CN108947541B - 3d陶瓷后盖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了3D陶瓷后盖及其制备方法。上述3D陶瓷后盖的制备方法，包括如下步骤：S1、将陶瓷原料加入球磨机中进行球磨，制备成分散均匀的流延浆料，流延浆料经脱泡处理后流延得到膜带生坯；S2、将膜带生坯冲切成平板生坯和边框生坯；S3、将至少一平板生坯与至少一边框生坯叠加在一起进行温水等静压处理，平板生坯的一面与边框生坯的一面连接在一起，得到3D陶瓷生坯；S4、将3D陶瓷生坯进行排胶，得到3D陶瓷素坯，将3D陶瓷素坯进行烧结，得到3D陶瓷烧坯；S5、将3D陶瓷烧坯进行表面处理，得到3D陶瓷后盖。本发明所述陶瓷后盖制备方法，等静压工序无需采用模具，可以节省成本；并且烧坯变形率较低，缩短了加工时间。

Description

3D陶瓷后盖及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷结构件制备技术领域，具体涉及3D陶瓷后盖及其制备方法。

背景技术

陶瓷材料由于其具有高韧性、高抗弯强度、高耐磨性、防水、防锈的特点，越来越多地替代金属等材料，应用于手机后盖、模具等多个领域。

陶瓷材料作为手机后盖越来越受到消费者和商家的欢迎，近年来陶瓷材料也越来越多地应用于手机、电池、智能手表后盖。由于3D后盖具有边框结构，而一般的陶瓷材料成型基本上是平板结构，这就需要设计专用的模具将陶瓷材料成型为具有边框等结构的形状。特别的，当使用流延工艺制备3D陶瓷后盖时，通常要将流延生坯与模具贴合放入温水等静压机中进行压制处理，从而压成具有边框形状的3D背板生坯。不仅设计和购买模具成本高，模具加工时间也较长，温水等静压的单机产量也受到限制；同时，当产品和模具的设计不合理时，模具在温水等静压压制后容易产生变形，导致模具报废率较高，3D后盖生坯烧结后变形率也较高，产品加工量较大。

发明内容

基于此，本发明有必要提供一种3D陶瓷后盖的制备方法，其无需采用模具，可以节省成本；并且烧坯变形率较低，缩短了加工时间。

本发明还有必要提供一种3D陶瓷后盖。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种3D陶瓷后盖的制备方法，其包括如下步骤：

S1、将陶瓷原料加入球磨机中进行球磨，制备成分散均匀的流延浆料，所述流延浆料经脱泡处理后流延得到膜带生坯；

S2、将所述膜带生坯冲切成平板生坯和边框生坯；

S3、将至少一所述平板生坯与至少一所述边框生坯叠加在一起进行温水等静压处理，所述平板生坯的一面与所述边框生坯的一面连接在一起，得到3D陶瓷生坯；

S4、将所述3D陶瓷生坯进行排胶，得到3D陶瓷素坯，将所述3D陶瓷素坯进行烧结，得到3D陶瓷烧坯；

S5、将所述3D陶瓷烧坯进行表面处理，得到3D陶瓷后盖。

上述的3D陶瓷后盖的制备方法，先制备膜带生坯，将膜带生坯切成平板生坯和边框生坯，将平板生坯和边框生坯通过等静压的方法压合在一起，最后烧结形成3D陶瓷后盖，整个过程中不需要使用模具，从而可以节省模具的设计和制作成本，缩短加工时间。

其中一些实施例中，所述步骤S1具体是：将陶瓷粉体加入球磨机进行球磨，再加入溶剂、分散剂、粘合剂等原料，球磨预设时间后得到所述流延浆料，对所述流延浆料进行脱泡处理，然后通过流延法制备成所述膜带生坯。

其中一些实施例中，所述步骤S2具体是：用冲切设备将所述膜带生坯冲切成预设的尺寸，得到所述平板生坯；将所述平板生坯冲切掉中间部分，留下边框，得到所述边框生坯。

其中一些实施例中，将至少一所述平板生坯与至少一所述边框生坯叠加在一起，置于温度80℃-98℃的水中及150Mpa-250Mpa压力下保压5-25min，得到所述3D陶瓷生坯。

其中一些实施例中，所述平板生坯的数量为一个、两个或多个，所述边框生坯的数量为一个、两个或多个。

其中一些实施例中，所述步骤S4具体是：将所述3D陶瓷生坯置于600℃-900℃的温度下进行排胶，得到3D陶瓷素坯，然后将所述3D陶瓷素坯置于烧结炉中，升温至1300℃-1700℃进行烧结，得到3D陶瓷烧坯。

