CN106216592A - 一种高耐磨陶瓷模具及其制备方法 - Google Patents

一种高耐磨陶瓷模具及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高耐磨陶瓷模具及其制备方法，该高耐磨陶瓷模具按照重量份的原料包括：陶瓷粉40‑48份、铜粉23‑30份、铝粉38‑46份、石墨粉5‑12份、三氧化二铝粉30‑40份、粘结剂5‑10份、水28‑36份、润滑剂3‑10份、消泡剂2‑8份。将铜粉、铝粉、石墨粉和三氧化二铝粉均匀分散混合；加入润滑剂、消泡剂，再次混合均匀；再加入粘结剂和水混合搅拌均匀，陈化5‑6h后进行混泥；用模具挤压成生坯；生坯经初期自然干燥后，在电炉中进一步加热处理、烧结然后随电炉冷却至室温即得高耐磨陶瓷模具。本发明原料低廉，制作工艺简单、易操作，具有更好的综合力学性能和优良的耐磨性能，提高了模具形状和尺寸的精确性，使用寿命长。

Description

一种高耐磨陶瓷模具及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷模具技术领域，具体是一种高耐磨陶瓷模具及其制备方法。
背景技术
在铸造过程中，模具是必不可少的铸造工艺装备，模具制造的技术水平直接影响到铸件的质量。陶瓷模具在磨具总的构成中一直占主要地位，尽管随着结合剂材料种类的不断发展和模具种类的提高，陶瓷模具产量在模具总产量中呈下降趋势，但其在模具总量中仍占有较大比例。陶瓷模具的优点：强度高、硬度高、防潮、耐磨、耐污、耐腐蚀、耐高温、易清洗、变形小、绝缘性好，具有一定的抗急冷急热性能。现有的制备陶瓷模具的原料成本高，制备过程采用的工艺相对复杂，成本较高，且制得的陶瓷模具表面易磨损、尺寸不精确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种形状和尺寸的精确性高、使用寿命长的高耐磨陶瓷模具及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高耐磨陶瓷模具，按照重量份的原料包括：陶瓷粉40-48份、铜粉23-30份、铝粉38-46份、石墨粉5-12份、三氧化二铝粉30-40份、粘结剂5-10份、水28-36份、润滑剂3-10份、消泡剂2-8份。
作为本发明进一步的方案：所述高耐磨陶瓷模具，按照重量份的原料包括：陶瓷粉42-46份、铜粉25-28份、铝粉40-44份、石墨粉7-10份、三氧化二铝粉32-37份、粘结剂6-8份、水30-34份、润滑剂5-8份、消泡剂4-6份。
作为本发明进一步的方案：粘结剂采用氰基丙烯酸酯粘结剂、厌气性粘结剂和热熔粘结剂中的一种。
作为本发明进一步的方案：消泡剂采用乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的一种。
所述高耐磨陶瓷模具的制备方法，包括以下步骤：
1)将陶瓷粉、铜粉、铝粉、石墨粉和三氧化二铝粉均匀分散混合；
2)加入润滑剂、消泡剂，再次混合均匀；
3)再加入粘结剂和水混合搅拌均匀，陈化5-6h后进行混泥；
4)用模具挤压成生坯；
5)生坯经初期自然干燥后，在电炉中进一步加热处理，其升温速度为2-5℃/min，升温至120-150℃保温2-3h，再升温至550-600℃保温4-6h，然后升温至1700-1800℃，在0.3-0.8MPa的氮气环境下烧结2-3h，然后随电炉冷却至室温即得高耐磨陶瓷模具。
作为本发明进一步的方案：步骤5)中生坯在电炉中干燥的升温速度为3℃/min。
作为本发明进一步的方案：步骤5)中生坯在电炉中升温至130℃保温2.5h，再升温至600℃保温5h，然后升温至1700℃，在0.5MPa的氮气环境下烧结2.5h，然后随电炉冷却至室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明原料低廉，制作工艺简单、易操作，与现有的陶瓷模具相比，本发明具有更好的综合力学性能和优良的耐磨性能，提高了模具形状和尺寸的精确性，使用寿命长。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种高耐磨陶瓷模具，按照重量份的原料包括：陶瓷粉40份、铜粉23份、铝粉38份、石墨粉5份、三氧化二铝粉30份、粘结剂5份、水28份、润滑剂3份、消泡剂2份。其中，粘结剂采用氰基丙烯酸酯粘结剂；消泡剂采用乳化硅油。
所所述高耐磨陶瓷模具的制备方法，包括以下步骤：
1)将陶瓷粉、铜粉、铝粉、石墨粉和三氧化二铝粉均匀分散混合；
2)加入润滑剂、消泡剂，再次混合均匀；
3)再加入粘结剂和水混合搅拌均匀，陈化5h后进行混泥；
4)用模具挤压成生坯；
5)生坯经初期自然干燥后，在电炉中进一步加热处理，其升温速度为2℃/min，升温至120℃保温2h，再升温至550℃保温4h，然后升温至1700℃，在0.3MPa的氮气环境下烧结2h，然后随电炉冷却至室温即得高耐磨陶瓷模具。
实施例2
