CN101279468B - 一种多孔陶瓷滤芯的等静压制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多孔陶瓷滤芯的等静压制备方法：将多孔陶瓷基料注入到刚性金属模具和柔性橡胶模具之间的间隙内，用橡胶塞封住金属模具和柔性橡胶模具之间的端口，放入压力釜内等静压加压，在液压力作用下柔性橡胶模具变形压缩内部的多孔陶瓷基料，将多孔陶瓷基料压制成型，制成多孔生坯，生坯脱模后烧结，保温冷却后制成多孔陶瓷滤芯。本发明不仅解决了高径比值较大的管筒式陶瓷滤芯成型后上部密度大、下部密度小的不均匀状态，还解决了注浆成型存在生坯强度差、干燥时间长、注浆过程中容易产生夹层、气孔、孔的均匀性差等问题。同时，本发明制备出陶瓷滤芯强度好，密度均匀，孔径分布窄，而且陶瓷滤芯成品率高，可靠性好，适宜于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于无机功能材料领域，特别涉及一种多孔陶瓷滤芯的等静压制备方法。
背景技术
多孔陶瓷滤芯具有耐高温、耐腐蚀，可清洗的优点，在水处理、环保、食品、电力等行业有着广泛的用途。多孔陶瓷滤芯一般采用传统的注浆或挤压等方法成型。注浆成型一般采用石膏模，存在生坯强度差、干燥时间长，注浆过程中容易产生夹层、气孔等，孔的均匀性差，影响其过滤效果。而通常的挤压成型生产效率高，容易实现自动化生产，但对于高径比L∶S值(即产品的高度与产品的直径比)较大的管筒式陶瓷滤芯来说，挤压成型后的管筒式滤芯将出现上部密度大、下部密度小的不均匀状态，即使成型时在下部采用两端加压方法，也会出现滤芯两端密度大、中间密度小的不均匀状态，不均匀的成型产品在烧结时容易出现产品变形，更有害的是成型后的滤芯会出两端密度大的孔径小，中间密度小的孔径大的缺陷，甚至产生废品。
为解决管筒式产品密度不均匀性的问题，常采用等静压成型的方法。等静压成型的基本原理是根据同一容器里相同高度的液体静压相等，相等的压强通过柔性模具(橡胶、聚胺脂等材料制成)施压到原料而成型为密度均匀的坯体。如中国专利CN1080890A公开的一种陶瓷棍棒的成型方法及其成型模具，由不锈钢管内模、耐油橡胶外模、密封塞构成，采用等静压成型法加工陶瓷辊棒坯件，即将加工好的配料通过挤管机挤到管形或棒形内模上，然后套上橡胶外模并用密封塞密封两端，然后置入高压釜中实行等静压加压，卸压脱模后置入窑炉中煅烧成产品。采用此法成型的陶瓷辊棒坯件，收缩变形小、直线度好、尺寸准确、致密度均匀，可批量生产，产品合格率达80％以上，各项指标优于传统的注浆法和挤压法。中国专利ZL02258101.4公开的一种陶瓷管壳的冷等静压成型模具，包括内模和外模，金属圆管形内模套装于橡胶管形外模内，内模和外模通过两端的橡胶塞装配组合成一体，所述的内模和外模之间留有加料空腔，采用上述冷等静压模具成型的陶瓷管壳坯体强度高，可加工性好、烧成变形小、收缩小、烧成后产品的各向均一性好、致密均匀，大大提高了产品的机械强度、耐高温性能和机电性能，可进行连续批量生产。以上专利是针对陶瓷棍棒和陶瓷管提出的，而多孔陶瓷滤芯的等静压成型还尚无报导。
发明内容
本发明针对现有的陶瓷滤芯在制备成型后存在上部密度大、下部密度小的不均匀状态，且注浆成型存在生坯强度差、干燥时间长、注浆过程中容易产生夹层、气孔、孔的均匀性差等问题，提供一种能够提高滤芯强度，改善孔径分布的多孔陶瓷滤芯的等静压制备方法。
本发明可以通过以下技术方案予以实现：一种多孔陶瓷滤芯的等静压制备方法：将多孔陶瓷基料注入到刚性金属模具和柔性橡胶模具之间的间隙内，用橡胶塞封住金属模具和柔性橡胶模具之间的端口，放入压力釜内等静压加压，在液压力作用下柔性橡胶模具变形压缩内部的多孔陶瓷基料，将多孔陶瓷基料压制成型，制成多孔生坯，生坯脱模后烧结，保温冷却后制成多孔陶瓷滤芯。
