[發明專利]高溫抗折試驗機碳化硅陶瓷上壓頭及其制備方法和模具

在審

• 申請號: 201910859631.1
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN110587783A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 張玉強;陳忠明;劉學建;桑志財;許成明;黃政仁
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: B28B3/00
• 分類號: B28B3/00;B28B11/24;B28B7/00;B28B7/36
• 代理公司: 31261 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

1.一種長棒狀陶瓷素坯等靜壓模具，其特征在于，包括：

模具主體（1）；

緊密貼合于所述模具主體（1）內表面的塑料薄膜內襯（6），所述塑料薄膜內襯為聚乙烯材質；

用于密封所述模具主體（1）的上蓋板（3）；

所述模具主體為圓柱桶狀，且周身均勻分布篩孔（2），下端有底。

2.根據權利要求1所述的長棒狀陶瓷素坯等靜壓模具，其特征在于，所述模具主體（1）的上部邊緣設有法蘭；所述上蓋板（3）為圓形板材并在所述模具主體的法蘭對應位置設螺栓孔（5）；所述上蓋板（3）與模具主體（1）間通過螺栓固定。

3.根據權利要求1或2所述的長棒狀陶瓷素坯等靜壓模具，其特征在于，所述模具主體的材質為鋼材、鋁合金或工程塑料；優選地，所述模具主體的厚度為3～10 mm，更優選為5～8mm。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的長棒狀陶瓷素坯等靜壓模具，其特征在于，所述上蓋板的材質為鋼材、或鋁合金；優選地，所述上蓋板的厚度為5～10 mm。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的長棒狀陶瓷素坯等靜壓模具，其特征在于，所述塑料薄膜內襯的單層厚度為0.04～0.15mm，優選為0.08～0.15mm。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的長棒狀陶瓷素坯等靜壓模具，其特征在于，所述模具主體的內徑為擬制備的陶瓷制品的1.8～2.2倍；所述模具主體的高度為擬制備的陶瓷制品的1.8～2.2倍。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的長棒狀陶瓷素坯等靜壓模具，其特征在于，所述篩孔的孔徑為5～15mm，優選為8～12 mm；所述篩孔的分布密度為模具主體外周身面積的2～8%，優選為3～5%。

8.一種高溫抗折試驗機碳化硅陶瓷上壓頭，其特征在于，所述高溫抗折試驗機碳化硅陶瓷上壓頭包含有碳化硅和碳兩相構成，所述碳化硅的含量≥98%。

9.按權利要求8所述的高溫抗折試驗機碳化硅陶瓷上壓頭，其特征在于，所述高溫抗折試驗機碳化硅陶瓷上壓頭的外徑Φ為50～100mm，高度200～400mm；壓頭頂部圓角的直徑Φ為4～20mm，尾部有臺階，頂部有對稱兩個夾角45°～90°的斜面。

10.一種如權利要求8或9所述的高溫抗折試驗機用碳化硅陶瓷上壓頭的制備方法，其特征在于，包括：

（1）將碳化硅陶瓷噴霧造粒粉體裝入權利要求1-6中任一項所述的長棒狀陶瓷素坯等靜壓模具中直接冷等靜壓成型，得到素坯；

（2）將素坯放入烘箱中進行烘干后，利用數控機床對烘干后的素坯進行機械加工，制備得到高溫抗折試驗機用碳化硅陶瓷上壓頭用坯體；

將所得高溫抗折試驗機用碳化硅陶瓷上壓頭用坯體，再經脫粘和燒結，得到所述高溫抗折試驗機用碳化硅陶瓷上壓頭。

11.根據權利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述冷等靜壓成型的壓力為150～200MPa，保壓時間為3～30分鐘；所述烘干的溫度為110～150℃，優選為120～130℃；所述烘干的保溫時間為1～5小時，優選為2～3小時。

12.根據權利要求10或11所述的制備方法，其特征在于，所述高溫抗折試驗機用碳化硅陶瓷上壓頭用坯體的尺寸按照所述高溫抗折試驗機用碳化硅陶瓷上壓頭的規定尺寸以16～21%的收縮率進行放大后得到。

13.根據權利要求10-12中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述脫粘的溫度為1200～1500℃，時間為1～6小時；優選地，所述脫粘的升溫速率≤5℃/分鐘。

14.根據權利要求10-13中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述燒結的溫度為2200～2280℃，時間為1～5小時；優選地，所述燒結的升溫制度包括：當≤1800℃時，升溫速率為1～5℃/min，當＞1800℃時，以0.5～2℃/分鐘的升溫速率升溫至燒結溫度。