CN101424658B - 一种氧传感器陶瓷感应测头成型装置及成型制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氧传感器陶瓷感应测头成型装置及成型制造方法，主要包括有步骤A、填粉：将钇安定氧化锆粉末填充在母型模具的模穴中；B、成型：将上一模块、上二模块与母型模具、下一模块和下二模块进行合模，并在母型模具的模穴中形成陶瓷感应测头；C、取件：将上一模块、上二模块与母型模具、下一模块和下二模块进行退模，通过机械夹将陶瓷感应测头取出；D、高温烧结，制出陶瓷感应测头成品：将陶瓷感应测头在1450℃以上恒温4小时烧结，冷却后得到陶瓷感应测头成品。与现有技术相比，本发明工艺流程更加简化与稳定，减少了制成中所有人为、机器等因素所造成不良品，使成型出的生胚陶瓷感应测头具有高致密度结构、高机械强度、废气透不过等优点。

Description

一种氧传感器陶瓷感应测头成型装置及成型制造方法
技术领域：
本发明涉及一种氧传感器陶瓷感应测头成型装置以及通过该装置制造氧传感器陶瓷感应测头的方法。
背景技术：
氧传感器是电子汽油喷射式发动机上进行反馈控制的传感器，主要安装在发动机的排气歧管上，其作用是通过陶瓷感应测头检测排放废气中氧的含量来获得混合气空燃比的信号，并将检测结果的电压信号输入ECU(电控单元)，ECU(电控单元)根据输入的电压信号，不断地对喷油脉宽进行修正，使混合气浓度保持在理想空燃比范围内，实现最佳空燃比的反馈控制。
陶瓷感应测头是氧传感器的重要组成部分，其质量的好坏直接影响到氧传感器的检测结果，目前陶瓷感应测头的制造方式主要有以下三种：
1、冷均压法：其主要利用陶瓷粉末依附载具的特征形状均压成形而成，这种方法模具成本费用高、成型速度慢、设备保养费用高等缺点，而且生产的产品还需要进行二次加工工艺整修，生产效率较低。
2、射出成型法：这种方法需要添加大量黏结剂、润滑剂与脱模剂等物质，且在生产过程中需要加温、加压与持压，具有时间长、产能低的缺点，而且由于添加了大量黏结剂、润滑剂与脱模剂等物质，因此在高温烧结时，会增加烧结时间，影响产品的收缩率。
3、凸轮式粉末成型机成型法：主要采用凸轮式粉末成型机成型，比冷均压法和射出成型法快，但是凸轮式粉末成型机会因为机器磨耗过大而造成产品质量不稳定，而且成型后的生胚陶瓷感应测头取出时，是利用送粉匣将生胚件推出，此时生胚陶瓷感应测头呈现下轻面积小、上重面积大情形，容易造成产品损坏。
发明内容：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氧传感器陶瓷感应测头成型制造方法，以解决现有陶瓷感应测头生产效率低、加工成本高、良品率低的问题。
为实现上述目的，本发明主要采用以下技术方案：
一种氧传感器陶瓷感应测头成型装置，包括有母型模具、上一模块、上二模块、下一模块和下二模块，所述上一模块活动套置于上二模块中，并形成凹槽；所述下二模块活动套置于下一模块中，且形成与凹槽对应的凸起。
所述母型模具中设置有模穴。
一种氧传感器陶瓷感应测头成型制造方法，包括有步骤：
A、填粉：将钇安定氧化锆粉末填充在母型模具的模穴中；
B、成型：将上一模块、上二模块与母型模具、下一模块和下二模块进行合模，并在母型模具的模穴中形成陶瓷感应测头；
C、取件：将上一模块、上二模块与母型模具、下一模块和下二模块进行退模，通过机械夹将陶瓷感应测头取出；
D、高温烧结，制出陶瓷感应测头成品：将陶瓷感应测头在1450℃以上恒温4小时烧结，冷却后得到陶瓷感应测头成品。
