CN105473313B - 一种氧化锆陶瓷结构件及其成型方法 - Google Patents

一种氧化锆陶瓷结构件及其成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种氧化锆陶瓷结构件的成型方法，包括以下步骤：提供一嵌件；所述嵌件包括一主体部，及一个或多个突出于所述主体部表面的凸起部；提供一注塑模具，所述注塑模具包括一中空腔体，及一个或多个定位孔，将所述嵌件置于注塑模具的中空腔体中，并将所述嵌件的凸起部插入模具的定位孔中；以注塑成型方式于所述中空腔体中填充氧化锆陶瓷坯料，所述氧化锆陶瓷坯料包覆所述嵌件的主体部，形成一氧化锆陶瓷结构件坯体；在1200℃‑1500℃烧结所述氧化锆陶瓷结构件坯体，形成所述氧化锆陶瓷结构件。本发明提供的氧化锆陶瓷结构件的成型方法解决了现有技术中陶瓷结构件中复杂倒扣位难以通过模具实现、简单倒扣位成型过程复杂和生产效率低的问题。

Description

一种氧化锆陶瓷结构件及其成型方法
技术领域
本发明涉及陶瓷制品技术领域，特别是涉及一种氧化锆陶瓷结构件及其成型方法。
背景技术
氧化锆陶瓷是以氧化锆粉体为基体，经过注塑和烧结等工艺完成的陶瓷结构件，由于氧化锆陶瓷具有高韧性、高抗弯强度、高耐磨性、优异的隔热性能和热膨胀系数接近于钢等优点，被广泛应用于结构陶瓷领域，特别被广泛用于传统高档手表表壳、智能手表和智能手环的外壳等结构件中。但是现有技术中陶瓷结构件在设计及生产的过程中存在以下问题：(1)对于陶瓷结构件中一些复杂的倒扣位，模具上不能直接实现；(2)对于比较简单的倒扣位，可通过模具行位装饰来实现，但行位修饰限制较多，且常常需要计算机数字控制机床辅助实现，但由于氧化锆陶瓷硬度高，计算机数字控制机床加工难度较大，导致陶瓷结构件的成型过程复杂，降低了陶瓷结构件的生产效率。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例第一方面提供了一种氧化锆陶瓷结构件的成型方法，用以解决现有技术中氧化锆陶瓷结构件中复杂倒扣位难以通过模具实现、简单倒扣位成型过程复杂，陶瓷结构件生产效率低的问题，以及难以得到可实现某些特定功能的氧化锆陶瓷结构件的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种氧化锆陶瓷结构件的成型方法，包括以下步骤：
提供一嵌件；所述嵌件包括一主体部，及一个或多个突出于所述主体部表面的凸起部；
提供一注塑模具，所述注塑模具包括一中空腔体，及一个或多个定位孔，将所述嵌件置于所述注塑模具的中空腔体中，并将所述嵌件的凸起部插入所述注塑模具的定位孔中；
以注塑成型的方式于所述中空腔体中填充氧化锆陶瓷坯料，所述氧化锆陶瓷坯料包覆所述嵌件的主体部，形成一氧化锆陶瓷结构件坯体；
在1200℃-1500℃的烧结温度下烧结所述氧化锆陶瓷结构件坯体，形成氧化锆陶瓷结构件；
当所述嵌件的材料熔点低于所述烧结温度时，所述烧结过程中，所述氧化锆陶瓷结构件坯体中的嵌件熔化后，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件具有一个或多个倒扣位，或
当所述嵌件的材料熔点高于所述烧结温度时，所述烧结过程中，所述氧化锆陶瓷坯料与所述嵌件结合在一起，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件为氧化锆陶瓷与嵌件的组合体。
本发明实施方式中，所述嵌件的材料为固体石蜡。
本发明实施方式中，所述嵌件的材料熔点为2500℃以上。
本发明实施方式中，所述嵌件的材料为钼或钨。
本发明实施方式中，所述注塑成型时，所述氧化锆陶瓷坯料在24吨-50吨(T)压力和140℃-280℃温度条件下注射进入模具。
本发明实施方式中，所述氧化锆陶瓷坯料包括氧化锆陶瓷粉、稳定剂和粘结剂。
本发明实施方式中，烧结的时间为2-3天。
本发明实施方式中，所述嵌件通过3D打印或计算机数字控制机床加工(CNC)得到。
