[發明專利]一種精密異形陶瓷管件的制備方法

在審

• 申請號: 201611126872.8
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106587946A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 岳鑫;楊殿來;許壯志;胡金玲;王嬌;張挽
• 申請（專利權）人: 遼寧法庫陶瓷工程技術研究中心
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/48;B28B3/00
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙)21229
• 代理人: 甄玉荃

技術領域

本發明屬于無機非金屬材料技術領域，特別提供了一種精密異形陶瓷管件的制備方法。

背景技術

近年來隨著材料科技和制備加工方法的發展，陶瓷材料不僅在尺寸精度、強度、韌性和塑性上大幅提高，還具有防污、防濕、耐刮、耐磨、防火、隔熱等功能，大大增進了精密陶瓷的應用范圍及效能，使得陶瓷材料滲透到世界的每一個角落，從洗手間的馬桶到太空船駕駛艙的隔熱板都可見到其蹤跡。

從20世紀80年代以來，世界先進國家一直不斷研究各種材質和尺寸的管狀精密陶瓷異型材料的制備，在相關的領域已取得了良好效果。例如：美國格魯曼公司、杜邦公司、日本東陶機器株式會社等知名企業開發制備的管狀陶瓷件被廣泛的應用于排氣、衛浴等相關領域。

我國在對精密陶瓷異形件的研究起步較晚，1990年以后，廣東工學院、哈爾濱工業大學等相關單位，才陸續進行管狀精密陶瓷異形件的基礎研究。與發達國家相比，還有很大的差距，一些高性能高精度精密陶瓷異形件的研制還停留在實驗室階段，科技與生產力的轉化率較低，雖然現在有一些廠家的產品已經投產，但是主要集中在廣東、深圳等地，并且產品的性能普遍較國外產品低，存在生產效率低，質量不穩定等問題。無法滿足市場的需求。

隨著研究的不斷深入，精密異形陶瓷管件的制備技術也不斷豐富、完善。制備技術直接決定了陶瓷管件的結構和使用性能，常見的制備方法有等靜壓法、注射法、擠出法等等，其中，等靜壓成型法制備的精密異形陶瓷管件，密度大、強度高、尺寸精準，但是主體非圓形的管件無法一次性等靜壓成型，后期的加工量大；注射成型法自動化程度加高，可以大批量制備精密異形陶瓷管件，但是有機添加劑的含量較高，管件的密度較小，尺寸精準無法保證；擠出成型法自動化程度也很高，且可以制備很長的管件，但是管件的橫截面需要完全相同，無法制備形狀復雜的異形件，另外對漿料和燒結的要求高，管件的密度、強度極易不均，尺寸精準無法保證。

因此，研究一套適合制備精密異形陶瓷管件的制備方法，成為人們亟待解決的問題。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于提供一種精密異形陶瓷管件的制備方法，以至少解決現有制備方法制備出來的管件尺寸精度低、強度低、使用溫度低等問題。

本發明提供的技術方案為：一種精密異形陶瓷管件的制備方法，包括以下步驟：

1)制備復合粉料：

11)將陶瓷粉體主料進行球磨混合，得到陶瓷粉料，其中，所述陶瓷粉料的粒度在0.2～200微米之間；

12)在所述陶瓷粉料中添加輔料，并在常溫、常壓下進行攪拌混合，得到復合粉料，其中，所述陶瓷粉體主料與所述輔料的重量比為10～40：1；

2)制備陶瓷漿料：

21)在溫度為50～100℃條件下，將所述復合粉料與有機添加劑按重量比為8～15：1的比例混合，并攪拌2～12h，得到混合均勻的漿料；

22)在真空條件下，去除所述混合均勻的漿料中的氣泡，得到陶瓷漿料；

3)壓注成型：

31)將所述陶瓷漿料通過熱壓注成型機注入模具中成型，得到成型坯體，其中，所述模具的溫度為30～80℃，成型壓力為0.3～0.8Pa，成型時間為3～60s；

32)在室溫下，將成型坯體脫模，得到異形管件坯體；

4)排燒：將所述異形管件坯體放置于排燒爐中加熱，得到陶瓷坯體，其中，加熱溫度為400～1200℃，加熱時間為8～48h；

5)燒結：將所述陶瓷坯體放入高溫馬弗爐內，以1～5℃/min的升溫速度升溫至1350～1700℃，保溫2～8h，然后隨爐冷卻，得到精密異形陶瓷管件。

優選，在將所述陶瓷漿料通過熱壓注成型機注入模具中成型的步驟中，所述模具的溫度為60℃，成型壓力為0.6Pa，成型時間為20s。

進一步優選，在所述燒結步驟中，將所述陶瓷坯體放入高溫馬弗爐內，以3℃/min的升溫速度升溫至1600℃，保溫3h，然后隨爐冷卻，得到精密異形陶瓷管件。

進一步優選，所述陶瓷粉體主料為氧化鋁或氧化鋯。

進一步優選，所述輔料為氧化鎂、氧化鈣、氧化鈰、氧化釔、氧化硅、膨潤土、高嶺土、黏土中的一種或多種。

進一步優選，所述有機添加劑為石蠟、變性蠟、PE、PVC、PBMA中的一種或多種。

本發明提供的精密異形陶瓷管件的制備方法的有益效果如下：

1、使用熱壓注工藝更便于形狀復雜、尺寸精密的異形陶瓷管件的成型；