CN108277413A - 一种3d玻璃热弯机用耐高温均热板及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板及其制造工艺，以wt%计，基体材质50～80、粘结剂材质10～40、添加剂材质5～10，各组份质量百分含量之和为100。先将粘结剂雾化制粉，把基体、粘结剂和添加剂一同放入球磨机中球磨，控制好球料质量比、球磨机转速和球磨时间，向球磨机中加入无水乙醇、分散剂和成型剂，一同球磨成混合料浆，喷雾制粒，得到混合料粒，把混合料粒放入模压机在100～250MPa下模压成均热初板，均热初板放入真空烧结炉或压力烧结炉中，烧结温度1350～1550℃，保温1.0～3.0h，均热初板烧结成能耐高温的均热板，线切割定尺，平面磨床磨削至8～15mm厚，电火花孔型加工。均热板耐高温，高温抗氧化性能好，加工不变形，使用寿命长。

Description

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板及其制造工艺
技术领域
本发明涉及一种耐高温板及制造工艺，尤其涉及一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板及其制造工艺。
背景技术
随着3D玻璃快速发展，特别是5G通讯时代的快速到来，智能手机传统的金属后盖板因为对信号的屏蔽，已完全不能满足需求，因此，廉价、易加工、成品率高、手感好、性能成熟稳定的玻璃脱颖而出；但玻璃硬脆，为了更好的与金属中框进行无缝美观对接，对玻璃进行弯型加工成为了必须的工序。但玻璃的弯曲只能在高温下进行，需要一种能耐900℃以上的高温又不腐蚀、持续保持高温下的高强度和高温抗蠕变性能用作高效率压型的玻璃，但到目前为止还没有一种好的经济材质能满足此要求。当前3D玻璃热弯机使用的低钴或低镍含量的钨钢板，因为这种板材高温强度高，均热性能好，热变形小，导热性能好，能克服使用环境的高热震性。虽然目前采用的钨钢板抗高温氧化性能较强，但因为其合金中含钴或镍，使钨钢板抗高温氧化性尚不能满足需求，导致使用寿命明显不足（客户需要至少6个月的使用寿命，但目前普遍不足2个月）。其它材质也不能满足需求，如高温合金，热均匀性不佳，热变形太大，影响成品率，且满足使用环境要求的成本太高；至于高温结构陶瓷或低端的氧化铝和氧化锆陶瓷抗热震性不足，高端碳化硅基复合材质成本太高，且机加工难度太大。所以现时市场急需要一种板材来满足使用要求，且成本与钨钢板相差不大。
与本发明申请最为相关的有CN107417075A问世。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗高温氧化性能强、热变形小及生产成本低和使用寿命长的3D玻璃热弯机用耐高温均热板，同时本发明还提供了这种3D玻璃热弯机用耐高温均热板的制造工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述的一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板包括基体、粘结剂和添加剂，基体的质量百分含量为50～80，粘结剂的质量百分含量为10～40，添加剂的质量百分含量为5～10，该组合物中各组份的质量百分含量之和为100，其中
基体选自：TiC、TiN或TiCN，也可选自TiC、TiN和TiCXN1-X中的单种或多种，其比例任意，X=0～1.0。
粘结剂选自：粉状的高温合金GH3536、GH3128或GH4169。
添加剂选自：钼/碳化钼或铬/碳化铬。
将基体材质如碳化钛、氮化钛或碳氮化钛，粘结剂材质如GH3536、GH3128或GH4169及添加剂材质如钼/碳化钼或铬/碳化铬分别放入球磨机中球磨，球、料质量比为（4～10）:1，球磨机转速控制在30～70rpm，球磨时间60～100h。球磨时分别向球磨机中加入AR纯或CP纯无水乙醇、（以重量计）加入0.1～0.3%的分散剂油酸、加入4.0～6.0%的成型剂石腊或聚乙二醇，得到混合料浆，将混合料浆进行喷雾制粒，得到干燥的、流动性好的混合料粒。
将混合料粒放入模压机模压成型，控制模压机压力为100～250MPa，压制成所需断面尺寸的均热初板，把压制成的均热初板放入真空烧结炉、压力烧结炉或加压烧结机中烧结。均热初板在真空烧结炉或压力烧结炉中的烧结温度为1350～1550℃，在此温度保温1.0～3.0h，把均热初板烧结成能耐高温的均热板。
把经烧结成的均热板用线切割定尺，平面磨床磨削至所需精度要求，如均热板厚度为10～12mm，最后用电火花进行孔型加工。