本发明实施例第一方面提供的一种氧化锆陶瓷结构件的成型方法，通过将嵌件和氧化锆陶瓷坯料形成的氧化锆陶瓷结构件坯体进行烧结，利用嵌件的材料熔点和氧化锆陶瓷的材料熔点不同的原理，得到氧化锆陶瓷结构件。当所述嵌件的材料熔点低于所述烧结温度时，所述氧化锆陶瓷结构件坯体中的嵌件熔化后，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件具有一个或多个倒扣位，所述氧化锆陶瓷结构件成型过程中不需要行位修饰和CNC的辅助，成型过程简单，生产效率较高。解决了现有技术中陶瓷结构件中复杂倒扣位难以通过模具实现、简单倒扣位成型过程复杂和陶瓷结构件生产效率低的问题。当所述嵌件的材料熔点高于所述烧结温度时，所述烧结过程中，所述氧化锆陶瓷坯料与所述嵌件结合在一起，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件为氧化锆陶瓷与嵌件的组合体，所述嵌件可以提高氧化锆陶瓷结构件的强度和刚度，制得的氧化锆陶瓷结构件可以实现天线功能和与其它零件的连接等特定功能。
第二方面，本发明实施例提供了一种氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件为按照第一方面所述的成型方法制得。
本发明实施方式中，所述氧化锆陶瓷结构件具有一个或多个倒扣位。
本发明实施方式中，所述氧化锆陶瓷结构件为氧化锆陶瓷与嵌件的组合体。
本发明实施例第二方面提供的一种氧化锆陶瓷结构件，通过将嵌件和氧化锆陶瓷坯料形成的氧化锆陶瓷结构件坯体进行烧结，得到具有倒扣位的氧化锆陶瓷结构件或可以实现天线功能和连接等特定功能的氧化锆陶瓷结构件。
综上，本发明实施例第一方面提供的一种氧化锆陶瓷结构件的成型方法，通过将嵌件和氧化锆陶瓷坯料形成的氧化锆陶瓷结构件坯体进行烧结，利用嵌件的材料熔点和氧化锆陶瓷的材料熔点不同的原理，得到氧化锆陶瓷结构件。当所述嵌件的材料熔点低于所述烧结温度时，所述氧化锆陶瓷结构件坯体中的嵌件熔化后，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件具有一个或多个倒扣位，所述氧化锆陶瓷结构件成型过程中不需要行位修饰和CNC的辅助，成型过程简单，生产效率较高。解决了现有技术中陶瓷结构件中复杂倒扣位难以通过模具实现、简单倒扣位成型过程复杂和陶瓷结构件生产效率低的问题。当所述嵌件的材料熔点高于所述烧结温度时，所述烧结过程中，所述氧化锆陶瓷坯料与所述嵌件结合在一起，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件为氧化锆陶瓷与嵌件的组合体，所述嵌件可以提高氧化锆陶瓷结构件的强度和刚度，制得的氧化锆陶瓷结构件可以实现天线功能和与其它零件的连接等特定功能。本发明实施例第二方面提供的一种氧化锆陶瓷结构件，通过将嵌件和氧化锆陶瓷坯料形成的氧化锆陶瓷结构件坯体进行烧结，得到具有倒扣位的氧化锆陶瓷结构件或可以实现天线功能和连接等特定功能的氧化锆陶瓷结构件。
本发明实施例的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本发明实施例的实施而获知。
附图说明
图1为本发明实施例1的氧化锆陶瓷结构件的成型流程图；
图2为本发明实施例1的氧化锆陶瓷结构件的成型过程示意图；
图3为本发明实施例2的氧化锆陶瓷结构件的成型过程示意图。
具体实施方式
以下所述是本发明实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明实施例的保护范围。
