CN102219509A - 一种压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具的制法及坯料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具的制法。包括：第一步：原料按重量百分比：氧化锆60%至90％、氧化镁0.5%至20％、石蜡3%至18%、蜂蜡0.20至0.80％，其余为钛酸酯混合制成坯料。第二步：将第一步得到的坯料与金属冲杆结合，制成模具坯料。第三步：将第二步得到的模具坯料经1600℃-1650℃高温焙烧制成氧化锆陶瓷模具坯料。第四步：将第三步得到的氧化锆陶瓷模具坯料经过精密机械进行切磨加工，制成压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具。使用本发明的氧化锆陶瓷模具压制片状等形状颗粒，完全达到高纯氧化物材料无污染加工的要求；是一种容易获得并具有压制片状颗粒等形状的高纯氧化物材料的理想方法。

Description

一种压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具的制法及坯料

技术领域

本发明属于模具领域，特别涉及一种压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具及坯料。

背景技术

在高纯氧化物材料通过压片成型机压制成型时，因原料本身的高硬度与金属模具接触摩擦时，易导致金属污染，从而影响制品的各项性能。

具体的，当将高纯度氧化物原料压制成颗粒、片状等成型时，通常使用金属模具压制，因原料具有一定的粒度和硬度，当与金属冲杆和中模压制时，因压片机的压力达到6吨以上的压力时，较大的压力使原料与金属杆和中模产生强大的摩擦力，会使压制成型的颗粒表面粘连金属粉末形成金属污染，当将压制成型的颗粒经过高温烧结时，金属物会与成型的原料反应结合，导致压制材料的各项性能劣化。为解决金属污染，需要有一种在强大压力下也不产生金属污染的模具。用氧化锆材料制作高强度、高耐磨擦的压制模具就可以解决金属污染。

发明内容

由于陶瓷模具具有高强度、耐摩擦、抗压能力强，是一种理想的压制模具，本发明的目的：提供一种压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具的制法及坯料是通过将金属模具制成高强度陶瓷模具压制氧化物材料，制成一种高强度、高耐磨擦的压制模具。

采用的技术方案：提供一种压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具的制法，包括以下步骤：

第一步：原料按重量百分比：氧化锆60%至90％、氧化镁0.5%至20％、石蜡3%至18%、蜂蜡0.20至0.80％，其余为钛酸酯混合制成坯料。

第二步：将第一步得到的坯料与金属冲杆结合，制成模具坯料。

第三步：将第二步得到的模具坯料经1600℃-1650℃高温焙烧制成氧化锆陶瓷模具坯料。

第四步：将第三步得到的氧化锆陶瓷模具坯料经过精密机械进行切磨加工，制成压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具。

其中，所述第一步具体步骤为：

首先，准备粒度范围在600目-2500目按重量比60%-90%的氧化锆粉末、0.5%-20%MgO纯度在96%-99.9%范围的氧化镁作为主原料使用混料机均匀搅拌混合；将3%-18%的石蜡、0.20%-0.80%的蜂蜡，加热至融化与经过混料机均匀搅拌混合的加入了0.5%-20%MgO纯度在96%-99.9%范围的氧化镁的粒度范围在600目-2500目按重量比60%-90%的氧化锆粉末混合搅拌制成浆料。

然后，将加入蜂蜡和石蜡的掺入氧化镁的氧化锆浆料，通过模具进行成型制成毛坯，经过等静压机压制成坯体再放入1600℃-1680℃高温窑炉烧结成陶瓷坯体。

其中，所述第二步具体步骤为：

首先，将烧结后的陶瓷坯体按一定的尺寸要求经数控机床加工成陶瓷冲模，冲模分为上冲、下冲和中模。

然后，将经过数控机床加工的上冲、下冲和中模抛光处理与金属杆粘连完成压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具加工。

本发明还提供了一种用于制作压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具的坯料，所述配料是将原料按重量百分比：氧化锆60%至90％、氧化镁0.5%至20％、石蜡3%至18%、蜂蜡0.20至0.80％，其余为钛酸酯混合制成。

有益的技术效果：使用本发明的氧化锆陶瓷模具压制片状等形状颗粒，完全可以达到高纯氧化物材料无污染加工的要求；是一种容易获得并具有压制片状颗粒等形状的高纯氧化物材料的理想方法。

附图说明

图1是本发明制作压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

本发明的压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具的制法包括以下步骤：原料按重量百分比，氧化锆60%至90％，氧化镁0.5%至20％，石蜡3%至18%，蜂蜡0.20至0.80％，钛酸酯等混合制成坯料，再和金属冲杆结合，制成模具坯料，坯料经1600℃高温焙烧制成氧化锆陶瓷模具烧成坯料，在经过精密机械进行切磨加工，制成高强度、高耐磨擦的压制模具。