本发明所述的等静压成形方法可以为柔性模具对产品内部进行压制，也可以为柔性模具对产品外部进行压制。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
1、本发明解决了目前挤压成型高径比值较大的管筒式陶瓷滤芯成型后上部密度大、下部密度小的不均匀状态，且制备出的陶瓷滤芯强度好，密度均匀，孔径分布窄，是一种理想的过滤元件。
2、本发明解决了注浆成型存在生坯强度差、干燥时间长、注浆过程中容易产生夹层、气孔、孔的均匀性差等问题。
3、本发明制备出的陶瓷滤芯成品率高，可靠性好，适宜于工业化生产。
附图说明
图1是本发明等静压成型方法柔性模具对产品的外壁压制子弹头管式陶瓷滤芯的示意图；
图2是本发明等静压成型方法压制的子弹头管式陶瓷滤芯示意图；
图3是本发明等静压成型方法柔性模具对产品的内壁压制管筒式陶瓷滤芯的示意图；
图4是本发明等静压成型方法压制的管筒式陶瓷滤芯示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细描述。
如图1所示，为本发明等静压成型方法柔性模具对产品的外壁压制子弹头管式陶瓷滤芯的示意图。其中，1是外压式柔性橡胶模具，2是所要压制的子弹头式陶瓷滤芯产品，3是刚性金属内模。其制备过程是：首先将多孔陶瓷基料混合后通过机械搅拌制成多孔陶瓷基料，将多孔陶瓷基料注入到刚性金属内模3和外压式柔性橡胶模具1内部，插入橡胶塞4，放入压力釜内等静压加压，液压力如箭头所指方向由外向柔性橡胶模具施压，柔性橡胶模具变形压缩内部的多孔陶瓷基料，将多孔陶瓷基料压制成型，制成多孔生坯，生坯脱模后烧结，保温冷却后制成微滤用无机多孔滤芯。
如图2所示，为压制的子弹头管式陶瓷滤芯产品示意图。制成的子弹头管式陶瓷滤芯，可去除自来水中的大肠肝菌，铁锈，悬浮物等有害物质，是一种良好的家用净水器核心部件。
如图3所示，为本发明等静压成型方法柔性模具对产品的内壁压制管筒式陶瓷滤芯的示意图。其中，6是内压式柔性橡胶模具，7是所要压制的管式陶瓷滤芯产品，8是刚性金属外模，5和9是橡胶堵头。其制备过程是：首先将多孔陶瓷基料混合后通过机械搅拌制成多孔陶瓷基料，将多孔陶瓷基料注入到刚性金属外模3和内压式柔性橡胶模具7内部，两边插入橡胶塞5和9，放入压力釜内，液压力如箭头所指方向由内向柔性橡胶模具施压，柔性橡胶模具变形压缩外部的多孔陶瓷基料，将多孔陶瓷基料压制成型，制成多孔生坯，生坯脱模后烧结，冷却后制成管筒式陶瓷滤芯。
如图4所示，为压制的管筒式陶瓷滤芯产品示意图。制成的管筒式陶瓷滤芯可用于饮用水净化、工业水处理、饮料澄清、除浊、啤酒过滤、烟道气除尘等，具有十分广泛的用途。
Claims (3)
1. 一种多孔陶瓷滤芯的等静压制备方法，其特征在于：将多孔陶瓷基料注入到刚性金属模具和柔性橡胶模具之间的间隙内，用橡胶塞封住金属模具和柔性橡胶模具之间的端口，放入压力釜内等静压加压，在液压力作用下柔性橡胶模具变形压缩内部的多孔陶瓷基料，将多孔陶瓷基料压制成型，制成多孔生坯，生坯脱模后烧结，保温冷却后制成多孔陶瓷滤芯。
2. 根据权利要求1所述的一种多孔陶瓷滤芯的等静压制备方法，其特征在于：所述的等静压成形方法为柔性模具对产品内部进行压制。
3. 根据权利要求1所述的一种多孔陶瓷滤芯的等静压制备方法，其特征在于：所述的等静压成形方法为柔性模具对产品外部进行压制。
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