[發明專利]一種內置純鈦或α鈦合金骨架的陶瓷球及其制備方法

有效

• 申請號: 201610650365.8
• 申請日: 2016-08-10
• 公開（公告）號: CN106179638B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 王峰;周俊華;尹方勇;朱紅海;朱文沛;王征
• 申請（專利權）人: 山東天匯研磨耐磨技術開發有限公司
• 主分類號: B02C17/20
• 分類號: B02C17/20;C04B35/10;B28B1/00
• 代理公司: 濟寧宏科利信專利代理事務所37217
• 代理人: 樊嵩

1.一種內置純鈦或α鈦合金骨架的陶瓷球，其特征在于：由純鈦或α鈦合金制成的一體結構的、表面進行復合陶瓷涂層處理的骨架和包裹其外的陶瓷球體組成，通過整體壓合、高溫燒結的方式制造；所述純鈦或α鈦合金骨架總體積為陶瓷球體積的3-5%，最長方向尺寸小于陶瓷球體外徑的70%；陶瓷球體采用氧化鋁基陶瓷材料制成。

2.根據權利要求1所述的內置純鈦或α鈦合金骨架的陶瓷球，其特征在于：所述純鈦或α鈦合金骨架為整體壓鑄成型的樹枝狀或魚骨狀結構。

3.根據權利要求1或2所述的內置純鈦或α鈦合金骨架的陶瓷球，其特征在于：所述純鈦或α鈦合金骨架表面進行的復合陶瓷涂層處理工藝為等離子體氧化法、空氣噴涂法或懸濁涂布并鎢極氬弧熔覆的方法。

4.根據權利要求3所述的內置純鈦或α鈦合金骨架的陶瓷球，其特征在于：所述陶瓷球體的配方為：氧化鋁92-95%、三氧化二鐵0.5-2%、高嶺土0.8-3%、碳化硅0.2-2%、二氧化鈦1.5-2%、碳化鈦0.8-1%、二硫化鉬0.3-2%。

5.一種根據權利要求4所述的內置純鈦或α鈦合金骨架的陶瓷球的制備方法，其特征在于：包括原料準備、球磨、噴霧造粒、料倉陳腐、壓型加工、高溫燒結、清粉拋光和成品干燥工序，其特征在于：

a.所述壓型加工工序包括以下子工序：

1）初灌粉料：步進式輸送帶(10)將下半球模(1)輸送到工位一，將陶瓷造粒用的粉料(2)通過輸料管(3)灌注進下半球模(1)，粉料(2)的水份控制在0.5%以下；

2）骨架落位：將下半球模(1)輸送到工位二，然后通過放置純鈦或α鈦合金骨架(4)的裝置將整體壓鑄成型的樹枝狀或魚骨狀的純鈦或α鈦合金骨架(4)放置到下半球模(1)內的粉料(2)的表面中心位置；

3）球體壓合整圓：將下半球模(1)輸送到工位三；將袋裝粉料(6)放入上半球模(5)的上部入口(51)，然后壓模機(7)以與上半球模(5)中的上部入口(54)平行的方式進入，在到達上內圓槽(52)后順時針旋轉90°，壓模機(7)與上半球模(5)在豎直方向上固定；隨后壓模機(7)帶動上半球模(5)下行，至上半球模(5)與下半球模(1)接觸，壓模機(7)逆時針旋轉90°，壓模機(7)與上半球模(5)在豎直方向上解除固定；壓模機(7)下行，將袋裝粉料(6)的袋子壓破，其內的袋裝粉料(6)通過壓粉孔(55)被擠進上半球模腔(56); 壓模機(7)繼續下行至到達下內圓槽(53)，袋裝粉料(6)與純鈦或α鈦合金骨架(4)、粉料(2)被擠壓成一體，形成完整的陶瓷球坯(9)；壓模機(7)順時針旋轉90°后繼續旋轉，受下內圓槽(53)的封閉段(56)的限制，壓模機(7)帶動上半球模腔(56)旋轉，旋轉進行至少3圈，上半球模腔(56)將陶瓷球坯(9)表面的多余坯料切削掉；隨后壓模機(7)提起，帶動上半球模腔(56)離開陶瓷球坯(9)；

4）球坯轉移：將下半球模(1)輸送到工位四，通過轉移裝置(8)將陶瓷球坯(9)轉移到高溫匣缽，撒上隔離砂；

b.所述高溫燒結工序具體為：將裝有壓型加工工序得到的陶瓷球坯(9)的高溫匣缽送入氣密性好的高溫窯內；高溫窯內在加熱過程中保持通惰性氣體，高溫燒結溫度1350-1500℃，燒成周期26-36h；高溫燒結結束后的冷卻方式為隨窯冷至1050-1100℃，然后向窯內送風加速冷卻。

6.根據權利要求5所述的內置純鈦或α鈦合金骨架的陶瓷球的制備方法，其特征在于：所述球坯轉移過程中采用的轉移裝置(8)為負壓吸附式。

7.根據權利要求6所述的內置純鈦或α鈦合金骨架的陶瓷球的制備方法，其特征在于：在工位一填充的粉料(2)為陶瓷球總用量的48-52%，工位三的袋裝粉料(6)的容量應為壓粉孔(55)的體積與陶瓷球總用量的55-58%的和。

8.根據權利要求7所述的內置純鈦或α鈦合金骨架的陶瓷球的制備方法，其特征在于：所述高溫燒結工序中的高溫窯為隧道窯，溫度為1350-1500℃，燒成周期為26-30h。

9.根據權利要求7所述的內置純鈦或α鈦合金骨架的陶瓷球的制備方法，其特征在于：所述高溫燒結工序中的高溫窯為梭式窯，溫度為1450-1500℃，燒成周期為35-36h。