本发明实施例第一方面提供的一种氧化锆陶瓷结构件的成型方法，通过将嵌件和氧化锆陶瓷坯料形成的氧化锆陶瓷结构件坯体进行烧结，利用嵌件的材料熔点和氧化锆陶瓷的材料熔点不同的原理，得到氧化锆陶瓷结构件。当所述嵌件的材料熔点低于所述烧结温度时，所述氧化锆陶瓷结构件坯体中的嵌件熔化后，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件具有一个或多个倒扣位，所述氧化锆陶瓷结构件成型过程中不需要行位修饰和CNC的辅助，成型过程简单，生产效率较高。解决了现有技术中陶瓷结构件中复杂倒扣位难以通过模具实现、简单倒扣位成型过程复杂和陶瓷结构件生产效率低的问题。当所述嵌件的材料熔点高于所述烧结温度时，所述烧结过程中，所述氧化锆陶瓷坯料与所述嵌件结合在一起，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件为氧化锆陶瓷与嵌件的组合体，所述嵌件可以提高氧化锆陶瓷结构件的强度和刚度，制得的氧化锆陶瓷结构件可以实现天线功能和与其它零件的连接等特定功能。
第一方面，本发明实施例提供了一种氧化锆陶瓷结构件的成型方法，包括以下步骤：
提供一嵌件；所述嵌件包括一主体部，及一个或多个突出于所述主体部表面的凸起部；
提供一注塑模具，所述注塑模具包括一中空腔体，及一个或多个定位孔，将所述嵌件置于所述注塑模具的中空腔体中，并将所述嵌件的凸起部插入所述注塑模具的定位孔中；
以注塑成型的方式于所述中空腔体中填充氧化锆陶瓷坯料，所述氧化锆陶瓷坯料包覆所述嵌件的主体部，形成一氧化锆陶瓷结构件坯体；
在1200℃-1500℃的烧结温度下烧结所述氧化锆陶瓷结构件坯体，形成氧化锆陶瓷结构件；
当所述嵌件的材料熔点低于所述烧结温度时，所述烧结过程中，所述氧化锆陶瓷结构件坯体中的嵌件熔化后，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件具有一个或多个倒扣位，或
当所述嵌件的材料熔点高于所述烧结温度时，所述烧结过程中，所述氧化锆陶瓷坯料与所述嵌件结合在一起，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件为氧化锆陶瓷与嵌件的组合体。
优选的，在本发明实施方式中，所述嵌件的材料为固体石蜡。所述固体石蜡的熔点为47℃-64℃，沸点为322℃，所述烧结温度高于嵌件的材料沸点，在所述烧结过程中，所述嵌件会直接气化消失。
优选的，在本发明实施方式中，所述嵌件的材料熔点为2500℃以上。所述嵌件在烧结过程中不容易损坏。
优选的，在本发明实施方式中，所述嵌件的材料为钼或钨。所述钼和钨硬度较高，能够提高氧化锆陶瓷结构件的强度和刚度。
优选的，在本发明实施方式中，所述氧化锆陶瓷坯料包括氧化锆、稳定剂和粘结剂。
所述稳定剂和粘结剂的选择不作特殊限定，现有常规使用的均可，例如所述稳定剂可以是三氧化二钇，所述粘结剂可以是聚乙烯。
优选的，在本发明实施方式中，所述注塑成型时，所述氧化锆陶瓷坯料在24-50吨(T)压力和140℃-280℃温度条件下注射进入模具。
优选的，在本发明实施方式中，烧结的时间为2-3天。
优选的，在本发明实施方式中，所述嵌件通过3D打印或计算机数字控制机床加工得到。
本发明实施例第一方面提供的一种氧化锆陶瓷结构件的成型方法，通过将嵌件和氧化锆陶瓷坯料形成的氧化锆陶瓷结构件坯体进行烧结，利用嵌件的材料熔点和氧化锆陶瓷的材料熔点不同的原理，得到氧化锆陶瓷结构件。当所述嵌件的材料熔点低于所述烧结温度时，所述氧化锆陶瓷结构件坯体中的嵌件熔化后，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件具有一个或多个倒扣位，氧化锆陶瓷结构件成型过程中不需要行位修饰和CNC的辅助，成型过程简单，氧化锆陶瓷结构件生产效率较高。解决了现有技术中陶瓷结构件中复杂倒扣位难以通过模具实现、简单倒扣位成型过程复杂和陶瓷结构件生产效率低的问题。当所述嵌件的材料熔点高于所述烧结温度时，所述烧结过程中，所述氧化锆陶瓷坯料与所述嵌件结合在一起，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件为氧化锆陶瓷与嵌件的组合体，所述嵌件可以提高氧化锆陶瓷结构件的强度和刚度，制得的氧化锆陶瓷结构件可以实现天线功能和与其它零件的连接等特定功能。