本发明实施例中，一种高耐磨陶瓷模具，按照重量份的原料包括：陶瓷粉48份、铜粉30份、铝粉46份、石墨粉12份、三氧化二铝粉40份、粘结剂10份、水36份、润滑剂10份、消泡剂8份。其中，粘结剂采用厌气性粘结剂；消泡剂采用聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。
所述高耐磨陶瓷模具的制备方法，包括以下步骤：
1)将陶瓷粉、铜粉、铝粉、石墨粉和三氧化二铝粉均匀分散混合；
2)加入润滑剂、消泡剂，再次混合均匀；
3)再加入粘结剂和水混合搅拌均匀，陈化6h后进行混泥；
4)用模具挤压成生坯；
5)生坯经初期自然干燥后，在电炉中进一步加热处理，其升温速度为5℃/min，升温至150℃保温3h，再升温至600℃保温6h，然后升温至1800℃，在0.8MPa的氮气环境下烧结3h，然后随电炉冷却至室温即得高耐磨陶瓷模具。
实施例3
本发明实施例中，一种高耐磨陶瓷模具，按照重量份的原料包括：陶瓷粉42份、铜粉25份、铝粉40份、石墨粉7份、三氧化二铝粉32份、粘结剂6份、水30份、润滑剂5份、消泡剂4份。其中，粘结剂采用热熔粘结剂；消泡剂采用聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。
所述高耐磨陶瓷模具的制备方法，包括以下步骤：
1)将陶瓷粉、铜粉、铝粉、石墨粉和三氧化二铝粉均匀分散混合；
2)加入润滑剂、消泡剂，再次混合均匀；
3)再加入粘结剂和水混合搅拌均匀，陈化5.5h后进行混泥；
4)用模具挤压成生坯；
5)生坯经初期自然干燥后，在电炉中进一步加热处理，其升温速度为3℃/min，升温至140℃保温2.3h，再升温至570℃保温4.6h，然后升温至1750℃，在0.4MPa的氮气环境下烧结2.3h，然后随电炉冷却至室温即得高耐磨陶瓷模具。
实施例4
本发明实施例中，一种高耐磨陶瓷模具，按照重量份的原料包括：陶瓷粉46份、铜粉28份、铝粉44份、石墨粉10份、三氧化二铝粉37份、粘结剂8份、水34份、润滑剂8份、消泡剂6份。其中，粘结剂采用氰基丙烯酸酯粘结剂；消泡剂采用聚氧丙烯甘油醚聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
所述高耐磨陶瓷模具的制备方法，包括以下步骤：
1)将陶瓷粉、铜粉、铝粉、石墨粉和三氧化二铝粉均匀分散混合；
2)加入润滑剂、消泡剂，再次混合均匀；
3)再加入粘结剂和水混合搅拌均匀，陈化5.8h后进行混泥；
4)用模具挤压成生坯；
5)生坯经初期自然干燥后，在电炉中进一步加热处理，其升温速度为4℃/min，升温至130℃保温2.5h，再升温至600℃保温5h，然后升温至1700℃，在0.5MPa的氮气环境下烧结2.5h，然后随电炉冷却至室温即得高耐磨陶瓷模具。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种高耐磨陶瓷模具，其特征在于，按照重量份的原料包括：陶瓷粉40-48份、铜粉23-30份、铝粉38-46份、石墨粉5-12份、三氧化二铝粉30-40份、粘结剂5-10份、水28-36份、润滑剂3-10份、消泡剂2-8份。
2.根据权利要求1所述的高耐磨陶瓷模具，其特征在于，按照重量份的原料包括：陶瓷粉42-46份、铜粉25-28份、铝粉40-44份、石墨粉7-10份、三氧化二铝粉32-37份、粘结剂6-8份、水30-34份、润滑剂5-8份、消泡剂4-6份。
3.根据权利要求1或2所述的高耐磨陶瓷模具，其特征在于，粘结剂采用氰基丙烯酸酯粘结剂、厌气性粘结剂和热熔粘结剂中的一种。
4.根据权利要求1或2所述的高耐磨陶瓷模具，其特征在于，消泡剂采用乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的一种。
5.一种如权利要求1-4任一所述的高耐磨陶瓷模具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将陶瓷粉、铜粉、铝粉、石墨粉和三氧化二铝粉均匀分散混合；
2)加入润滑剂、消泡剂，再次混合均匀；
3)再加入粘结剂和水混合搅拌均匀，陈化5-6h后进行混泥；
4)用模具挤压成生坯；
5)生坯经初期自然干燥后，在电炉中进一步加热处理，其升温速度为2-5℃/min，升温至120-150℃保温2-3h，再升温至550-600℃保温4-6h，然后升温至1700-1800℃，在0.3-0.8MPa的氮气环境下烧结2-3h，然后随电炉冷却至室温即得高耐磨陶瓷模具。
6.根据权利要求5所述的高耐磨陶瓷模具的制备方法，其特征在于，步骤5)中生坯在电炉中干燥的升温速度为3℃/min。
7.根据权利要求5所述的高耐磨陶瓷模具的制备方法，其特征在于，步骤5)中生坯在电炉中升温至130℃保温2.5h，再升温至600℃保温5h，然后升温至1700℃，在0.5MPa的氮气环境下烧结2.5h，然后随电炉冷却至室温。
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