步骤A具体包括：将下一模块和下二模块往上至模穴填充位置，然后在模穴填充位置中填充钇安定氧化锆粉末，并将下二模块前端的凸起部分完全覆盖。
步骤B具体包括：所述上一模块、上二模块进入母型模具中与下一模块和下二模块对应结合，并对在其中间空腔位置的钇安定氧化锆粉末进行加压，在加压过程中排气，使钇安定氧化锆粉末成型。
与现有技术相比，本发明工艺流程更加简化与稳定，减少了制成中所有人为、机器等因素所造成不良品，使成型出的生胚陶瓷感应测头具有高致密度结构、高机械强度、废气透不过等优点。
附图说明：
图1为本发明陶瓷感应测头成型过程中成型装置的位置示意图。
图2为本发明陶瓷感应测头成型制造工艺流程示意图。
具体实施方式：
为阐述本发明的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明提供一种陶瓷感应测头成型过程所用的成型装置，其主要包括有母型模具13、上一模块11、上二模块12、下一模块14和下二模块15，所述母型模具13中设置有模穴20，上述组件位于垂直方向的同一组模架中，上一模块11、上二模块12位于母型模具13上方，下一模块14和下二模块15位于母型模具13下方，其中上一模块11活动套置于上二模块12中，二者之间形成凹槽38；下二模块15活动套置于下一模块14中，形成与凹槽38对应的凸起39。
其中在母型模具13的一侧还设置有一个送粉匣，送粉匣上装有一个盛料桶，盛料桶上装有一个粉末缺料传感器，以检知粉末量的多少；当粉末量不足时，则机器将自动警，机器也同时暂停，直到粉末添加完成。
下面将结合图1～图2对本发明陶瓷感应测头成型制造工艺进行说明。
如图2所示，本发明所述的一种氧传感器陶瓷感应测头成型制造方法，其主要包括有步骤：
A、填粉：将钇安定氧化锆粉末填充在母型模具的模穴中；
其中具体操作过程见图1中8-7阶段所示，这里的上一模块11位于上定位点30处、上二模块12位于上定位点31处、母型模具13位于上定位点32处、下一模块14位于上定位点33处、下二模块15位于上定位点35处；此时使用喷雾造粒后的高纯度钇安定氧化锆良品粉末经过送粉匣自动填充于曲轴式粉末干压成型机的母型模具13的模穴20中，并自动刮平粉末使其与母型模具13面平行，并使粉末充填量达到将下一模块14和下二模块15所形成的凸起39则完全覆盖。
B、成型：将上一模块、上二模块与母型模具、下一模块和下二模块进行合模，并在母型模具的模穴中形成陶瓷感应测头；
其中具体操作过程见图1中6-3阶段所示，6到3阶段主要包括有合模过程阶段6，加压过程5-3阶段，其中合模过程阶段6具体为：以曲轴式粉末干压成型机的机械特性、带动方式和控制方法让上一模块11、上二模块12进行合模动作，当上一模块11、上二模块12进入母型模具13中模穴20中后，使其所形成的凹槽38与下一模块14和下二模块15所形成的凸起39对应卡接，而在凹槽38和凸起39之间所形成的空腔中的高纯度钇安定氧化锆良品粉末则被挤压成陶瓷感应测头形状。
加压过程5-3阶段具体为：当上一模块11、上二模块12的凹槽38与下一模块14和下二模块15的凸起39合模后，上一模块11、上二模块12对空腔中粉末将自动进行第一次排气，而在持续加压成型过程中上一模块11、上二模块12、母型模具13、下一模块14和下二模块15同时下降，并辅助模穴中高纯度钇安定氧化锆良品粉末21分别向上与向下经由上一模块11、上二模块12、母型模具13、下一模块14和下二模块15间隙，将高纯度钇安定氧化锆良品粉末21中的空气因加压成型速度持续分别向上与向下自动排气，直到空气完全排出为止，直到下一模块14下至定位点34、下二模块15下至定位点36为止，此时高纯度钇安定氧化锆良品粉末会因为合模后模具形状，形成出一个高致密度结构的圆锥生胚陶瓷感应测头21。