第二方面，本发明实施例提供了一种氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件为按照第一方面所述的成型方法制得。
优选的，在本发明实施方式中，所述氧化锆陶瓷结构件具有一个或多个倒扣位。
优选的，在本发明实施方式中，所述氧化锆陶瓷结构件为氧化锆陶瓷与嵌件的组合体。
本发明实施例第二方面提供的一种氧化锆陶瓷结构件，通过将嵌件和氧化锆陶瓷坯料形成的氧化锆陶瓷结构件坯体进行烧结，得到具有倒扣位的氧化锆陶瓷结构件或可以实现天线功能和连接等特定功能的氧化锆陶瓷结构件。
综上，本发明实施例第一方面提供的一种氧化锆陶瓷结构件的成型方法，通过将嵌件和氧化锆陶瓷坯料形成的氧化锆陶瓷结构件坯体进行烧结，利用嵌件的材料熔点和氧化锆陶瓷的材料熔点不同的原理，得到氧化锆陶瓷结构件。当所述嵌件的材料熔点低于所述烧结温度时，所述氧化锆陶瓷结构件坯体中的嵌件熔化后，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件具有一个或多个倒扣位，所述氧化锆陶瓷结构件成型过程中不需要行位修饰和CNC的辅助，成型过程简单，氧化锆陶瓷结构件的生产效率较高。解决了现有技术中陶瓷结构件中复杂倒扣位难以通过模具实现、简单倒扣位成型过程复杂和陶瓷结构件生产效率低的问题。当所述嵌件的材料熔点高于所述烧结温度时，所述烧结过程中，所述氧化锆陶瓷坯料与所述嵌件结合在一起，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件为氧化锆陶瓷与嵌件的组合体，所述嵌件可以提高氧化锆陶瓷结构件的强度和刚度，制得的氧化锆陶瓷结构件可以实现天线功能和与其它零件的连接等特定功能。本发明实施例第二方面提供的一种氧化锆陶瓷结构件，通过将嵌件和氧化锆陶瓷坯料形成的氧化锆陶瓷结构件坯体进行烧结，得到具有倒扣位的氧化锆陶瓷结构件或具有高强度和刚度以及可以实现天线功能和连接等特定功能的氧化锆陶瓷结构件。
下面分多个实施例对本发明实施例进行进一步的说明。本发明实施例不限定于以下的具体实施例。在不变主权利的范围内，可以适当的进行变更实施。
实施例一
本实施例提供一种氧化锆陶瓷结构件的成型方法，包括以下步骤：
(1)通过计算机数字控制机床加工制得嵌件，嵌件的材料为固体石蜡，该嵌件包括一主体部，和一个突出于该主体部表面的凸起部；
(2)提供一注塑模具，该注塑模具包括一中空腔体和一个定位孔，将嵌件置于注塑模具的中空腔体中，并将嵌件的凸起部插入注塑模具的定位孔中；然后合模，将氧化锆、稳定剂和粘结剂混合在一起形成浆料，得到氧化锆陶瓷坯料，以注塑成型的方式于中空腔体中填充氧化锆陶瓷坯料，氧化锆陶瓷坯料包覆嵌件的主体部，形成一氧化锆陶瓷结构件坯体，然后进行开模，将氧化锆陶瓷结构件坯体和模具分离；
(3)在1300℃的烧结温度下烧结氧化锆陶瓷结构件坯体，嵌件气化后，形成氧化锆陶瓷结构件。该氧化锆陶瓷结构件具有一个倒扣位。
图1为本发明实施例1的氧化锆陶瓷结构件的成型流程图，图2为本发明实施例1的氧化锆陶瓷结构件的成型过程示意图，其中“a”为嵌件的主体部，“b”为嵌件的凸起部，在烧结过程中，由于烧结温度高于固体石蜡的沸点，嵌件气化消失，制得的氧化锆陶瓷结构件具有倒扣位结构，成型过程简单。
实施例二
本实施例提供一种氧化锆陶瓷结构件的成型方法，包括以下步骤：
(1)通过计算机数字控制机床加工制得嵌件，嵌件的材料为金属钼，该嵌件包括一主体部，和一个突出于该主体部表面的凸起部；
(2)提供一注塑模具，该注塑模具包括一中空腔体和一个定位孔，将嵌件置于注塑模具的中空腔体中，并将嵌件的凸起部插入注塑模具的定位孔中；然后合模，将氧化锆、稳定剂和粘结剂混合在一起形成浆料，得到氧化锆陶瓷坯料，以注塑成型的方式于中空腔体中填充氧化锆陶瓷坯料，氧化锆陶瓷坯料包覆嵌件的主体部，形成一氧化锆陶瓷结构件坯体，然后进行开模，将氧化锆陶瓷结构件坯体和模具分离；
