CN106476117A - 一种在氧化锆陶瓷中镶嵌蓝宝石玻璃的方法 - Google Patents

一种在氧化锆陶瓷中镶嵌蓝宝石玻璃的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在氧化锆陶瓷中镶嵌蓝宝石玻璃的方法，包括以下步骤：按照氧化锆陶瓷的收缩系数放大氧化锆陶瓷的模具；在所述模具中注射氧化锆陶瓷喂料进行注射成型，形成具有镶嵌部位的氧化锆陶瓷生坯；在所述氧化锆陶瓷生坯的所述镶嵌部位的表面涂覆一层玻璃相氧化硅；将蓝宝石玻璃置于所述镶嵌部分后，在烧结炉中进行烧结。本发明提出的在氧化锆陶瓷中镶嵌蓝宝石玻璃的方法，增强了氧化锆陶瓷与蓝宝石玻璃的结合力，使两者达到零配的镶嵌效果。

Description

一种在氧化锆陶瓷中镶嵌蓝宝石玻璃的方法
技术领域
本发明涉及陶瓷制品制作技术领域，尤其涉及一种在氧化锆陶瓷中镶嵌蓝宝石玻璃的方法。
背景技术
由于氧化锆陶瓷和蓝宝石玻璃的耐磨损性能出众，很多功能配饰品都采用其作为外观装饰材料，为满足不同配饰品的外观设计效果，在产品的设计中会将氧化锆陶瓷与蓝宝石玻璃进行粘结，均采用胶水类材料将两者进行粘结，此方法存在粘附力不足，长期使用存在两者脱落的风险，且两者均为硬质材料，在结合位置处无法进行零配，很容易出现间隙而影响到产品的外观效果。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种在氧化锆陶瓷中镶嵌蓝宝石玻璃的方法，增强了氧化锆陶瓷与蓝宝石玻璃的结合力，使两者达到零配的镶嵌效果。
为达到上述目的，本发明采用以下技术效果：
本发明公开了一种在氧化锆陶瓷中镶嵌蓝宝石玻璃的方法，包括以下步骤：
S1：按照氧化锆陶瓷的收缩系数放大氧化锆陶瓷的模具；
S2：在所述模具中注射氧化锆陶瓷喂料进行注射成型，形成具有镶嵌部位的氧化锆陶瓷生坯；
S5：在所述氧化锆陶瓷生坯的所述镶嵌部位的表面涂覆一层玻璃相氧化硅；
S6：将蓝宝石玻璃置于所述镶嵌部分后，在烧结炉中进行烧结。
优选地，在步骤S5之前还包括：S3：在所述氧化锆陶瓷生坯的所述镶嵌部 位处加工倒扣结构。
优选地，步骤S3中具体采用CNC在所述氧化锆陶瓷生坯的所述镶嵌部位处加工倒扣结构。
优选地，在步骤S5之前还包括：S4：去除所述氧化锆陶瓷生坯中的有机物。
优选地，步骤S4具体包括：S41：将所述氧化锆陶瓷生坯浸没在碳氢环保清洗剂萃取溶液中进行萃取，以去除所述氧化锆陶瓷生坯中的部分有机物。
优选地，步骤S41中萃取的温度为50～60℃。
优选地，步骤S4具体还包括：S42：将萃取后的所述氧化锆陶瓷生坯放入脱脂炉中，以完全去除所述氧化锆陶瓷生坯中的有机物。
优选地，步骤S42中所述氧化锆陶瓷生坯放入脱脂炉中后，所述脱脂炉内由室温经过8～16h均匀升温至150℃，保温4～8h后经过4～8h均匀升温至300℃，再保温4～8h后经过5～10h均匀升温至900℃，保温2～4h后自然冷却至室温。
优选地，步骤S6中烧结步骤具体为：烧结炉内由室温经过4～6h均匀升温至150℃，保温1～2h后经过2～3h均匀升温至250℃，保温1～2h后经过2～3h均匀升温至350℃，保温1～2h后经过2.5～3.5h均匀升温至400℃，保温1～2h后经过2.5～3.5h均匀升温至600℃，保温1～2h后经过3～4h均匀升温至800℃，保温1～2h后经过2～3h均匀升温至1000℃，保温1～2h后经过2～3h均匀升温至1200℃，保温1～2h后经过4～6h均匀升温至1470℃，保温2～4h后经过5～8h均匀降温至800℃后自然冷却至室温。
优选地，步骤S1中所述氧化锆陶瓷的收缩系数为1.25～1.30；步骤S2中所述氧化锆陶瓷生坯的密度控制在2.00～2.06g/cm3。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的在氧化锆陶瓷中镶嵌蓝宝石玻璃的方法利用陶瓷注射成型技术中烧结时会产生收缩，通过陶瓷的收缩将蓝宝石玻璃镶嵌在内部，并且在镶嵌部位涂覆玻璃相氧化硅，增强了氧化锆陶瓷与蓝宝石玻璃的相容性和结合力，解决了镶嵌面间隙的问题；从而使得氧化锆陶瓷与蓝宝石玻璃达到零配的镶嵌效果。