本发明提供一种3D陶瓷后盖，其由所述的3D陶瓷后盖的制备方法制成。

附图说明

图1是本发明一实施例所述3D陶瓷后盖的制备方法的流程图；

图2是本发明一实施例所述3D陶瓷后盖的制备过程中平板生坯与边框生坯的示意图；

图3是本发明一实施例所述3D陶瓷后盖的制备过程中3D陶瓷生坯的示意图；

图4是本发明另一实施例所述3D陶瓷后盖的制备过程中平板生坯与边框生坯的示意图；

图5是本发明另一实施例所述3D陶瓷后盖的制备过程中3D陶瓷生坯的示意图；

图6是本发明另一实施例所述3D陶瓷后盖的制备过程中平板生坯与边框生坯的示意图；

图7是本发明另一实施例所述3D陶瓷后盖的制备过程中3D陶瓷生坯的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参照图1至图7，本发明提供一种3D陶瓷后盖的制备方法，尤指3D手机后盖，其包括如下步骤：

S1、将陶瓷原料加入球磨机中进行球磨，制备成分散均匀的流延浆料，流延浆料经脱泡处理后流延得到膜带生坯；

S2、将膜带生坯冲切成平板生坯和边框生坯；

S3、将至少一平板生坯与至少一边框生坯叠加在一起进行温水等静压处理，平板生坯的一面与边框生坯的一面连接在一起，得到3D陶瓷生坯；

S4、将3D陶瓷生坯进行排胶，得到3D陶瓷素坯，将3D陶瓷素坯进行烧结，得到3D陶瓷烧坯；

S5、将3D陶瓷烧坯进行表面处理，得到3D陶瓷后盖。。

其中，步骤S1具体可以是：将陶瓷粉体加入球磨机进行球磨，再加入溶剂、分散剂、粘合剂等原料，球磨预设时间后得到流延浆料，对流延浆料进行脱泡处理，然后通过流延法制备成膜带生坯。球磨的转速可以是30r/min-120r/min，球磨时间10h-120h，其中的陶瓷粉体为氧化锆、氧化铝等。例如采用钇稳定氧化锆为陶瓷粉体。溶剂可以是乙醇、丙三醇、丙酮等溶剂；分散剂可以是磷酸酯、鱼油等；粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛和/或聚甲基丙烯酸甲酯。

步骤S2具体是：用冲切设备将膜带生坯冲切成预设的尺寸，得到平板生坯10；将平板生坯10冲切掉中间部分，留下边框，得到边框生坯20。中切掉的部分尺寸大小取决于需要的后盖的宽度，此步骤根据设计需要进行切除。其中只有一部分的平板生坯10冲切成为边框生坯20，留下的部分平板生坯10与边框生坯20进行叠加。请参照图2与图3，步骤S3具体是：将至少一平板生坯10与至少一边框生坯20叠加在一起，置于温度80℃-98℃的水中，调节压力至150Mpa-250Mpa，保压5-25min，平板生坯10的一面与边框生坯20的一面连接在一起，得到3D陶瓷生坯30。即可以单片的平板生坯10与单片的边框生坯20叠加，也可以单片的平板生坯10与多片的边框生坯20叠加，或者多片的平板生坯10与单片的边框生坯20叠加，具体是根据后盖的厚度进行合理的选择，这样还可控制边框的高度和底面的厚度，以根据不同场合使用的后盖进行合理配置。

步骤S4具体是：将3D陶瓷生坯在600℃-900℃进行排胶，得到3D陶瓷素坯，然后将3D陶瓷素坯置于烧结炉中及升温至1300℃-1700℃进行烧结，得到3D陶瓷烧坯。

步骤S5具体是：通过机加工的方式进行处理，例如进行打磨、抛光、打孔、喷油其中的一种或几种处理。例如，将3D陶瓷烧坯进行打磨去掉表面的毛刺、凸起的不平物，并保证边缘齐平，然后进行抛光使其表面更有光泽，再打出摄像头孔、音量键孔等孔状物，得到3D陶瓷后盖。

上述的3D陶瓷后盖的制备方法，先制备膜带生坯，将膜带生坯切成平板生坯和边框生坯，将平板生坯和边框生坯通过等静压的方法压合在一起，最后烧结形成3D陶瓷后盖，整个过程中不需要使用模具，从而可以节省模具的设计和制作成本，缩短加工时间。

本发明还保护一种3D陶瓷后盖，其由上述的3D陶瓷后盖的制备方法制成。

以下将通过几个实施例来进一步说明本发明的实施方式：

实施例一

请参照图1至图3，本发明提供一种3D陶瓷手机后盖的制备方法，其包括如下步骤：选用以下质量份的陶瓷原料：钇稳定氧化锆粉99.6份、纳米氧化锆粉0.4份、乙醇和异丙醇以2：1的体积比配成的溶剂55份、磷酸酯和鱼油1:1质量比配成的分散剂0.5份、聚乙烯醇缩丁醛粘结剂10份；将以上原料加入球磨机以90r/min的速度球磨90h，制备成流延浆料，对流延浆料进行脱泡处理，通过流延法制备成膜带生坯；将膜带生坯采用冲切设备冲切成平板生坯10，平板生坯10冲切掉中间部分，留下边框，得到边框生坯20；将一片平板生坯10与一片边框生坯20叠加在一起，置于等静压设备中，其中等静压设备的水温调节至90℃，压力180Mpa，保压20min，平板生坯10的一面与边框生坯20的一面连接在一起，得到3D陶瓷生坯30；将3D陶瓷生坯在900℃进行排胶，保温30min得到陶瓷素坯，陶瓷素坯置于1480℃的烧结炉中烧结，保温120min得到3D陶瓷烧坯；对3D陶瓷烧坯进行CNC打磨修边，再冲出摄像头孔，得到3D陶瓷手机后盖。

