CN106187172A - 一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法。一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法：一、收集氧化锆陶瓷生坯回料；二、破碎成粉末，过筛，除部分铁；三、排胶，得到素粉，过筛，再除一部分铁；四、加入第一辅料进行第一阶段球磨，加入第二辅料进进行第二阶段球磨，球磨结束后，得到浆料，过筛，再除一部分铁；五、搅拌，喷雾造粒，得到造粒粉，即完成了对氧化锆陶瓷生坯回料的处理。本发明处理得到的氧化锆造粒粉，在静压成型后，得到的生坯坯体致密、无开裂现象产生；再经烧结后，得到的制品的力学性能与原始造粒粉制备、烧结的制品接近；本发明实现对氧化锆陶瓷生坯回料的再利用，提高对资源的利用率，而且，处理方法成本低，效率高，绿色环保。
Description
技术领域
本发明涉及氧化锆陶瓷领域，特别是涉及一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法。
背景技术
氧化锆回料，即氧化锆陶瓷生坯坯体加工过程所产生的氧化锆粉末或块状氧化锆坯体。目前业界常用的氧化锆材料为氧化钇稳定的氧化锆，它具有高强、高断裂韧性、高耐磨等优良的机械性能，因此在机械制造行业中应用广泛，如在该行业中常被用来制作飞轮、转子、端盖和研磨桶等耐磨部件。这些部件的生坯坯体在加工成零部件坯体的过程中，产生的回料约占粉料总质量的10％～40％，而粉料成本在生产成本中的占比达30％，此部分回料的回收利用将大幅降低生产成本。在生坯加工方面，由于加工过程中金属刀具的切削研磨导致回料中引入较多金属杂质，尤其是铁元素相关杂质，不经处理将造成最终烧结制品中铁杂质含量过高从而降低产品各方面性能，同时陶瓷件表面容易出现褐色斑点。在粉末性能方面，粉末颗粒经过前一阶段生坯成型，流动性已丧失，因此该回料不适合采用干压和冷等静压等成型方式进行再次成型。
上述两大因素导致氧化锆回料处理面临较大障碍，不仅对企业的设备、规模有较高要求，而且对企业的技术实力、工艺要求更为严格。目前，仅能将氧化锆回料作为废料处理来解决，是一种极大的资源浪费。
发明内容
本发明提供了一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法，可对氧化锆回料再利用，提高资源利用率，降低生产成本。
一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法，具体是按以下步骤进行的：
一、收集块状氧化锆陶瓷生坯回料和粉末状氧化锆陶瓷生坯回料；
二、将步骤一收集到的块状氧化锆陶瓷生坯回料破碎成粉末状后，与步骤一收集到的粉末状氧化锆陶瓷生坯回料一起过筛、除部分铁；
三、将步骤二处理得到的回料进行排胶，得到素粉，然后，过筛，再除一部分铁；
四、将步骤三处理得到的素粉中加入第一辅料进行第一阶段球磨，完成后再向其中加入第二辅料进进行第二阶段球磨，球磨结束后，得到浆料，然后，过筛，再除一部分铁；其中，所述第一辅料由质量分数为25-28％的氨水、分散剂、粘结剂和消泡剂组成；其中，氨水的用量为浆料质量的0.01-0.5％；分散剂的用量为浆料质量的1-3％；粘结剂的用量为浆料质量的1-3％；消泡剂的用量为浆料质量的0.01-0.5％；所述第二辅料为羧甲基纤维素，其用量为浆料质量的1.5-2.5％；
五、将步骤四处理得到的浆料进行搅拌，然后，喷雾造粒，得到造粒粉，即完成了对氧化锆陶瓷生坯回料的处理。
所述步骤三中的排胶方式为：以0.5-1℃/min的升温速率在20-1000℃区间内进行排胶，并在100-110℃、290-310℃和590-610℃的三个区间内各保温30-60min；当温度达到900-1000℃后保温1.5-3.5h。
所述步骤四的第一阶段球磨时间为10-24h；第二阶段球磨时间为0.3-1h。
所述步骤四中的分散剂为柠檬酸，粘结剂为聚乙烯醇，消泡剂为二甲基硅油。
所述步骤五的搅拌时间为4-6h。
所述步骤五的喷雾造料过程中，进风温度为180-230℃，出风温度为100-120℃，喷雾压力为1.5-2.5MPa，喷片口径为0.5-1mm。
本发明的优点：本发明的一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法，处理得到的氧化锆造粒粉，在静压成型后，得到的生坯坯体致密、无开裂现象产生；再经烧结后，得到的制品的力学性能与原始造粒粉制备、烧结的制品接近；实现了对氧化锆陶瓷生坯回料的再利用，提高了对资源的利用率，而且，处理方法成本低，效率高，绿色环保。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例
本实施例提供了一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法，具体是按以下步骤进行的：
一、收集块状氧化锆陶瓷生坯回料和粉末状氧化锆陶瓷生坯回料；
二、将步骤一收集到的块状氧化锆陶瓷生坯回料用破碎机破碎成粉末状后，与步骤一收集到的粉末状氧化锆陶瓷生坯回料一起过筛、除部分铁；
