CN102557627A - 氧化锆陶瓷钥匙及制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车用氧化锆陶瓷钥匙及制备工艺。本发明通过对氧化锆陶瓷进行制备、加工、烧结及抛光等步骤，得到氧化锆陶瓷钥匙，其抗折强度可达到1200MPa以上，耐磨性为一般金属材料的60倍，断裂韧性可达到8MPa*m^1/2，完全可以满足制作钥匙的需要。表面非常光滑，锁内卡簧与氧化锆钥匙接触产生的磨损要比与金属材料钥匙接触少1/3。而且由于钇稳定氧化锆材料半透明性，所制备的氧化锆钥匙，也具有极好的美观性。该工艺制备的氧化锆钥匙可根据客户的需要设计形状、颜色，并根据调整透光性，个性化较强。

Description

氧化锆陶瓷钥匙及制备工艺

技术领域

本发明涉及一种氧化锆陶瓷钥匙，尤其涉及一种汽车用氧化锆陶瓷钥匙及制备工艺。

背景技术

汽车钥匙，除了保证汽车安全外，车钥匙同时负有传达品牌文化的重任；而且由于它常被主人携带在身，与人接触广泛。所以，对于车主来说，一把好看的车钥匙，是一种身份的象征；对于汽车厂家而言，一把造型独特、做工精细的车钥匙，是汽车品牌的代言者。

然而，现有汽车钥匙大多由金属材料制备，耐磨性较差、对锁内卡簧的磨损也相对较大，而且颜色比较单一，美观性较差，同时也欠缺个性化。

钇稳定氧化锆陶瓷，由于具有强度高、耐磨性好、断裂韧性高以及生物相容性好等优点，近年来被广泛应用于各个领域，包括日用刀具，全锆义齿，轴承，以及弹簧等。

发明内容

本发明利用针对上述现有技术中存在的问题，提供一种氧化锆陶瓷钥匙，解决了现有技术中的钥匙耐磨性差、颜色单一的问题，而且本发明成本低、质量稳定。

本发明的另一目的在于提供一种氧化锆陶瓷钥匙的制备工艺。

本发明的技术方案为：

钥匙坯体材质为氧化锆陶瓷。

本发明的制备工艺包括下述步骤：

制备，制备放尺为1.1~1.4的预烧结氧化锆瓷块；

加工，CAD/CAM设计、加工上述氧化锆瓷块坯体；

烧结，将坯体放入箱式高温电阻炉内于1400~1600℃烧结，保温1~5h；

抛光，再进行抛光，即最终完成氧化锆钥匙。

包括浸泡I，选择溶质质量分数为0.1%~40%的可溶性水或醇-水着色盐溶液对加工后的坯体进行浸泡0.5~30min，再烘干。

所述的浸泡I步骤中的着色盐溶液的溶质包括Pr³⁺、Er³⁺、Nd³⁺、Ho³⁺、Sm³⁺、Tm³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cr³⁺、Mn²⁺中的任一种或其组合。

所述的浸泡I步骤中，坯体整体为同一颜色着色盐溶液着色或在坯体的不同部位使用不同的着色盐溶液着色。

包括浸泡II，选用溶质质量分数为10%~70%的Yb³⁺、Y³⁺的可溶性水或醇-水溶液对坯体进行浸泡0.5~30min，再烘干。

所述的浸泡II步骤中使用单一的可溶性钇或镱盐溶液或其组合。

所述的浸泡I步骤和浸泡II步骤中的水或醇-水溶液中的醇为易溶于水的醇类，包括丙三醇、乙二醇、聚乙二醇600、四氢糠醇中的任一种。

所述的浸泡I步骤和浸泡II步骤中的浸泡的方式均可替换为涂刷溶液的方式，或者浸泡与涂刷相结合的方式，涂刷次数为2~10次。

包括细加工步骤，采用磨床对烧结后坯体加工。

所述的制备步骤中，选用白色氧化锆瓷块或已引入着色剂的彩色氧化锆瓷块。

本发明的优点：

本发明提供的氧化锆钥匙，抗折强度可达到1200MPa以上，耐磨性为金属材料的60倍。断裂韧性可达到8 MPa*m^1/2，虽较金属材料低，但与其他陶瓷相比，断裂韧性相对较高，完全可以用于制备钥匙。硬度12GPa以上，虽较一般金属材料要高出很多，但由于进行抛光处理，使表面光滑，锁内卡簧与氧化锆钥匙接触产生的磨损要比与金属材料钥匙接触少1/3。而且由于钇稳定氧化锆材料半透明性，所制备的氧化锆钥匙，也具有极好的美观性。该工艺制备的氧化锆钥匙可根据客户的需要设计形状、颜色，并根据调整透光性，个性化较强。

具体实施方式

本发明结合具体实施例，进行详细描述如下。

实施例1

制备放尺为1.1的预烧结氧化锆瓷块，采用CAD/CAM设计加工钥匙坯体，把钥匙坯体浸泡于溶质质量分数为0.2%的硝酸镨水溶液中30分钟，烘干，再浸泡于溶质质量分数为10%的硝酸钇聚乙二醇-水溶液中3分钟，干燥后将坯体放入箱式高温电阻炉内于1400℃烧结，保温1h，最后抛光得颜色为黄色的氧化锆钥匙。

