CN108908648A - 一种陶瓷鄂板的制备方法及陶瓷鄂板 - Google Patents

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Abstract

本发明属于陶瓷注射成型技术领域，公开了一种陶瓷鄂板的制备方法及陶瓷鄂板。其中，陶瓷鄂板的制备方法包括：选定陶瓷粉料；将陶瓷粉料、球石、水和粘结剂混合研磨得到均匀的浆料；将浆料造粒得到均匀的颗粒；将颗粒压缩定型为块状固体；将块状固体按设计需求加工成鄂板生坯；将鄂板生坯烧结并加工得到陶瓷鄂板。其中，陶瓷鄂板使用上述陶瓷鄂板的制备方法制备而得。本发明的陶瓷鄂板，比金属鄂板更耐磨损，可以有效减少破碎后原料的杂质，比塑料鄂板更抗压变形，从而使得破碎效率高，比多数待破碎的喂料硬度更高，使得可用于破碎更多种类块状喂料，以致可用于医药等高纯材料行业。

Description

一种陶瓷鄂板的制备方法及陶瓷鄂板
技术领域
本发明涉及陶瓷注射成型技术领域，尤其涉及一种陶瓷鄂板的制备方法及陶瓷鄂板。
背景技术
陶瓷注射成型(CIM)作为一种新型的陶瓷成型方式，借鉴了塑胶行业和粉末冶金行业的注塑成型，在高温下将陶瓷粉末与石蜡、塑料等有机助剂均匀搅拌混合成团状，再将大的团状物破碎造粒成均匀的小颗粒，用注塑机在高温高压条件下将喂料颗粒熔融挤入模具成型。其中，陶瓷喂料团状物破碎是其中重要的工序，目前多借鉴塑料行业造粒、刚性块料行业造粒方法。
塑料的造粒通过将团状物挤入通孔模具，出模挤成条状体，条状体稍稍露出通孔模具即用旋转刀进行切断。通过调整通孔模具的孔径、挤出的速度和旋转刀的转速来控制颗粒的大小。为了尽快让切断的小颗粒定型并不互相粘连，往往用循环水进行冷却。挤出切断造粒用水冷冷却，有可能对蜡等低温有机物造成变性，成分比例波动，且后续颗粒含有水分，需增加一道干燥工序，一般干燥水分温度设置在100℃以上，而蜡在50℃左右即软化变的富有粘性再次结团。
当通过挤出切断造粒的工艺对陶瓷喂料团状物破碎时，为避免上述问题，需采用风冷冷却。但是，风冷冷却因冷却速度慢导致效率低，为了提高效率可能造成颗粒再次结团。且高压挤出料与通孔模具摩损易混入金属杂质，不利于原料纯净。另外挤出造粒机有螺杆挤压装置、通孔模具部件、旋转切断部件等多个复杂部件，价格昂贵。
因此，现有常用的陶瓷喂料破碎造粒的方式是采用颚式破碎机，通过机械转动带动一块鄂板作咬合动作，与另外一块固定鄂板形成挤压动作，将块料进行挤压破碎。目前鄂板材料通常采用金属材料或高硬度塑料。因陶瓷喂料硬度较高，挤压时易磨损金属鄂板导致喂料杂质增加，高硬度塑料鄂板在挤压时有一定的变形，挤压效果差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种陶瓷鄂板的制备方法，其制备而得的陶瓷鄂板，更耐磨损且硬度更高，能够有效提高破碎效率。
本发明的另一目的在于提供一种陶瓷鄂板，其更耐磨损且硬度更高，能够有效提高破碎效率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种陶瓷鄂板的制备方法，包括：
选定陶瓷粉料；
将陶瓷粉料、球石、水和粘结剂混合研磨得到均匀的浆料；
将浆料造粒得到均匀的颗粒；
将颗粒压缩定型为块状固体；
将块状固体按设计需求加工成鄂板生坯；
将鄂板生坯烧结并加工得到陶瓷鄂板。
作为优选，选定纯度≥93％、助烧剂≤5％、烧失率≤0.6％、粒度D50为0.4-0.85μm且BET比表面积为6-10m2/g的氧化锆陶瓷粉料。
作为优选，选定纯度为93％、助烧剂为4.9％、烧失率为0.57％、粒度D50为0.7μm且BET比表面积为7m2/g的氧化锆陶瓷粉料。
作为优选，选定纯度≥99.8％、粒度D50为0.5μm且BET比表面积为7.5m2/g的氧化铝陶瓷粉料。