实施例二

请参照图4与图5，本实施例提供一种黑色3D陶瓷手机后盖的制备方法，其包括如下步骤：选用以下质量份的陶瓷原料：钇稳定氧化锆粉96份、黑色色料粉4份、乙醇和异丙醇以2：1的体积比配成的溶剂55份、磷酸酯和鱼油1:1质量比配成的分散剂0.5份、聚乙烯醇缩丁醛粘结剂10份；将以上原料加入球磨机以70r/min的速度球磨80h，制备成流延浆料，对流延浆料进行脱泡处理，通过流延法制备成膜带生坯；采用冲切设备冲切成平板生坯10，平板生坯10冲切掉中间部分，留下边框，得到边框生坯20；将两片平板生坯10与一片边框生坯20叠加在一起，置于等静压设备中，其中等静压设备的水温调节至85℃，压力200Mpa，保压10min，内侧的平板生坯10的一面与边框生坯20的一面连接在一起，得到3D陶瓷生坯40；将3D陶瓷生坯在700℃进行排胶，保温30min得到3D陶瓷素坯，3D陶瓷素坯置于1400℃的烧结炉中烧结，保温100min得到3D陶瓷烧坯；对3D陶瓷烧坯进行CNC打磨修边并进行清洗，得到3D陶瓷手机后盖。

实施例三

请参照图1至图3，本发明提供一种3D陶瓷手机后盖的制备方法，其包括如下步骤：选用以下质量份的陶瓷原料：钇稳定氧化锆粉80份、纳米氧化锆粉20份、乙醇和异丙醇以2：1的体积比配成的溶剂60份、磷酸酯和鱼油1:1质量比配成的分散剂0.5份、聚乙烯醇缩丁醛粘结剂8份；将以上原料加入以50r/min的速度球磨110h，得到流延浆料；将流延浆料脱泡后经流延成型得到膜带生坯；采用冲切设备冲切成平板生坯10，平板生坯10冲切掉中间部分，留下边框，得到边框生坯20；将两片平板生坯10与两片边框生坯20叠加在一起，置于等静压设备中，其中等静压设备的水温调节至80℃，压力250Mpa，保压10min，内侧的平板生坯10的一面与内侧的边框生坯20的一面连接在一起，得到3D陶瓷生坯50；将3D陶瓷生坯在600℃进行排胶，保温60min得到3D陶瓷素坯，将3D陶瓷素坯置于1500℃的烧结炉中烧结，保温120min得到3D陶瓷烧坯；对3D陶瓷烧坯进行CNC打磨修边，再冲出摄像头孔，并对表面进行抛光处理，得到3D陶瓷后盖。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种3D陶瓷后盖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将陶瓷原料加入球磨机中进行球磨，制备成分散均匀的流延浆料，所述流延浆料经脱泡处理后流延得到膜带生坯；

S2、用冲切设备将所述膜带生坯冲切成预设的尺寸，得到平板生坯；将所述平板生坯冲切掉中间部分，留下边框，得到所述边框生坯；

S3、将至少一所述平板生坯与至少一所述边框生坯叠加在一起，置于温度80℃-98℃的水中及150Mpa-250Mpa压力下保压5-25min进行温水等静压处理，所述平板生坯的一面与所述边框生坯的一面连接在一起，得到3D陶瓷生坯；

S4、将所述3D陶瓷生坯进行排胶，得到3D陶瓷素坯，将所述3D陶瓷素坯进行烧结，得到3D陶瓷烧坯；

S5、将所述3D陶瓷烧坯进行表面处理，得到3D陶瓷后盖；

其中所述步骤S1具体是：将陶瓷粉体加入球磨机进行球磨，再加入溶剂、分散剂及粘合剂，球磨预设时间后得到所述流延浆料，对所述流延浆料进行脱泡处理，然后通过流延法制备成所述膜带生坯。

2.根据权利要求1所述的3D陶瓷后盖的制备方法，其特征在于：所述平板生坯的数量为一个、两个或多个，所述边框生坯的数量为一个、两个或多个。

3.根据权利要求1所述的3D陶瓷后盖的制备方法，其特征在于：所述步骤S4具体是：将所述3D陶瓷生坯置于600℃-900℃的温度下进行排胶，得到3D陶瓷素坯，然后将所述3D陶瓷素坯置于烧结炉中，升温至1300℃-1700℃进行烧结，得到3D陶瓷烧坯。

4.一种3D陶瓷后盖，其特征在于，由权利要求1-3任一项所述的3D陶瓷后盖的制备方法制成。

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