采用以上技术方案提供的一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板及其制造工艺与现有技术相比，技术效果在于：①高温（如900℃左右）抗氧化性强；②加工中变形；③使用寿命是现有钨钢板的2～3倍，使用寿命得到显著提高；④生产成本降低20～30%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。
所述的一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板的材质配方是将原来的钨钢板的碳化钨（WC）变成为碳化钛（TiCN）体系，如TiC、TiN、TiCN（具体为TiCxN1-X，其中X从0～1均可），将粘结剂变更为高温合金，并通过添加元素改善高温合金与基体的浸润性，提升均热板的性能。
所述的3D玻璃热弯机用耐高温均热板包括基体、粘结剂和添加剂。
基体选自TiC、TiN或TiCN，也可选用TiC、TiN、TiCxN1-X中的一种或几种，其质量配比任意，如1:1:1均可，取X=0～1.0，通常取X=0.5或X=0.7。TiC、TiN和TiCN的抗氧化性和高温硬度均高。基体材质的质量百分含量为50～80，用于取代钨钢板中的碳化钨（WC），可显著改善耐高温均热板的高温抗氧化性能。
粘结剂选自为高温合金，为粉状，例如GH3536、GH3128或GH4169高温合金，除此还可选用GH3625（镍基高温合金）或GH5188（钴基高温合金）。粘结剂可以提升耐高温均热板的抗高温氧化性和高温强度。粘结剂材质的质量百分含量为10～40%。
粘结剂的添加不只是高温合金粉，也可以是此种高温合金粉的配方粉末，如粘结剂可以为GH3536高温合金粉，也可以是GH3536高温合金的配方粉末（如Cr粉20.5～23%、CO粉0.5～2.5%、W粉0.2～1%、Mo粉8～14%、Fe粉17～20%，剩余为Ni粉，所述Ni粉的质量含量可限定在40～50%，使该配方粉末各组份的质量百分含量之和为100）。
添加剂选自：钼/碳化钼或铬/碳化铬，钼/碳化钼可提升粘结剂与基体的浸润性，铬/碳化铬可提升粘结剂的高温抗氧化性，碳化铬还可防止烧结过程中材质内部晶料长大。添加剂材质的质量百分含量为5～10。
该组合物中各组份的质量百分含量之和为100。
所述3D玻璃热弯机用耐高温均热板的制造工艺如下。
高温合金粉末制造（即粘结剂的制造）：将粒状或块状的原始材料，按《中国高温合金手册》中相应合金牌号（GH3536、GH3128或GH4169）的配方进行配比，用高温雾化制粉设备进行雾化制粉，粉末粒度为15～25微米，其中高温雾化制造设备为已有技术。或者直接购买GH3536、GH3128或GH4169的合金粉末，市场可买产品。
将基体（材质）、粘结剂（材质）和添加剂（材质）一同放入球磨机中球磨，球、料质量比为（4～10）：1，球磨机转速控制在30～70rpm范围，球磨时间60～100h。球磨时向球磨机中加入AR纯或CP纯无水乙醇作为湿磨介质，以基体、粘结剂及添加剂重量计，加入0.1～0.3%的分散剂如油酸和加入4.0～6.0%的成型剂如石腊或聚乙二醇。无水乙醇的加入量以磨料成为可流动的混合料浆为准。然后将混合料浆进行喷雾制粒，也可采用行星式真空干燥搅拌机进行搅拌掺蜡/胶干燥，机械制粒，得到干燥的流动性良好的混合料粒，完成粉末混合物的制备。
将混合料粒一同放入压模机压模成型，模压机压力为100～250MPa，压制成所需断面尺寸的均热初板，把压制成的均热初板放入真空烧结炉或压力烧结炉中烧结。所述在压力烧结炉中的加压烧结为向烧结炉中加入Ar气等进行烧结，Ar气压力一般控制在4～6MPa。
均热初板在真空烧结炉或压力烧结炉中的烧结温度为1350～1550℃，保温时间控制在1.0～3.0h，把均热初板烧结成能耐高温的均热板。
将烧结成的耐高温均热板用线切割定尺，平面磨床磨削至所需精度要求，将均热板厚度控制在10～12mm。最后用电火花进行孔型加工，成为3D玻璃热弯机用耐高温均热板，达到所需性能需求。
实施例1
以wt%计，其体TiC=60、粘结剂GH4169=30、添加剂碳化钼=10，各组份质量百分含量之和为100。先将粘结剂雾化制粉，粉径20μm，后将基体、粘结剂和添加剂一同放入球磨机中球磨，球、料质量比为6：1，球磨机转速为35rpm，球磨时间70h。向球磨机中加入AR纯无水乙醇、分散剂油酸0.2%、成型剂石腊4.0%球磨成为混合料浆。喷雾制粒，混合料粒在模压机中以150MPa压制成均热初板，把均热初板放入真空烧结机中1380℃进行烧结，保温时间1.5h，冷却，线切割定尺，平面磨床磨削，电火花进行孔型加工。均热板厚度为12mm。
实施例2