作为优选，所述粘结剂为聚乙烯醇。
作为优选，所述浆料通过造粒塔，造粒得到粒度为80-100μm的均匀颗粒。
作为优选，在压缩定型时采用冷等静压缸加压至150MPa并保压30min。
作为优选，初步加工而得的所述鄂板生坯的尺寸大于最终得到的所述陶瓷鄂板的尺寸。
作为优选，所述鄂板生坯为氧化锆鄂板生坯或氧化铝鄂板生坯；
在对所述氧化锆鄂板生坯烧结时，500℃前升温速度为15℃/h，500-1450℃之间升温速度为60℃/h，加热至目标温度后至少保温3h，然后熄火自然降温；
在对所述氧化铝鄂板生坯烧结时，500℃前升温速度为15℃/h，500-1650℃之间升温速度为60℃/h，加热至目标温度后至少保温3h，然后熄火自然降温。
一种陶瓷鄂板，使用上述的陶瓷鄂板的制备方法制备而成，所述陶瓷鄂板的工作面具有尖齿结构或圆齿结构。
本发明的有益效果：所得到的陶瓷鄂板，比金属鄂板更耐磨损，可以有效减少破碎后原料的杂质，比塑料鄂板更抗压变形，从而使得破碎效率高，比多数待破碎的喂料硬度更高，使得可用于破碎更多种类块状喂料，以致可用于医药等高纯材料行业。
附图说明
图1是本发明实施例所述的陶瓷鄂板的制备方法的流程图；
图2是本发明实施例所述的陶瓷鄂板正视截面图；
图3是本发明实施例所述的带有尖齿结构的陶瓷动鄂板侧视图；
图4是本发明实施例所述的带有尖齿结构的陶瓷静鄂板侧视图；
图5是本发明实施例所述的带有圆齿结构的陶瓷动鄂板侧视图；
图6是本发明实施例所述的带有圆齿结构的陶瓷静鄂板侧视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明提供了一种陶瓷鄂板的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、选定陶瓷粉料。
在此步骤中，选定质量百分比纯度≥93％、助烧剂≤5％、烧失率≤0.6％且粒度D50(累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径)为0.4-0.85μm、BET比表面积为6-10m2/g的氧化锆陶瓷粉料。具体的，选定质量百分比纯度≥93％、助烧剂为4.9％、烧失率为0.57％且粒度D50为0.7μm、BET比表面积为7m2/g的氧化锆陶瓷粉料。
在本实施例中，除选用氧化锆陶瓷粉料，还可以选定质量百分比纯度≥99.8％且粒度D50为0.5μm、BET比表面积为7.5m2/g的氧化铝陶瓷粉料。
步骤二、将陶瓷粉料、球石、水和粘结剂混合研磨得到均匀的浆料。
在此步骤中，粘结剂具体为聚乙烯醇，将氧化锆陶瓷粉料、球石、水和粘结剂按一定的比例加入球磨机进行球磨，得到均匀的浆料。
步骤三、将浆料造粒得到均匀的颗粒。
在此步骤中，用压力泵将浆料压入造粒塔，造粒得到粒度为80-100μm的均匀颗粒。
步骤四、将颗粒压缩定型为块状固体。
在此步骤中，首先将造粒得到的颗粒填入橡胶套中，保持密封不渗水，将填好颗粒的橡胶套放入冷等静压缸中逐步加压至150MPa并保压30min，然后定型得到低气孔率且有切削加工强度的大尺寸块状固体。
步骤五、将块状固体按设计需求加工成鄂板生坯。
在此步骤中，将大尺寸的块状固体，按生坯图纸的设计需求加工成预定尺寸的鄂板生坯，设计应考虑材料烧结后有收缩，因此，生坯尺寸按粉料烧结收缩率按比例放大，即初步加工而得的鄂板生坯的尺寸大于最终得到的陶瓷鄂板的尺寸，以满足鄂板生坯烧结后具有足够的厚度保证强度。
步骤六、将鄂板生坯烧结并加工得到陶瓷鄂板。
在此步骤中，鄂板生坯为由氧化锆陶瓷粉料制成的氧化锆鄂板生坯或由氧化铝陶瓷粉料制成的氧化铝鄂板生坯。在对氧化锆鄂板生坯烧结时，500℃前升温速度为15℃/h，500-1450℃之间升温速度为60℃/h，加热至目标温度后至少保温3h，然后熄火自然降温。在对氧化铝鄂板生坯烧结时，500℃前升温速度为15℃/h，500-1650℃之间升温速度为60℃/h，加热至目标温度后至少保温3h，然后熄火自然降温。烧结完成后，将烧结好的产品进行精加工，对烧结变形、尺寸超差部分进行修正，对毛边进行清除，提高产品精度，最终得到所需的陶瓷鄂板。
