[發明專利]一種碳化硅陶瓷噴砂嘴的粉末注射成形方法

無效

• 申請號: 201010609697.4
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102172960A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 盧振;蔣少松;張凱鋒;王長瑞
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B28B1/24
• 分類號: B28B1/24
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及一種陶瓷噴砂嘴的制造方法。

背景技術

目前，國內外制作噴砂嘴的材料有金屬、硬質合金和陶瓷等。金屬和硬質合金的硬度較低，導致其耐磨性差，磨損率高，需要頻繁更換噴砂嘴，大大增加了金屬材料和稀有貴金屬材料的消耗。同時噴砂嘴口徑迅速增大，使得磨料用量增大，壓縮空氣和磨料速度下降，增加了磨料成本，并使得操作工人勞動強度大大增加。在相同條件下剛制噴砂嘴的壽命不如硬質合金噴砂嘴，硬質合金噴砂嘴的壽命不如陶瓷噴砂嘴。

噴砂時噴砂嘴受熱沖擊的作用不大，主要承受磨料的沖蝕作用，因此噴砂嘴材料需要具有很高的硬度和耐磨性，此時具有良好耐磨性的碳化硅材料受到了青睞。傳統成形工藝可以有效地制備大尺寸流道的碳化硅噴砂嘴，然而隨著應用的不斷擴展，噴砂嘴流道尺寸逐漸減小，相應的流道長徑比逐漸增加，如流道直徑為0.8mm，長8cm的噴砂嘴，其流道長徑比已達100∶1，此時現有噴砂嘴制備工藝難以滿足要求，現有方法制造噴砂嘴時工藝復雜、生產成本高、效率低、難以成形長徑比較大的微小流道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是為了現有方法制造噴砂嘴時工藝復雜、生產成本高、效率低、難以成形長徑比較大的微小流道的問題，提供了一種碳化硅陶瓷噴砂嘴的粉末注射成形方法。

一種碳化硅陶瓷噴砂嘴的粉末注射成形方法如下：一、將碳化硅陶瓷粉放入混煉機中加熱到100℃～260℃，然后加入粘結劑混煉2h～6h，再在擠出機上進行造粒，得喂料；二、將喂料置于注射成形機中，然后在料筒溫度為120℃～250℃、注射成形機噴砂嘴溫度為100℃～240℃、注射成形機注射壓力為20MPa～200MPa的條件下注入模具中進行注射成形，得注射坯；三、將注射坯置于熱脫脂爐中，從20℃加熱到450℃～550℃，然后保溫脫脂36h～58h，再升溫至800℃～1300℃預燒結2h～4h，隨爐冷卻后取出，得坯料；或將注射坯通過溶劑脫脂制得坯料；四、將坯料置于燒結爐中，然后在2000℃～2300℃的條件下保溫燒結1h～3h，經研磨、拋光，即得碳化硅陶瓷噴砂嘴；其中步驟一中碳化硅陶瓷粉在喂料中的體積含量為45％～62％；步驟一中所述粘結劑按重量百分比由50～80份的石蠟、15～40份的聚丙烯和5～30份的硬脂酸組成；步驟一中所述的擠出機是單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機。

本發明一種碳化硅陶瓷噴砂嘴的粉末注射成形方法步驟一中所述碳化硅陶瓷粉由添加燒結助劑的碳化硅陶瓷粉替代，其中燒結助劑的添加量為燒結助劑和碳化硅陶瓷粉總質量的0.1％～5％，燒結助劑是B₄C、C、B、Al、AlN、Al₃N₄及Al₄C₃中的一種或其中幾種的組合物。

本發明一種碳化硅陶瓷噴砂嘴的粉末注射成形方法步驟一中所述碳化硅陶瓷粉由碳化硅復合材料陶瓷粉替代，其中碳化硅復合材料陶瓷粉由B₄C、WC及TiC中的一種或其中幾種的組合物與SiC組成，其中SiC占碳化硅復合材料陶瓷粉總質量的80％～99％。

本發明中制造的碳化硅陶瓷噴砂嘴，具有良好的耐磨性，經測試其致密度達98％以上，噴砂嘴的孔道小，直徑為0.5～3.0mm，孔道內部光潔度好，噴射效果理想，長徑比可達50～150∶1，生產效率高，成本低。本方法適用于純碳化、添加燒結助劑的碳化硅以及碳化硅復合材料噴砂嘴的低成本批量化制造。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式中一種碳化硅陶瓷噴砂嘴的粉末注射成形方法如下：一、將碳化硅陶瓷粉放入混煉機中加熱到100℃～260℃，然后加入粘結劑混煉2h～6h，再在擠出機上進行造粒，得喂料；二、將喂料置于注射成形機中，然后在料筒溫度為120℃～250℃、注射成形機噴砂嘴溫度為100℃～240℃、注射成形機注射壓力為20MPa～200MPa的條件下注入模具中進行注射成形，得注射坯；三、將注射坯置于熱脫脂爐中，從20℃加熱到450℃～550℃，然后保溫脫脂36h～58h，再升溫至800℃～1300℃預燒結2h～4h，隨爐冷卻后取出，得坯料；或將注射坯通過溶劑脫脂制得坯料；四、將坯料置于燒結爐中，然后在2000℃～2300℃的條件下保溫燒結1h～3h，經研磨、拋光，即得碳化硅陶瓷噴砂嘴；其中步驟一中碳化硅陶瓷粉在喂料中的體積含量為45％～62％；步驟一中所述粘結劑按重量百分比由50～80份的石蠟、15～40份的聚丙烯和5～30份的硬脂酸組成。