(3)在1300℃的烧结温度下烧结氧化锆陶瓷结构件坯体，形成氧化锆陶瓷结构件。由于嵌件的材料为熔点在2500℃以上的钼，嵌件在烧结过程不熔化，氧化锆陶瓷坯料与嵌件结合在一起，得到氧化锆陶瓷结构件，该氧化锆陶瓷结构件为嵌件与氧化锆陶瓷的组合体。
图3为本发明实施例2的氧化锆陶瓷结构件的成型过程示意图，从图3中可以看出，氧化锆陶瓷坯料与嵌件结合在一起，制得的氧化锆陶瓷结构件为嵌件与氧化锆陶瓷的组合体，嵌件可以提高氧化锆陶瓷结构件的强度和刚度，得到的氧化锆陶瓷结构件具有天线和与其它零件的连接等特定功能。
本发明实施例提供的一种氧化锆陶瓷结构件的成型方法，利用嵌件的材料熔点和氧化锆陶瓷的材料熔点不同的原理，可实现具有复杂倒扣位的氧化锆陶瓷结构件的制备或可实现具有天线功能和与其它零件的连接等特定功能的氧化锆陶瓷结构件的制备，成型过程简单，氧化锆陶瓷结构件的生产效率较高，解决了现有技术中陶瓷结构件中复杂倒扣位难以通过模具实现、简单倒扣位成型过程复杂和陶瓷结构件生产效率低的问题，以及难以得到可实现某些特定功能的氧化锆陶瓷结构件的问题。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，应用本发明同样的原理制备具有其他复杂结构的氧化锆陶瓷件也属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种氧化锆陶瓷结构件的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一嵌件；所述嵌件包括一主体部，及一个或多个突出于所述主体部表面的凸起部；
提供一注塑模具，所述注塑模具包括一中空腔体，及一个或多个定位孔，将所述嵌件置于所述注塑模具的中空腔体中，并将所述嵌件的凸起部插入所述注塑模具的定位孔中；
以注塑成型的方式于所述中空腔体中填充氧化锆陶瓷坯料，所述氧化锆陶瓷坯料包覆所述嵌件的主体部，形成一氧化锆陶瓷结构件坯体；
在1200℃-1500℃的烧结温度下烧结所述氧化锆陶瓷结构件坯体，形成氧化锆陶瓷结构件；
当所述嵌件的材料熔点低于所述烧结温度时，烧结过程中，所述氧化锆陶瓷结构件坯体中的嵌件熔化后，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件具有一个或多个倒扣位，或
当所述嵌件的材料熔点高于所述烧结温度时，烧结过程中，所述氧化锆陶瓷坯料与所述嵌件结合在一起，得到氧化锆陶瓷结构件，所述氧化锆陶瓷结构件为氧化锆陶瓷与嵌件的组合体。
2.如权利要求1所述的氧化锆陶瓷结构件的成型方法，其特征在于，所述嵌件的材料为固体石蜡。
3.如权利要求1所述的氧化锆陶瓷结构件的成型方法，其特征在于，所述嵌件的材料熔点为2500℃以上。
4.如权利要求1或3所述的氧化锆陶瓷结构件的成型方法，其特征在于，所述嵌件的材料为钼或钨。
5.如权利要求1-3任一项所述的氧化锆陶瓷结构件的成型方法，其特征在于，所述注塑成型时，所述氧化锆陶瓷坯料在24吨-50吨压力和140℃-280℃温度条件下注射进入模具。
6.如权利要求1-3任一项所述的氧化锆陶瓷结构件的成型方法，其特征在于，所述氧化锆陶瓷坯料包括氧化锆陶瓷粉、稳定剂和粘结剂。
7.如权利要求1-3任一项所述的氧化锆陶瓷结构件的成型方法，其特征在于，烧结的时间为2-3天。
8.如权利要求1-3任一项所述的氧化锆陶瓷结构件的成型方法，其特征在于，所述嵌件通过3D打印或计算机数字控制机床加工得到。
9.一种氧化锆陶瓷结构件，其特征在于，所述氧化锆陶瓷结构件为按照权利要求1-8任一项所述的成型方法制得。
10.如权利要求9所述的氧化锆陶瓷结构件，其特征在于，所述氧化锆陶瓷结构件具有一个或多个倒扣位。
11.如权利要求9所述的氧化锆陶瓷结构件，其特征在于，所述氧化锆陶瓷结构件为氧化锆陶瓷与嵌件的组合体。
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