在进一步的技术方案中，本发明的氧化锆陶瓷在镶嵌蓝宝石玻璃之前，在氧化锆陶瓷的镶嵌部位加工倒扣结构，以及去除其生坯中的有机物，均有助于增强氧化锆陶瓷与蓝宝石玻璃的结合强度；更进一步地，本发明中通过对氧化锆陶瓷 的烧结温度控制、模具尺寸的合理设计来进一步增强氧化锆陶瓷与蓝宝石玻璃的结合性能，使氧化锆陶瓷与蓝宝石玻璃的镶嵌效果达到最佳。
附图说明
图1a是本发明实施例的氧化锆陶瓷零件的正面尺寸示意图；
图1b是图1a中A-A的剖面尺寸示意图；
图2a是本发明实施例的蓝宝石玻璃零件的正面尺寸示意图；
图2b是图2a中B-B的剖面尺寸示意图；
图3a是本发明实施例的氧化锆陶瓷生坯的正面尺寸示意图；
图3b是图3a中C-C的剖面尺寸示意图；
图4a、图4b、图4c分别是本发明实施例的氧化锆陶瓷与蓝宝石玻璃结合部位的三种结构示意图；
图5是本发明实施例中在氧化锆陶瓷生坯上加工倒扣结构后的剖面示意图。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
本发明的实施例公开了在氧化锆陶瓷中镶嵌蓝宝石玻璃的方法，包括以下步骤：
本实施例需要加工的氧化锆陶瓷和蓝宝石玻璃的尺寸示意图分别如图1a、1b、2a和2b所示，如图1a和图1b是本实施例中的氧化锆陶瓷零件的尺寸示意图，其中氧化锆陶瓷零件的长30mm、宽30mm，镶嵌部位的凹槽的直径为15mm，深3mm；图2a和图2b是本实施例中的蓝宝石玻璃零件的尺寸示意图，其中蓝宝石玻璃零件的直径为15mm，高3mm。
S1：按照氧化锆陶瓷的收缩系数放大氧化锆陶瓷的模具；
其中氧化锆陶瓷陶瓷的收缩系数为1.25～1.30，在本实施例中按照收缩系数为1.28对氧化锆陶瓷的模具进行放大；
S2：在模具中注射氧化锆陶瓷喂料进行注射成型，形成具有镶嵌部位的氧化锆陶瓷生坯；
将模具装入注塑机台上加入氧化锆陶瓷喂料进行注射成型，形成的氧化锆陶 瓷生坯的密度控制在2.00～2.06g/cm3；其中形成的氧化锆陶瓷生坯的尺寸示意图如图3a和图3b所示，氧化锆陶瓷生坯的长38.4mm，宽38.4mm，镶嵌部位的凹槽的直径为19.2mm，深3.84mm。
S3：在氧化锆陶瓷生坯的镶嵌部位处加工倒扣结构；
氧化锆陶瓷与蓝宝石玻璃的结合处设置倒扣结构有助于使得氧化锆陶瓷与蓝宝石玻璃的结合更加紧密，其中氧化锆陶瓷1与蓝宝石玻璃2之间设置的倒扣结构可以如图4a所示的锯齿结构，或者如图4b所示的梯形结构，或者如图4c所示的圆弧结构。
在氧化锆陶瓷生坯的镶嵌部位处加工完倒扣结构后的截面示意图如图5所示，倒扣结构12设置在镶嵌部位11的侧壁底部。
S4：去除氧化锆陶瓷生坯中的有机物，具体包括：
S41：将氧化锆陶瓷生坯浸没在碳氢环保清洗剂萃取溶液中在50～60℃环境温度下进行萃取，以去除氧化锆陶瓷生坯中的部分有机物；本具体实施例中在萃取的温度为50℃，氧化锆陶瓷生坯的脱脂率达到6％以上；
S42：将萃取后的氧化锆陶瓷生坯放入脱脂炉中，以完全去除氧化锆陶瓷生坯中的有机物；在部分实施例中，在氧化锆陶瓷生坯放入脱脂炉中后，脱脂炉内由室温经过8～16h均匀升温至150℃，保温4～8h后经过4～8h均匀升温至300℃，再保温4～8h后经过5～10h均匀升温至900℃，保温2～4h后自然冷却至室温。
在本具体实施例中，在氧化锆陶瓷生坯放入脱脂炉中后，脱脂炉内由室温经过8h均匀升温至150℃，保温4h后经过4h均匀升温至300℃，再保温4h后经过8h均匀升温至900℃，保温2h后自然冷却至室温，氧化锆陶瓷生坯中的有机物被完全去除。
S5：在氧化锆陶瓷生坯的镶嵌部位的表面涂覆一层玻璃相氧化硅；
其中引入玻璃相氧化硅，增强了氧化锆陶瓷与蓝宝石玻璃之间的相容性，使得两者结合效果更佳。
S6：将蓝宝石玻璃置于镶嵌部分后，在烧结炉中进行烧结。
在部分实施例中，烧结炉内由室温经过4～6h均匀升温至150℃，保温1～2h后经过2～3h均匀升温至250℃，保温1～2h后经过2～3h均匀升温至350℃，保温1～2h后经过2.5～3.5h均匀升温至400℃，保温1～2h后经过2.5～3.5h均匀升温 至600℃，保温1～2h后经过3～4h均匀升温至800℃，保温1～2h后经过2～3h均匀升温至1000℃，保温1～2h后经过2～3h均匀升温至1200℃，保温1～2h后经过4～6h均匀升温至1470℃，保温2～4h后经过5～8h均匀降温至800℃后自然冷却至室温。