实施例1

氧化锆60%，氧化镁20％，石蜡10%，蜂蜡0.50％，钛酸酯等混合制成坯料，再和金属冲杆结合，制成模具坯料，坯料经1600℃高温焙烧制成氧化锆陶瓷模具烧成坯料，在经过精密机械进行切磨加工，制成高强度、高耐磨擦的压制模具。安装在压力为6吨的压制机压制直径为12mm,厚度为5mm的陶瓷材料时，连续工作1小时后因机械强度较低出现上下冲断裂现象。

实施例2

原料按重量百分比，氧化锆75%，氧化镁15%，石蜡8%，蜂蜡0.40%，钛酸酯等混合制成坯料，再和金属冲杆结合，制成模具坯料，坯料经1650℃高温焙烧制成氧化锆陶瓷模具烧成坯料，在经过精密机械进行切磨加工，制成高强度、高耐磨擦的压制模具,安装在压力为6吨的压制机压制直径为10mm,厚度为5mm的陶瓷材料时，连续工作3小时后因机械强度较低出现上下冲断裂现象。

实施例3

原料按重量百分比，氧化锆90％，氧化镁2.5％，石蜡6%，蜂蜡0.60％，钛酸酯等混合制成坯料，再和金属冲杆结合，制成模具坯料，坯料经1700℃高温焙烧制成氧化锆陶瓷模具烧成坯料，在经过精密机械进行切磨加工，制成高强度、高耐磨擦的压制模具,安装在压力为8吨的压制机压制直径为8mm,厚度为5mm的陶瓷材料时，连续工作3小时后因机械强度适中未出现上下冲断裂现象。

对比实验例

1、传统模具将高纯氧化物原料经过筛分，形成具有良好流动性的、具有一定粒度分布的粉末，使用传统的GCr15高碳铬轴承钢制成的模具压制粒度在120目至325目之间、体积密度在2.0左右的高纯氧化物粉体材料、压制直径12mm、厚度在6mm的片状颗粒时，片状颗粒表面及边缘明显有与金属模具摩擦产生的黑颜色摩痕，经过1600度高温烧结片状颗粒后，金属物与原料产生化学反应并还原成金属而颜色变黄红色。

2、使用本发明的氧化锆陶瓷模具压制与上述实验例相同的粉体材料，片状颗粒表面及边缘没有发现金属物的摩痕，证明氧化锆陶瓷模具不仅可以避免金属模具的污染，还具有足够的抗压和抗摩擦力。

结论

通过实验对比，使用氧化锆陶瓷模具压制片状等形状颗粒，完全可以达到高纯氧化物材料无污染加工的要求。是一种容易获得并具有压制片状颗粒等形状的高纯氧化物材料的理想方法。

以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具的制法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤100：原料按重量百分比：氧化锆60%至90％、氧化镁0.5%至20％、石蜡3%至18%、蜂蜡0.20至0.80％，其余为钛酸酯混合制成坯料；

步骤200：将步骤100得到的坯料与金属冲杆结合，制成模具坯料；

步骤300：将步骤200得到的模具坯料经1600℃-1650℃高温焙烧制成氧化锆陶瓷模具坯料；

步骤400：将步骤300得到的氧化锆陶瓷模具坯料经过精密机械进行切磨加工，制成压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具。

2.根据权利要求1所述的压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具，其特征在于，所述步骤100具体步骤为： 

步骤110：准备粒度范围在600目-2500目按重量比60%-90%的氧化锆粉末、0.5%-20%MgO纯度在96%-99.9%范围的氧化镁作为主原料使用混料机均匀搅拌混合；将3%-18%的石蜡、0.20%-0.80%的蜂蜡，加热至融化与经过混料机均匀搅拌混合的加入了0.5%-20%MgO纯度在96%-99.9%范围的氧化镁的粒度范围在600目-2500目按重量比60%-90%的氧化锆粉末混合搅拌制成浆料；

步骤120：将加入蜂蜡和石蜡的掺入氧化镁的氧化锆浆料，通过模具进行成型制成毛坯，经过等静压机压制成坯体再放入1600℃-1680℃高温窑炉烧结成陶瓷坯体。

3.根据权利要求1所述的压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具，其特征在于，所述步骤200具体步骤为： 

步骤210：将烧结后的陶瓷坯体按一定的尺寸要求经数控机床加工成陶瓷冲模，冲模分为上冲、下冲和中模；

步骤220：将经过数控机床加工的上冲、下冲和中模抛光处理与金属杆粘连完成压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具加工。

4.一种用于制作压片成型机用超硬氧化锆陶瓷模具的坯料，其特征在于，所述配料是将原料按重量百分比：氧化锆60%至90％、氧化镁0.5%至20％、石蜡3%至18%、蜂蜡0.20至0.80％，其余为钛酸酯混合制成。

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