[發明專利]基于凝膠注模工藝的氧化鋯陶瓷軸承制備方法

有效

• 申請號: 201510864221.8
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105347790A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 陳蘭桂;陸青;利劍;李偉;王文利;孫亮
• 申請（專利權）人: 東莞信柏結構陶瓷有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;B28B1/14;C04B35/636;C04B35/632
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 舒丁

技術領域

本發明涉及陶瓷凝膠注摸技術領域，特別是涉及一種基于凝膠注模工藝的氧化鋯陶瓷軸承制備方法。

背景技術

目前，隨著現代工業技術飛速發展，對所需材料的性能提出了更高的要求。傳統金屬材料在硬度、耐磨、耐高溫方面已不能適用于高新技術領域，因此很多學者開始向陶瓷材料尋求解決方案。陶瓷材料是工程材料中剛度最好、硬度最高的材料，抗壓強度很高。而且，陶瓷材料一般具有高熔點，且在高溫環境中化學穩定性好，對酸、堿、鹽具有良好的抗腐蝕能力。陶瓷熱導率低，是良好的隔熱材料。當溫度變化時，陶瓷具有良好的尺寸穩定性。因此，陶瓷材料被廣泛用作結構材料。某些陶瓷還具有特殊的電、光、磁學性能，能夠用作功能陶瓷。因此，人們十分關注陶瓷材料可靠性的提高及其制造成本的降低

尤其需要指出的是，陶瓷材料制備工藝的可靠性基本決定了其使用性能的可靠性，制備工藝決定制備成本，先進的制備技術不僅可以使產品結構、形狀、功能最大限度接近實際使用要求，減少后期加工成本，而且能夠減小廢品率，從而進一步降低生產成本。成型就是將陶瓷粉末加工制備成具有一定形狀和尺寸的坯體。

其中，干法成型主要包括干壓成型、熱壓成型、等靜壓成型，主要指傳統的干壓成型。干壓成型顧名思義就是采用壓力將陶瓷粉料在不加水的情況下壓制成具有一定形狀的陶瓷坯體。其實質就是使用外力將粉體在模具內壓實，使顆粒相互靠近，此時內摩擦力就能夠將粉體牢固地結合在一起，使聚集在一起的粉體具有一定的形狀。等靜壓成型作為一種特種成型方法，是以傳統干壓成型為基礎發展起來的。不同在于它傳遞壓力利用的是液體，液體可以向模具內的粉體從各個方向施加壓力。由于液體具有均勻性，內部壓力具有一致性，因此，粉體在所有方向上所承受的壓力具有一致性，因此能夠較好的消除坯體內密度的部分差別，但是，其對于大尺寸或大截面的部件仍然無法克服坯體密度不均勻的問題。

針對上述問題，濕法成型工藝相比較而言，設備比較簡單且應用比較廣泛，成型的要求比較低，濕法成型中漿料混合均勻，使得成型后坯體成分均勻，缺陷少。其中，凝膠注模成型作為一種新型近凈尺寸的陶瓷成型技術，漿料具有較好的流動性，可以很好地填充模具，因此很容易制備出復雜形狀的坯體，避免了后期機械加工，即可達到合適形狀，降低成本。此外，由于單體和交聯劑為有機物，在燒結過程中能夠完全排除，因此，燒結后的部件純凈度高。相比其它膠體成型方法，凝膠注模成型工藝具有比較明顯的優勢。由丙烯酰胺聚合成型得到的陶瓷坯體強度較高，不易開裂，脫模時不會變形

然而，傳統的凝膠注模成型工藝依然存在如下缺陷：由于單體丙烯酰胺具有毒性，因此，在確保坯體強度的同時，又會對環境產生污染，以及對操作人員的人身健康產生了威脅。此外，單體丙烯酰胺在聚合過程，有可能會受到氧氣的影響，使坯體產生開裂或起皮等問題，成型過程可控性較差。

發明內容

基于此，有必要提供一種毒性較低以及可以得到機械強度較高的氧化鋯陶瓷的基于凝膠注模工藝的氧化鋯陶瓷軸承制備方法。

一種基于凝膠注模工藝的氧化鋯陶瓷軸承制備方法，包括如下步驟：

提供釔穩定四方相氧化鋯粉體、氧化鋁粉體、氮化硅粉體、分散劑、凝膠劑、脫模劑；

將所述釔穩定四方相氧化鋯粉體、所述氧化鋁粉體、氮化硅粉體、所述分散劑和適量去離子水放入球磨罐中進行球磨操作后，制備得到陶瓷粉料懸浮物，其中，所述球磨為濕法球磨工藝，并采用氧化鋯球作為研磨球；

將所述陶瓷粉料懸浮物進行預熱；

將所述凝膠劑加熱溶解得到凝膠劑溶液，趁熱將所述凝膠劑溶液加入至預熱的所述陶瓷粉料懸浮物中，攪拌混合，并進行除泡，得到陶瓷漿料；

在模具內側壁涂覆脫模劑后，向所述模具內注入所述陶瓷漿料，靜置成型，脫模干燥后，得到軸承生坯；

將所述軸承生坯進行煅燒，得到所述氧化鋯陶瓷軸承。

在其中一個實施例中，所述球磨以700r/min～800r/min的轉速進行。

在其中一個實施例中，所述球磨的持續時間為12小時～48小時。

在其中一個實施例中，所述研磨球與所述陶瓷粉料懸浮物的質量比為1：(2～3)。

在其中一個實施例中，所述研磨球的直徑為5～20mm。

在其中一個實施例中，還采用氧化鋁球為研磨球。

在其中一個實施例中，所述分散劑包括聚丙烯酸銨。