在本具体实施例中，将蓝宝石玻璃置于垫烧治具上，放入到氧化锆陶瓷生坯上的镶嵌位置，一起放入到大气烧结炉中，烧结炉中由室温经过4h均匀升温至150℃，保温1h后经过2h均匀升温至250℃，保温1h后经过2h均匀升温至350℃，保温1h后经过2.5h均匀升温至400℃，保温1h后经过2.5h均匀升温至600℃，保温1h后经过3h均匀升温至800℃，保温1h后经过2h均匀升温至1000℃，保温2h后经过3h均匀升温至1200℃，保温2h后经过5h均匀升温至1470℃，保温2h后经过6h均匀降温至800℃后自然冷却至室温；在烧结过程中，氧化锆陶瓷产生收缩，尺寸减小，使得氧化锆陶瓷与蓝宝石玻璃达到零配的镶嵌效果。
本发明实现了氧化锆陶瓷与蓝宝石玻璃两种硬质材料的的零配结合，将蓝宝石玻璃镶嵌在氧化锆陶瓷中，解决了粘附力不足和间隙的问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种在氧化锆陶瓷中镶嵌蓝宝石玻璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按照氧化锆陶瓷的收缩系数放大氧化锆陶瓷的模具；
S2：在所述模具中注射氧化锆陶瓷喂料进行注射成型，形成具有镶嵌部位的氧化锆陶瓷生坯；
S5：在所述氧化锆陶瓷生坯的所述镶嵌部位的表面涂覆一层玻璃相氧化硅；
S6：将蓝宝石玻璃置于所述镶嵌部分后，在烧结炉中进行烧结。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S5之前还包括：S3：在所述氧化锆陶瓷生坯的所述镶嵌部位处加工倒扣结构。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S3中具体采用CNC在所述氧化锆陶瓷生坯的所述镶嵌部位处加工倒扣结构。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S5之前还包括：S4：去除所述氧化锆陶瓷生坯中的有机物。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S4具体包括：S41：将所述氧化锆陶瓷生坯浸没在碳氢环保清洗剂萃取溶液中进行萃取，以去除所述氧化锆陶瓷生坯中的部分有机物。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S41中萃取的温度为50～60℃。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S4具体还包括：S42：将萃取后的所述氧化锆陶瓷生坯放入脱脂炉中，以完全去除所述氧化锆陶瓷生坯中的有机物。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S42中所述氧化锆陶瓷生坯放入脱脂炉中后，所述脱脂炉内由室温经过8～16h均匀升温至150℃，保温4～8h后经过4～8h均匀升温至300℃，再保温4～8h后经过5～10h均匀升温至900℃，保温2～4h后自然冷却至室温。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S6中烧结步骤具体为：烧结炉内由室温经过4～6h均匀升温至150℃，保温1～2h后经过2～3h均匀升温至250℃，保温1～2h后经过2～3h均匀升温至350℃，保温1～2h后经过2.5～3.5h均匀升温至400℃，保温1～2h后经过2.5～3.5h均匀升温至600℃，保温1～2h后经过3～4h均匀升温至800℃，保温1～2h后经过2～3h均匀升温至1000℃，保温1～2h后经过2～3h均匀升温至1200℃，保温1～2h后经过4～6h均匀升温至1470℃，保温2～4h后经过5～8h均匀降温至800℃后自然冷却至室温。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，步骤S1中所述氧化锆陶瓷的收缩系数为1.25～1.30；步骤S2中所述氧化锆陶瓷生坯的密度控制在2.00～2.06g/cm3。
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