[發(fā)明專利]高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710077442.6
• 申請(qǐng)日: 2007-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN101451202A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向其軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C1/04
• 分類號(hào): C22C1/04;B22F3/00
• 代理公司: 深圳市港灣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 馮達(dá)猷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粉末冶金制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制造高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)工藝。?

背景技術(shù)

復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件通常采用機(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，耗費(fèi)能源。而且對(duì)于一些形狀復(fù)雜的，如具有臺(tái)階、銳角、盲孔等結(jié)構(gòu)的零件，普通的機(jī)械加工方法較為困難，而且產(chǎn)品性能不佳。注射成形工藝可以很好的解決這一問(wèn)題，獲得結(jié)構(gòu)復(fù)雜的氧化鋯零件，但是其致密度一般在95～98％的范圍，難以達(dá)到高致密的效果。?

中國(guó)專利CN1808109公開了氧化鋯加入粘結(jié)劑注射成形的工藝方法，特別涉及一種鋼液、銅液等熔體溶解氧快速測(cè)定的電化學(xué)傳感器采用的關(guān)鍵部件氧化鋯管的制備技術(shù)。其特征是將MgO部分穩(wěn)定氧化鋯粉末與粘結(jié)劑混合，經(jīng)注射成型獲得氧化鋯管的素坯，再經(jīng)脫脂、燒結(jié)獲得冶金定氧傳感器的氧化鋯管。粘結(jié)劑的制備：按照重量百分比，取聚乙烯或聚丙烯10～30％，植物油10～40％，油酸1～5％，余量為石蠟，在130～160℃下混合均勻；粘結(jié)劑與氧化鋯粉末按照重量百分比(15～25)％∶(85～75)％的比例配料。該發(fā)明制備的冶金定氧傳感器氧化鋯管產(chǎn)品控制準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好，強(qiáng)度高，密度接近理論密度，外觀呈半透明狀。?

中國(guó)專利CN1746323公開了一種非穩(wěn)定態(tài)釔氧化鋯增韌增強(qiáng)碳化鎢復(fù)合材料的制備方法，制備工藝為：首先將WC粉、Co粉和ZrO₂粉按以下配比稱重，ZrO₂粉為1～8wt％，Co粉為10～20wt％，余量為WC粉；將配比稱重好的WC粉、Co粉和ZrO₂粉用濕式球磨方式在球磨機(jī)中混合，混合35～50小時(shí)，混合后采用冷壓成型，真空燒結(jié)后熱等靜壓制備WC、Co及ZrO₂三種主要成分的復(fù)合金屬陶瓷材料。該發(fā)明改善了材料的耐磨性，其抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性有所提高；非穩(wěn)定態(tài)釔氧化鋯ZrO2明顯抑制了非化合碳，細(xì)化明顯。?

從現(xiàn)有技術(shù)了解到：氧化鋯零件的生產(chǎn)方法主要包括注射成坯，再脫脂、燒結(jié)的工藝步驟，注射成型氧化鋯制品一般需要加入粘合劑、增塑劑、溶劑以及潤(rùn)滑劑，粘合劑有采用聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯醇或聚乙烯酸縮丁醛等，石蠟、蜂蠟和油用作增塑劑和潤(rùn)滑劑，乙醇、丙醇、甲乙酮等作溶劑，但是，采用上述的粘合劑和增塑劑制造的氧化鋯制品致密度一般在95～98％，高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)的氧化鋯零件制造需要對(duì)工藝進(jìn)行改進(jìn)，粘合劑、增塑劑、溶劑以及潤(rùn)滑劑也要進(jìn)行選擇。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制造高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法。?

本發(fā)明高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法包括將氧化鋯粉與粘結(jié)劑混合配料后，經(jīng)注射成形機(jī)加工成坯，再脫脂，燒結(jié)的過(guò)程，其特點(diǎn)是：本發(fā)明的方法是脫脂、燒結(jié)以后再經(jīng)熱等靜壓強(qiáng)化燒結(jié)，得到產(chǎn)品，所述的熱等靜壓強(qiáng)化燒結(jié)是將燒結(jié)后的樣品在1350-1450℃下的熱等靜壓爐內(nèi)強(qiáng)化燒結(jié)1-2小時(shí)。?

具體的工藝步驟如下：?

1、配料：按氧化鋯粉與粘結(jié)劑體積比50-60∶40-50配制，在混料機(jī)內(nèi)165-180℃混合2小時(shí)，其中氧化鋯粉的顆粒大小為0.5-1μm。?

所述的粘結(jié)劑按以下方法制備：按重量百分比聚乙烯5-20％，石蠟45-70％，巴西棕櫚蠟5-15％，蜂蠟5-15％，硬脂酸1-10％配制，在混料機(jī)內(nèi)160-180℃溫度下，混合1-3小時(shí)。?

2、注射成形：將上述配料置于注射成形機(jī)內(nèi)，以130-150℃，注射壓力40-60MPa，模溫40-60℃條件下，加工成坯體。?

3、脫脂：將坯件放入三氯乙烯中加熱到40-60℃，脫脂3-6小時(shí)。接著將坯件放到脫脂爐中，在氫氣保護(hù)下以10℃/min速度加熱至200-350℃，保溫0.5-2小時(shí)，繼續(xù)升溫至450-600℃，保溫0.5-2小時(shí)。?

4、燒結(jié)：先將脫脂坯件加熱至800-900℃作預(yù)燒結(jié)，再置于真空爐中，在1450-1550℃下燒結(jié)1-3小時(shí)。?

5、熱等靜壓強(qiáng)化燒結(jié)：將燒結(jié)后的樣品在1350-1450℃下的熱等靜壓爐內(nèi)強(qiáng)化燒結(jié)1-2小時(shí)。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)以及顯著的進(jìn)步是：?

1、本發(fā)明制造的高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法，可以獲得致密度、抗彎強(qiáng)度、硬度和斷裂韌性更高的氧化鋯材料，無(wú)需后續(xù)加工，成品率高，材料利用率高。?