[發明專利]一種陶瓷微珠生坯的成型方法與裝置

有效

• 申請號: 201210054440.6
• 申請日: 2012-03-03
• 公開（公告）號: CN102603305A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 龔斌;胡志軍;劉革命;楊惠明;李聯和;王文平;謝楠;胡一飛;彭牛生
• 申請（專利權）人: 贛州虔東稀土集團股份有限公司
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種制備陶瓷微珠生坯的成型方法與裝置，屬于結構陶瓷技術領域。

背景技術

陶瓷微珠是一種直徑在5毫米以下的固體球形物，作為研磨介質在超細粉體的制備應用廣泛，同時也用于如圓珠筆筆珠等方面。因為直徑小，所以難成型。傳統的陶瓷球成型方法有機械壓制法、粒化-滾動法、擠壓-滾動法、熔融法和溶膠凝膠法等。在制備尺寸精準，致密度高的陶瓷微珠時，這些方法出現許多的不足，如效率很低、成球圓度不夠、設備復雜及人員投入大等。

專利號為ZL02125221.1的中國專利“制備陶瓷小球的方法和裝置”提供了一種制備陶瓷微珠的方法與裝置，該方法和裝置的缺點是：①生產過程中使用有毒化合物丙烯酰胺及其衍生物作為有機單體，對操作工人的神經系統和生殖系統有毒害作用，屬于二級致癌物，不利于操作工人的身心健康和環境保護。②工藝復雜：首先需要配置有機單體和交聯劑溶液，然后將配置的溶液與陶瓷粉混合攪拌，制備的漿料經過真空除泡后，還需加入引發劑，，制備高固相含量的陶瓷漿料懸浮體。丙烯酰胺在凝膠化反應時，表面易受氧阻聚而起皮，給制品帶來缺陷。③效率低，不易精準控制成珠尺寸：通過低效率的漏斗，利用重力使懸浮體以液珠狀滴入加熱的油性介質中，使液珠成球并固化，為保證微珠尺寸，漏斗內的液面必須保持在一定的范圍，使得實際操作較為復雜，且難以精準控制，滴下的液珠連珠或成線現象較多，尺寸波動范圍大。④收集困難，不能連續生產：通過把油性介質從收集池中放出，收集微珠生坯，使得上一步液珠滴落的工序被中斷，該方法不能連續生產，影響生產效率，而且勞動強度大，使生產成本增加。⑤微珠生坯沖洗等后處理過程中造成生坯表面缺陷，加大了微珠生坯的不圓度：采用油性介質促使滴落的液珠狀漿料成球，在微珠生坯表面粘附該油性物質，給運輸和燒成帶來不便，沖洗成型后的微珠生坯時，致使微珠生坯表面被沖蝕，造成微珠生坯原材料損耗增加并產生表面缺陷，降低球體合格率。

發明內容

本發明為克服以上技術的不足，提供一種安全、成本低、效率高、球體尺寸波動范圍小和球形不圓度小的陶瓷微珠生坯成型方法與裝置。

實現本發明的目的為采用安全無毒無揮發的聚丙烯酸作為瘠性物料粘結劑，加入既作為分散劑又作為凝固劑的檸檬酸銨，在常溫下增加漿料流動性，促進粉料與粘結劑混合均勻，在60℃～95℃溫度范圍內又能夠使漿料凝固，代替操作工藝復雜且具有毒的有機單體與交聯劑組合，制備高固相含量的漿料懸浮體，簡化工藝、保護工人的身心健康和周邊環境。該懸浮漿料通過具有多個滴定孔的滴定器使漿料成批量的液珠滴落在盛于收集池的熱甘油中，液珠成球固化成微珠生坯高效生產微珠生坯。采用甘油代替高粘度油性介質，因為甘油的粘度較小，能與水以任何比例混合，從而在沖洗陶瓷微珠生坯或者直接干燥表面較少粘連甘油的陶瓷微珠生坯時，最大限度地保證陶瓷微珠生坯的質量，提高陶瓷微珠生坯的圓度和生產效率，也降低了勞動強度和生產成本。

本發明的成型裝置采用滴定器3振動的方式，使懸浮漿料2在滴落時受剪切力和重力共同作用，保證每次滴落的液珠4為單顆，而且縮小滴落液珠4的尺寸波動范圍，精準地控制成球陶瓷微珠生坯8的尺寸，避免連體珠和巨型珠的產生，提高珠體成品率和生產效率。生產不同直徑的陶瓷微珠時，采用更換不同底部孔徑的滴定器，或者更換滴定器底部孔板，和/或者調節懸浮漿料中瘠性物料濃度，控制滴落液珠的大小，方便、快捷準確地控制陶瓷微珠生坯8的直徑。操作簡單，液珠成球的尺寸均勻。并以可運動的篩網或篩網框把沉積在收集池底的陶瓷微珠生坯移出收集池的方法，方便快捷地收集陶瓷微珠生坯，避免生產的中斷，使陶瓷微珠生坯成型能夠連續高效地生產，并有效地降低勞力投入和工人的勞動強度，降低生產成本。

本發明的成型方法包括以下步驟：

步驟一：將與水混合后沒有粘性的瘠性物料與檸檬酸銨、水混合，球磨和/或攪拌后，配制瘠性粉料重量占漿料總重量50wt％～90wt％的漿料，其中，檸檬酸銨為瘠性粉料重量的0.05wt％～1.5wt％。

步驟二：在上述漿料中加入瘠性粉料重量0.05wt％～1.5wt％的聚丙烯酸，經球磨和/或攪拌并除氣后成懸浮漿料2儲存于儲漿池1中備用。

步驟三：將步驟二制備并儲存于儲漿池1中的懸浮漿料2輸送到底部開孔的滴定器3中，使懸浮漿料2成液珠4滴落在盛于收集池6中、溫度為60℃～95℃的甘油7中，液珠4在甘油7中成球并固化成陶瓷微珠生坯8。

步驟四：沉積在收集池6內部篩網5上的陶瓷微珠生坯8，通過篩網5運動移出收集池6。