通过本发明的陶瓷鄂板的制备方法制备而成的陶瓷鄂板，比金属鄂板更耐磨损，可以有效减少破碎后原料的杂质，比塑料鄂板更抗压变形，从而使得破碎效率高，比多数待破碎的喂料硬度更高，使得可用于破碎更多种类块状喂料，以致可用于医药等高纯材料行业。
如图2所示，本发明还提供了一种陶瓷鄂板，使用上述的陶瓷鄂板的制备方法制备而成，该陶瓷鄂板的工作面具有尖齿结构或圆齿结构。
如图3-图6所示，在具体使用时，将两块加工好的陶瓷鄂板装入颚式破碎机工作面板，分别为陶瓷动鄂板与陶瓷静鄂板，且使得陶瓷动鄂板的齿形与陶瓷静鄂板的齿形在咬合时错位分布，破碎机曲臂传动装置将动鄂板向静鄂板靠拢，形成咬合动作将块料压碎。
本发明中，加工而得的高硬度、高强度的具有尖齿结构/圆齿结构氧化锆陶瓷鄂板，维氏硬度≥12GPa、三点弯曲强度≥800MPa，具有尖齿结构/圆齿结构的氧化铝陶瓷鄂板，维氏硬度≥17GPa、三点弯曲强度≥350MPa，压板破碎效率高，耐磨损使得喂料不含杂质，在具体使用时可以通过加工调整陶瓷鄂板上齿间的距离、陶瓷动鄂板与陶瓷静鄂板之间咬合间距来调整挤压颗粒的大小，使用方便，安全可靠。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种陶瓷鄂板的制备方法，其特征在于，包括：
选定陶瓷粉料；
将陶瓷粉料、球石、水和粘结剂混合研磨得到均匀的浆料；
将浆料造粒得到均匀的颗粒；
将颗粒压缩定型为块状固体；
将块状固体按设计需求加工成鄂板生坯；
将鄂板生坯烧结并加工得到陶瓷鄂板。
2.根据权利要求1所述的陶瓷鄂板的制备方法，其特征在于，选定纯度≥93％、助烧剂≤5％、烧失率≤0.6％、粒度D50为0.4-0.85μm且BET比表面积为6-10m2/g的氧化锆陶瓷粉料。
3.根据权利要求2所述的陶瓷鄂板的制备方法，其特征在于，选定纯度≥93％、助烧剂为4.9％、烧失率为0.57％、粒度D50为0.7μm且BET比表面积为7m2/g的氧化锆陶瓷粉料。
4.根据权利要求1所述的陶瓷鄂板的制备方法，其特征在于，选定纯度≥99.8％、粒度D50为0.5μm且BET比表面积为7.5m2/g的氧化铝陶瓷粉料。
5.根据权利要求1所述的陶瓷鄂板的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇。
6.根据权利要求1所述的陶瓷鄂板的制备方法，其特征在于，所述浆料通过造粒塔，造粒得到粒度为80-100μm的均匀颗粒。
7.根据权利要求1所述的陶瓷鄂板的制备方法，其特征在于，在压缩定型时采用冷等静压缸加压至150MPa并保压30min。
8.根据权利要求1所述的陶瓷鄂板的制备方法，其特征在于，初步加工而得的所述鄂板生坯的尺寸大于最终得到的所述陶瓷鄂板的尺寸。
9.根据权利要求1所述的陶瓷鄂板的制备方法，其特征在于，所述鄂板生坯为氧化锆鄂板生坯或氧化铝鄂板生坯；
在对所述氧化锆鄂板生坯烧结时，500℃前升温速度为15℃/h，500-1450℃之间升温速度为60℃/h，加热至目标温度后至少保温3h，然后熄火自然降温；
在对所述氧化铝鄂板生坯烧结时，500℃前升温速度为15℃/h，500-1650℃之间升温速度为60℃/h，加热至目标温度后至少保温3h，然后熄火自然降温。
10.一种陶瓷鄂板，其特征在于，使用权利要求1-9任一所述的陶瓷鄂板的制备方法制备而成，所述陶瓷鄂板的工作面具有尖齿结构或圆齿结构。
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