CN108440000A - 陶瓷主轴加工工艺 - Google Patents

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龚成
张新元
张舟
余磊
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Abstract

本发明公开了一种陶瓷主轴加工工艺，包括如下步骤：先将压制成型后的素坯在1050‑1100℃温度下预烧结1小时，排除素坯中的粘结剂及水分，使素坯体积收缩2~3%，接着机械加工至规定尺寸，最后再进行烧结。通过上述方式，本发明能够提高产品合格率和生产效率，降低生产成本。

Description

陶瓷主轴加工工艺
技术领域
本发明涉及陶瓷材料的制备领域，特别是涉及一种陶瓷主轴加工工艺。
背景技术
陶瓷主轴压制成型工艺，首先要按照配方将原辅材料+粘结剂聚乙烯醇溶液混合均匀后，喷雾造粒得到符合干式等静压成型工艺要求的造粒粉。
这种成型工艺压制出来的主轴素坯具有一定的机械强度（抗弯强度约等于150-200MPa），能够进行简单的打磨处理，不能够进行较为复杂的机械加工。因为机械强度低，在进行机械加工的时候容易产生素坯扭断或开裂，生产合格率一般都会低于70%。
另外，该方法制造出来的陶瓷主轴素坯中含有部分粘结剂聚乙烯醇，因此在烧结的时候不能够叠放烧结，否则由于受压情况，会在150~250℃的低温阶段粘附在一起。因此只能一层一层隔开排装烧结，装载量低，导致单位体积的烧结成本极高。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种陶瓷主轴加工工艺，能够提高产品合格率和生产效率，降低生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种陶瓷主轴加工工艺，包括如下步骤：先将压制成型后的素坯在1050-1100℃温度下预烧结1小时，排除素坯中的粘结剂及水分，使素坯体积收缩2~3%，接着机械加工至规定尺寸，最后再进行烧结。
在本发明一个较佳实施例中，所述预烧结时，先以50-55℃/h的温升速度加热至200℃，再以250-300℃/h的温升速度加热至1050-1100℃保温1小时。
在本发明一个较佳实施例中，所述粘结剂为聚乙烯醇。
在本发明一个较佳实施例中，所述体积收缩后的素坯的密度达到3g/cm3。
在本发明一个较佳实施例中，所述预烧结后的素坯的机械强度为350-450MPa。
在本发明一个较佳实施例中，所述烧结时直接叠放烧结。
在本发明一个较佳实施例中，所述机械加工后的产品合格率≥97%。
本发明的有益效果是：采用预烧结-机械加工-烧结的工艺步骤，使预烧结后的素坯机械强度适合复杂机械加工，且加工时不易断裂，提高产品合格率；同时，由于预烧结后的陶瓷主轴素坯完全排除了水分和粘结剂，经过体积收缩后，可以直接叠放烧结而不会粘结，提高生产效率，降低生产成本。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一：
一种陶瓷主轴加工工艺，包括如下步骤：
（100）预烧结：先将压制成型后的素坯在1050℃温度下预烧结1小时，排除素坯中的粘结剂（聚乙烯醇）及水分，使素坯体积收缩2~3%，所述体积收缩后的素坯的密度达到3g/cm3。所述预烧结时，先以50-55℃/h的温升速度加热至200℃，再以250-300℃/h的温升速度加热至1050℃保温1小时；所述预烧结后的素坯的机械强度为350-450MPa；
（200）机械加工：将预烧结后的素坯机械加工至规定尺寸；由于严格控制了预烧结后的素坯的机械强度，使得在这样的机械强度下可以进行机械加工达到各种设计所需要的素坯结构，且加工时不易断裂，产品合格率能够提高到97%以上。
（300）烧结：直接叠放烧结；由于预烧结后的陶瓷主轴素坯完全排除了水分和粘结剂，经过2~3%的体积收缩后，可以直接叠放烧结，且不会粘结；烧结时，单位装载量提升100%，大大降低了生产成本。
实施例二
一种陶瓷主轴加工工艺，包括如下步骤：
（100）预烧结：先将压制成型后的素坯在1100℃温度下预烧结1小时，排除素坯中的粘结剂（聚乙烯醇）及水分，使素坯体积收缩2~3%，所述体积收缩后的素坯的密度达到3g/cm3。所述预烧结时，先以50-55℃/h的温升速度加热至200℃，再以250-300℃/h的温升速度加热至1100℃保温1小时；所述预烧结后的素坯的机械强度为350-450MPa；
（200）机械加工：将预烧结后的素坯机械加工至规定尺寸；由于严格控制了预烧结后的素坯的机械强度，使得在这样的机械强度下可以进行机械加工达到各种设计所需要的素坯结构，且加工时不易断裂，产品合格率能够提高到97%以上。
（300）烧结：直接叠放烧结；由于预烧结后的陶瓷主轴素坯完全排除了水分和粘结剂，经过2~3%的体积收缩后，可以直接叠放烧结，且不会粘结；烧结时，单位装载量提升100%，大大降低了生产成本。
实施例三
一种陶瓷主轴加工工艺，包括如下步骤：
（100）预烧结：先将压制成型后的素坯在1075℃温度下预烧结1小时，排除素坯中的粘结剂（聚乙烯醇）及水分，使素坯体积收缩2~3%，所述体积收缩后的素坯的密度达到3g/cm3。所述预烧结时，先以50-55℃/h的温升速度加热至200℃，再以250-300℃/h的温升速度加热至1075℃保温1小时；所述预烧结后的素坯的机械强度为350-450MPa；
（200）机械加工：将预烧结后的素坯机械加工至规定尺寸；由于严格控制了预烧结后的素坯的机械强度，使得在这样的机械强度下可以进行机械加工达到各种设计所需要的素坯结构，且加工时不易断裂，产品合格率能够提高到97%以上。
（300）烧结：直接叠放烧结；由于预烧结后的陶瓷主轴素坯完全排除了水分和粘结剂，经过2~3%的体积收缩后，可以直接叠放烧结，且不会粘结；烧结时，单位装载量提升100%，大大降低了生产成本。
本发明揭示了一种陶瓷主轴加工工艺，采用预烧结-机械加工-烧结的工艺步骤，使预烧结后的素坯机械强度适合复杂机械加工，且加工时不易断裂，提高产品合格率；同时，由于预烧结后的陶瓷主轴素坯完全排除了水分和粘结剂，经过体积收缩后，可以直接叠放烧结而不会粘结，提高生产效率，降低生产成本。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种陶瓷主轴加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：先将压制成型后的素坯在1050-1100℃温度下预烧结1小时，排除素坯中的粘结剂及水分，使素坯体积收缩2~3%，接着机械加工至规定尺寸，最后再进行烧结。
2.根据权利要求1所述的陶瓷主轴加工工艺，其特征在于，所述预烧结时，先以50-55℃/h的温升速度加热至200℃，再以250-300℃/h的温升速度加热至1050-1100℃保温1小时。
3.根据权利要求1所述的陶瓷主轴加工工艺，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇。
4.根据权利要求1所述的陶瓷主轴加工工艺，其特征在于，所述体积收缩后的素坯的密度达到3g/cm3。
5.根据权利要求1所述的陶瓷主轴加工工艺，其特征在于，所述预烧结后的素坯的机械强度为350-450MPa。
6.根据权利要求1所述的陶瓷主轴加工工艺，其特征在于，所述烧结时直接叠放烧结。
7.根据权利要求1所述的陶瓷主轴加工工艺，其特征在于，所述机械加工后的产品合格率≥97%。
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