制備:將購進(jìn)的碳化硅、氮化硅以4:1混合的粗粉通過球磨粉碎，震動(dòng)篩分級制得40?5微米的細(xì)粉；
[0054](2)制備成型料:配方粉末(碳化硅和氮化硅混合物和石蠟比例為9:1)在200?270攝氏度的溫度范圍內(nèi)混煉,混煉后進(jìn)行二次造粒,80目粒徑為宜。
[0055](3)成型:陶瓷片10如圖2所示，陶瓷片10的外形設(shè)計(jì)為長條形，兩端具有供金屬連接桿(穿桿)20插入的穿孔11，按最終10?15%的燒結(jié)收縮比例設(shè)計(jì)模架，包括上沖頭，下沖頭，中模及與穿桿孔對應(yīng)的芯桿；模架材質(zhì)可選用模具鋼，硬質(zhì)合金或塑料。干壓法成型將造粒粉末在200?300MPa的壓力下常溫壓制成型。
[0056](4)高溫處理:脫除成型機(jī)的溫度控制在700?800攝氏度之間；燒結(jié)溫度控制在1200?1900攝氏度之間，高溫處理后的陶瓷片孔隙度控制在20%以內(nèi)。
[0057](5)穿桿2準(zhǔn)備:如圖4所示，穿桿材質(zhì)為:316不銹鋼；穿桿兩頭設(shè)置銷止孔和與之配合的鎖緊裝置:包括銷釘、螺紋、卡簧等。
[0058](6)網(wǎng)帶I的裝配:如圖3所示，前排與后排陶瓷片10通過穿桿孔20交替安裝到穿桿20上；平整面在上方；根據(jù)需要加入間隔環(huán)。按照寬度裝配好的穿桿，通過兩段的鎖緊裝置鎖緊。
[0059](7)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì):是在燒結(jié)爐出口直接以齒輪的形式驅(qū)動(dòng)，錯(cuò)排齒嚙合到網(wǎng)帶孔隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0060]對比例
[0061]耐高溫不銹鋼網(wǎng)帶的制備:
[0062]此次對比實(shí)施例的不銹鋼網(wǎng)帶的寬度為300mm，30米長。
[0063]購進(jìn)市場上國產(chǎn)的耐高溫不銹鋼絲，直徑為4mm，通過編織的方法編成。
[0064]比較試齡
[0065]對現(xiàn)有網(wǎng)帶與本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)帶進(jìn)行比較。試驗(yàn)結(jié)果如下:
[0066]表
[0067] 燒結(jié)爐用網(wǎng)帶
負(fù)載能力高溫耐受能力網(wǎng)帶使用壽命制作成本來源實(shí)施例1的陶瓷
800kg1250攝氏度 >三牛50萬左右復(fù)合網(wǎng)帶實(shí)施例2的陶瓷
900kg1320攝氏度 >三年70萬左右復(fù)合網(wǎng)帶對比例制備的
500kg1120攝氏度三到四個(gè)月 10萬左右不銹鋼網(wǎng)帶
[0068]結(jié)果分析
[0069]本發(fā)明所制作的網(wǎng)帶，與不銹鋼網(wǎng)帶相比，負(fù)荷能力、高溫耐受能力、使用壽命均大幅優(yōu)于不銹鋼網(wǎng)帶，在成本方面考慮到使用壽命，性價(jià)比也要優(yōu)于不銹鋼網(wǎng)帶。對比例的不銹鋼網(wǎng)帶在使用的過程中，會(huì)被牽引力所拉長、松動(dòng)，在高低溫的反復(fù)循環(huán)中，材料會(huì)變脆，固使用壽命不長。
[0070]以上已對本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下，還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種燒結(jié)爐用陶瓷復(fù)合網(wǎng)帶的制作方法，包括， 提供氧化鋯、氧化鋁、碳化硅、氮化硅或其組合的40?5微米的細(xì)粉； 所述細(xì)粉經(jīng)混煉、成型為兩端帶穿桿孔的長條形成型件； 所述成型件再經(jīng)燒結(jié)處理得到陶瓷承載片； 提供多根可插入所述陶瓷承載片的穿桿孔的穿桿，穿桿材質(zhì)為304、316、310s不銹鋼或純鑰，穿桿兩端部設(shè)置鎖緊裝置，各穿桿長度對應(yīng)網(wǎng)帶的寬度； 沿網(wǎng)帶寬度方向，前排與后排陶瓷承載片通過其穿桿孔交替安裝在穿桿上，按照寬度裝配好陶瓷承載片的穿桿的兩端用鎖緊裝置鎖緊，多根沿網(wǎng)帶長度方向平行排列的穿桿與安裝其上的陶瓷承載片形成為完整的陶瓷復(fù)合網(wǎng)帶。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氧化鋯、氧化鋁、碳化硅或氮化硅的純度在95%以上。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述混煉時(shí)還添加有融點(diǎn)150°C以下的石蠟、橡膠或甘油作為成型劑。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述成型件經(jīng)1200?1900燒結(jié)處理得到孔隙度在5%?15%的陶瓷承載片。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，所述陶瓷承載片上還設(shè)置通風(fēng)減重孔，還在穿桿孔周圍設(shè)置有凸臺。
6.一種燒結(jié)爐用陶瓷復(fù)合網(wǎng)帶，其根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法制作。
【文檔編號】F27B9/30GK104180652SQ201410379916
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】肖爽懷 申請人:上海川禾實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司