以wt%计，基体TiN=70，粘结剂GH3128=20，添加剂钼=10，各组份质量百分含量之和=100。先将粘结剂GH3128雾化制粉，粉径20μm，后将基体、粘结剂和添加剂一同放入球磨中球磨，球、料质量比为7：1，球磨机转速36rpm，球磨时间65h。向球磨机中加入CP纯无水乙醇、分散剂油酸0.2%、成型剂石腊5.0%，球磨成为混合料浆。将混合料浆喷雾制粒，混合料粒在模压机中以200MPa压制成均热初板，把均热初板放入压力烧结炉中以1400℃进行烧结，保温时间2.0h，冷却，线切割定尺，平面磨床磨削，电火花进行孔型加工。均热板厚度11mm。
实施例3
以wt%计，基体TiC0.5N0.5=70、粘结剂GH3536原始配方粉末《中国高温合金手册》中粘结剂粉（wt%计：Cr粉=22.0、Co粉=1.5、W粉=0.6、Mo粉=9.0、Fe粉=18.5，其余为Ni粉）=20.0及添加剂碳化钼=10，各组份质量百分含量之和=100。将TiC0.5N0.5、粘结剂和碳化钼一同放入球磨机中球磨，球、料质量比为7：1，球磨机转速36rpm，球磨时间70h。向球磨机中加入CP纯无水乙醇，加入0.3%的分散剂油酸和3.0%的成型剂聚乙二醇，球磨成为混合料浆，将混合混浆雾化制粒，混合料粒在模压机中以200MPa压制成均热初板，把均热初板放入真空烧结炉1480℃进行烧结，保温时间2.5h，冷却，线切割定尺，平面磨床磨削，电火花进行孔型加工。均热板厚度10mm。
本案中所述的“高温”并非含义不确定的用语，此用语是在温度为900℃左右3D玻璃热弯机用均热板工作环境这种特定的技术领域内，它具有公知的确切含义。

Claims (6)

1.一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板，包括基体、粘结剂和添加剂，其特征在于：基体的质量百分含量为50～80，粘结剂的质量百分含量为10～40，添加剂的质量百分含量为5～10，该组合物中各组份的质量百分含量之和为100；
基体选自：TiC、TiN或TiCN，亦可选自TiC、TiN和TiCXN1-X中的单种或多种；
粘结剂选自：粉状的高温合金GH3536、GH3128或GH4169；
添加剂选自：钼/碳化钼或铬/碳化铬。
2.根据权利要求1所述的一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板，其特征在于：粘结剂亦可选用GH3536雾化高温合金粉，也可选用GH3536高温合金的配方粉末如Cr粉20.5～23%、Co粉0.5～2.5%、W粉0.2～1.0%、MO粉8～14%、Fe粉17～20%，其余为Ni粉，均以质量含量计。
3.根据权利要求1所述的一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板，其特征在于：碳氮化钛为TiCxN1-X，取X=0～1.0，如X=0.5或X=0.7。
4.实施权利要求1所述的一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板的制造工艺，其特征在于：将粉状的高温合金GH3536、GH3128或GH4169的配方进行配料，然后用高温雾化制粉设备进行雾化制粉，粉末粒度为15～25微米，用作粘结剂；
将基体材质如碳化钛、氮化钛或碳氮化钛，粘结剂材质如GH3536、GH3128或GH4169及添加剂材质如钼/碳化钼或铬/碳化铬一同放入球磨机中球磨，球、料质量比为（4～10）:1，球磨机转速控制在30～70rpm，球磨时间60～100h，球磨时一同向球磨机中加入AR纯或CP纯无水乙醇，加入0.1～0.3%的分散剂油酸及加入4.0～6.0%的成型剂石腊或聚乙二醇，得到混合料浆，将混合料浆进行喷雾制粒，得到干燥的、流动性好的混合料粒；
将混合料粒放入模压机中模压成型，控制模压机压力为100～250MPa，压制成所需断面尺寸的均热初板，把压制成的均热初板放入真空烧结炉、压力烧结炉或加压烧结机中中烧结，均热初板在真空烧结炉或压力烧结炉中的烧结温度为1350～1550℃，保温时间为1.0～3.0h，把均热初板烧结成能耐高温的均热板；
把经烧结成的均热板用线切割定尺，平面磨床磨削至所需精度尺寸要求，使均热板厚度为8～15mm，用电火花进行孔型加工。
5.根据权利要求1或4所述的一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板及其制造工艺，其特征在于：粘结剂高温合金粉除了选用GH3536、GH3128或GH4169牌号外，还可选用GH3625镍基高温合金粉或GH5188钴基高温合金粉。
6.根据权利要求4所述的一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板的制造工艺，其特征在于：球磨后的混合料浆亦可采用行星式真空干燥搅料机进行搅拌掺蜡/胶干燥，机械制粒。
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