三、将步骤二处理得到的回料进行排胶，得到素粉，然后，过筛，再除一部分铁；其中，排胶的方式为：以0.5℃/min的升温速率在25-950℃区间内进行排胶，并在100℃、300℃和600℃的三个区间内各保温45min；当温度达到950℃后保温2h；确保有机物和水分完全烧净；
四、将步骤三处理得到的素粉中加入第一辅料进行第一阶段球磨12h，完成后再向其中加入第二辅料进进行第二阶段球磨0.5h，球磨结束后，得到浆料，然后，过筛，再除一部分铁；其中，所述第一辅料由质量分数为25-28％的氨水、分散剂、粘结剂和消泡剂组成；其中，氨水的用量为浆料质量的0.1％；分散剂为柠檬酸，其用量为浆料质量的1％；粘结剂为聚乙烯醇，其用量为浆料质量的2％；消泡剂为二甲基硅油，其用量为浆料质量的0.1％；所述第二辅料为羧甲基纤维素，其用量为浆料质量的2％；
五、将步骤四处理得到的浆料进行搅拌5h，然后，喷雾造粒，得到造粒粉，即完成了对氧化锆陶瓷生坯回料的处理；其中，喷雾造料过程中，进风温度为180-230℃，出风温度为100-120℃，喷雾压力为2MPa，喷片口径为0.8mm。
本实施例最后得到的造粒粉，经过烧结后，得到的氧化锆密度为6.02g/cc，维氏硬度为12GPa，与原始氧化锆烧结后的参数相近。
本实施例的排胶过程中，有机物在高温下分解成CO2和H2O等，在排胶炉内升温过程中，当温度达到约800℃以上时，分解过程基本完成，得到的回料称之为素粉。
本实施例的一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法，处理得到的氧化锆造粒粉，在静压成型后，得到的生坯坯体致密、无开裂现象产生；再经烧结后，得到的制品的力学性能与原始造粒粉制备、烧结的制品接近；实现了对氧化锆陶瓷生坯回料的再利用，提高了对资源的利用率，而且，处理方法成本低，效率高，绿色环保。
上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法，其特征在于：处理方法具体是按以下步骤进行的：
一、收集块状氧化锆陶瓷生坯回料和粉末状氧化锆陶瓷生坯回料；
二、将步骤一收集到的块状氧化锆陶瓷生坯回料破碎成粉末状后，与步骤一收集到的粉末状氧化锆陶瓷生坯回料一起过筛、除部分铁；
三、将步骤二处理得到的回料进行排胶，得到素粉，然后，过筛，再除一部分铁；
四、将步骤三处理得到的素粉中加入第一辅料进行第一阶段球磨，完成后再向其中加入第二辅料进进行第二阶段球磨，球磨结束后，得到浆料，然后，过筛，再除一部分铁；其中，所述第一辅料由质量分数为25-28％的氨水、分散剂、粘结剂和消泡剂组成；其中，氨水的用量为浆料质量的0.01-0.5％；分散剂的用量为浆料质量的1-3％；粘结剂的用量为浆料质量的1-3％；消泡剂的用量为浆料质量的0.01-0.5％；所述第二辅料为羧甲基纤维素，其用量为浆料质量的1.5-2.5％；
五、将步骤四处理得到的浆料进行搅拌，然后，喷雾造粒，得到造粒粉，即完成了对氧化锆陶瓷生坯回料的处理。
2.根据权利要求1所述的一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法，其特征在于：所述步骤三中的排胶方式为：以0.5-1℃/min的升温速率在20-1000℃区间内进行排胶，并在100-110℃、290-310℃和590-610℃的三个区间内各保温30-60min；当温度达到900-1000℃后保温1.5-3.5h。
3.根据权利要求1所述的一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法，其特征在于：所述步骤四的第一阶段球磨时间为10-24h；第二阶段球磨时间为0.3-1h。
4.根据权利要求1所述的一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法，其特征在于：所述步骤四中的分散剂为柠檬酸，粘结剂为聚乙烯醇，消泡剂为二甲基硅油。
5.根据权利要求1所述的一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法，其特征在于：所述步骤五的搅拌时间为4-6h。
6.根据权利要求1所述的一种氧化锆陶瓷生坯回料处理方法，其特征在于：所述步骤五的喷雾造料过程中，进风温度为180-230℃，出风温度为100-120℃，喷雾压力为1.5-2.5MPa，喷片口径为0.5-1mm。
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Application publication date: 20161207 Assignee: Sichuan Kema Material Technology Co., Ltd Assignor: SUZHOU KEMA MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Contract record no.: X2021320010011 Denomination of invention: A method of raw material recycling for zirconia ceramics Granted publication date: 20180914 License type: Exclusive License Record date: 20210317 |