实施例2

制备放尺为1.2的预烧结氧化锆瓷块，采用CAD/CAM设计加工钥匙坯体，把钥匙坯体浸泡于溶质质量分数为40%的硝酸钕丙三醇-水溶液中0.5分钟，烘干，再用溶质质量分数为70%的硝酸镱水溶液涂刷2遍，干燥后将坯体放入箱式高温电阻炉内于1500℃烧结，保温2h，最后抛光得颜色为红色的氧化锆钥匙。

实施例3

制备放尺为1.3的预烧结氧化锆瓷块，采用CAD/CAM设计加工钥匙坯体，把钥匙坯体浸泡于溶质质量分数为40%的硝酸钕丙三醇-水溶液中0.5分钟，烘干，再用溶质质量分数为10%的硝酸镱水溶液涂刷10遍，干燥后将坯体放入箱式高温电阻炉内于1600℃烧结，保温5h，最后抛光得颜色为红色的氧化锆钥匙。

实施例4

制备放尺为1.4的预烧结氧化锆瓷块，采用CAD/CAM设计加工钥匙坯体，把钥匙坯体两端分别浸泡于2wt%硫酸铜、0.40wt%氯化锰聚乙二醇600-水溶液中5分钟，烘干，再用10wt%的硝酸镱四氢糠醇-水溶液涂刷2遍、再用50wt%的硝酸钇水溶液涂刷1遍，干燥后将坯体放入箱式高温电阻炉内于1600℃烧结，保温5h，最后抛光得颜色为一端为蓝色一端为灰色的氧化锆钥匙。

实施例5

制备放尺为1.2的预烧结氧化锆瓷块，采用CAD/CAM设计，粗加工钥匙坯体，把钥匙坯体两端分别浸泡于5wt%硝酸镨、2wt%硝酸钕聚乙二醇600-水溶液中5分钟，烘干，然后用70wt%的硝酸镱四氢糠醇-水溶液涂刷3遍，干燥后将坯体放入箱式高温电阻炉内于1480℃烧结，保温2.5h，再用磨床对钥匙坯体进行精加工，最后抛光得颜色为橘色氧化锆钥匙。

实施例6

 将钥匙坯体放入质量分数为0.1%的硝酸铒水溶液中浸泡30分钟，烘干，再浸泡于溶质质量分数为30%的硝酸钇聚乙二醇-水溶液中30分钟，其它步骤同实施例1。

实施例7

将钥匙坯体放入质量分数为10%的硝酸钬、20%的硝酸钐的混合水溶液中浸泡20分钟，烘干，再浸泡于溶质质量分数为40%的硝酸钇和15%硝酸镱混合水溶液中10分钟，其它步骤同实施例1。

    实施例8

将钥匙坯体放入质量分数为10%的硝酸铥、5%的氯化铁、1%的氯化镍、3%的硝酸钴、6%的硝酸铬丙三醇-水溶液中15分钟，其它步骤同实施例1。

Claims (10)

1.氧化锆陶瓷钥匙，其特征在于坯体材质为氧化锆陶瓷。

2.制备权利要求1所述的氧化锆陶瓷钥匙的制备工艺，其特征在于包括下述步骤：

制备，制备放尺为1.1~1.4的预烧结氧化锆瓷块；

加工，CAD/CAM设计、加工上述氧化锆瓷块坯体；

烧结，将坯体放入箱式高温电阻炉内于1400~1600℃烧结，保温1~5h；

抛光，再进行抛光，即最终完成氧化锆钥匙。

3.根据权利要求2所述的氧化锆陶瓷钥匙的制备工艺，其特征在于包括浸泡I，选择溶质质量分数为0.1%~40%的可溶性水或醇-水着色盐溶液对加工后的坯体进行浸泡0.5~30min，再烘干。

4.根据权利要求3所述的氧化锆陶瓷钥匙的制备工艺，其特征在于所述的浸泡I步骤中的着色盐溶液的溶质包括Pr³⁺、Er³⁺、Nd³⁺、Ho³⁺、Sm³⁺、Tm³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cr³⁺、Mn²⁺中的任一种或其组合；所述的坯体整体为同一颜色着色盐溶液着色或在坯体的不同部位使用不同的着色盐溶液着色。

5.根据权利要求2所述的氧化锆陶瓷钥匙的制备工艺，其特征在于包括浸泡II，选用溶质质量分数为10%~70%的Yb³⁺、Y³⁺的可溶性水或醇-水溶液对坯体进行浸泡0.5~30min，再烘干。

6.根据权利要求5所述的氧化锆陶瓷钥匙的制备工艺，其特征在于所述的浸泡II步骤中使用单一的可溶性钇或镱盐溶液或其组合。

7.根据权利要求3或5所述的氧化锆陶瓷钥匙的制备工艺，其特征在于所述的浸泡I步骤和浸泡II步骤中的水或醇-水溶液中的醇为易溶于水的醇类，包括丙三醇、乙二醇、聚乙二醇600、四氢糠醇中的任一种。

8.根据权利要求3或5所述的氧化锆陶瓷钥匙的制备工艺，其特征在于所述的浸泡I步骤和浸泡II步骤中的浸泡的方式均可替换为涂刷溶液的方式，或者浸泡与涂刷相结合的方式，涂刷次数为2~10次。

9.根据权利要求2所述的氧化锆陶瓷钥匙的制备工艺，其特征在于包括细加工步骤，采用磨床对烧结后坯体加工。

10.根据权利要求2所述的氧化锆陶瓷钥匙的制备工艺，其特征在于所述的制备步骤中，选用白色氧化锆瓷块或已引入着色剂的彩色氧化锆瓷块。