C、取件：将上一模块、上二模块与母型模具、下一模块和下二模块进行退模，通过机械夹将陶瓷感应测头取出；
其中具体操作过程见图1中3-1阶段所示，当生胚陶瓷感应测头21成型后，曲轴式粉末干压成型机依程序设定与机器反向动作原理将母型模具13退模与下一模块14面平行；再依程序设定与机器反向动作原理同时将上一模块11、上二模块12向上退离生胚陶瓷感应测头，下二模块15向下退离生胚陶瓷感应测头至37处，并与下一模块14面平行，此时上一模块11、上二模块12、母型模具13、下一模块14和下二模块15同时上升，由母型模具13面将生胚陶瓷感应测头21顶出至母型模具13原来位置32处，此时上一模块11回复至上定位点30处，上二模块12回复至上定位点31处，下一模块14回复至原来位置33处，下二模块15回复至原来位置35处，然后再由机械夹将生胚陶瓷感应测头21夹出，完成取件，并同时通过送粉匣进行下一次生胚陶瓷感应测头成型的良品粉末自动填充。
D、高温烧结，制出陶瓷感应测头成品：将陶瓷感应测头在1450℃以上恒温4小时烧结，冷却后得到陶瓷感应测头成品。
其具体为：将成型后的生胚陶瓷感应测头21放入高温烧结炉中，经过在高温烧结炉上的温度与温升曲线精密设定，对其进行烧结，完成后得到最佳的陶瓷感应测头成品。
本发明从根本上解决了现有氧传感器的陶瓷感应测头成型制造上以及生产上的问题，工艺流程更加简化与稳定，减少了加工过程中人为、机器等因素所造成不良品，所成型的生胚陶瓷感应测头具有高致密度结构、高机械强度、废气透不过的优点，从而降低了成本、提高了产能。
以上对本发明所提供的一种氧传感器陶瓷感应测头成型装置及成型制造方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制.

Claims (4)

1.一种氧传感器陶瓷感应测头成型装置，其特征在于包括有母型模具(13)、上一模块(11)、上二模块(12)、下一模块(14)和下二模块(15)，所述母型模具(13)中设置有模穴(20)，所述上一模块(11)活动套置于上二模块(12)中，并形成凹槽(38)；所述下二模块(15)活动套置于下一模块(14)中，且形成与凹槽(38)对应的凸起(39)。
2.一种氧传感器陶瓷感应测头成型制造方法，其特征在于包括有步骤：
A：填粉：将钇安定氧化锆粉末填充在母型模具的模穴中；
B：成型：将上一模块、上二模块与母型模具、下一模块和下二模块进行合模，并在母型模具的模穴中形成陶瓷感应测头；
C：取件：将上一模块、上二模块与母型模具、下一模块和下二模块进行退模，通过机械夹将陶瓷感应测头取出；
D：高温烧结，制出陶瓷感应测头成品：将陶瓷感应测头在1450℃以上恒温4小时烧结，冷却后得到陶瓷感应测头成品。
3.根据权利要求2所述的氧传感器陶瓷感应测头成型制造方法，其特征在于步骤A具体包括：将下一模块和下二模块往上至模穴填充位置，然后在模穴填充位置中填充钇安定氧化锆粉末，并将下二模块前端的凸起部分完全覆盖。
4.根据权利要求2所述的氧传感器陶瓷感应测头成型制造方法，其特征在于步骤B具体包括：所述上一模块、上二模块进入母型模具中与下一模块和下二模块对应结合，并对母型模具中的钇安定氧化锆粉末进行加压，在加压过程中排气，使钇安定氧化锆粉末成型。
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