CN109176850B - 超细缝隙陶瓷网板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超细缝隙陶瓷网板的制造方法，该方法采用不锈钢丝表面涂上金刚石粉末，使走丝对陶瓷产生磨削而走出缝隙，并对缝隙进行整缝，整出导料缝使得入料畅通无阻，便于筛分，消除堵塞。该方法克服了陶瓷切割缝隙的技术瓶颈，能够做出具有0.25mm宽度缝隙的陶瓷网板，这样的陶瓷网板适用于震动筛、砂磨机等超细粉体加工设备中，在满足产品超细粒径要求的同时，使物料在加工过程中避免与金属接触，保证产品纯度。

Description

超细缝隙陶瓷网板的制造方法
技术领域
本发明涉及超细粉碎加工领域，具体涉及一种超细缝隙陶瓷网板的制造方法。
背景技术
在颗粒、粉体的超细粉碎加工领域，通常使用粉碎设备或研磨设备，如粉碎机、砂磨机、震动磨、搅拌磨、高效球磨机等，将物料研磨/粉碎到指定粒径后出料。使用研磨机加工过程中，一般在原料加入磨腔时同步加入一定比例的研磨介质(也称为磨球或磨介)，通过磨球的冲击将物料粉碎，磨球越小，产品粒径就越细。出料时，将符合粒度要求的产品通过排料口，而磨球则全部留在磨腔内继续工作，因此出料口需要安装能分离磨球和物料的网板，业内称为“篦板”。当物料深加到D50＜1μm后，无论湿法研磨还是干法研磨，其研磨介质直径均需在0.3mm左右，因此篦板的缝隙必须小于0.3mm才能挡住磨球，实现球料分离。这种篦板均采用金属材质制造。
而使用粉碎机加工过程中，物料被粉碎至一定细度后，需要将细粒度的合格产品与粗颗粒分离，往往使用例如震动筛这样的颗粒分级设备来进行分级。小于筛网孔径的物料落到下层，成为筛下物从下料口出去，大于筛网孔径的物料则留在晒面上从粗料口排出，筛网孔径/缝隙的大小决定了产品的粒度。根据筛网的缝隙规定，325目的筛网缝隙要小于47μm，而500目则要达到25μm。这种筛网材质大多采用金属丝(如不锈钢丝)或有机纤维丝(如尼龙丝)编织而成。
随着新材料行业的发展，对超细超微粉体材料的纯度要求也越来越高，不允许有金属离子污染。例如，锂电池正负极材料、超级电容材料、石墨烯等材料，含铁量指标是PPM(part per million)级，使用金属材质制造的篦板和筛网直接得到的产品无法达到这样的要求，还需进一步除铁工艺来提高纯度，但增加了吸铁工艺势必需要相应的设备，增加了生产投入，也并不能完全去除金属离子，同时还不可避免地产生物料损耗。使用尼龙筛网又因不耐磨而使用寿命短。如何做到筛网/篦板孔细且不产生金属离子污染并能达到长使用寿命，是长期以来一项难以解决的问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种超细缝隙陶瓷网板的制造方法，解决金属材质网板使用中的金属污染和不耐磨的问题。
技术方案：一种超细缝隙陶瓷网板的制造方法，包括以下步骤：
(1)在不锈钢丝表面涂上金刚石粉末，作为切割丝；
(2)制作陶瓷板泥坯，泥坯成型后先打出穿丝孔，烧结后形成带孔陶瓷板，将切割丝穿过穿丝孔，上机床进行切割，利用不锈钢丝对陶瓷产生磨削而走出缝隙；
(3)切割后取下陶瓷板，重新将穿丝孔用陶瓷浆堵掉，低温烧结；
(4)对已带缝的陶瓷板正反两面缝隙进行整理，使缝隙的上下端部分别形成导向槽和防堵槽。
为了在陶瓷板上切割出超细缝隙，步骤1中不锈钢丝的直径小于0.3mm。
为了提高产品的强度，步骤2中采用氧化锆、氧化铝、碳化硅或氮化硅来制造陶瓷板。
考虑到陶瓷板的应力，为了提高安全性，步骤2中缝隙之间间隔不小于3mm。
为了使得到的陶瓷网板在应用中具有更优的分筛效果，步骤4中防堵槽的深度大于导向槽的深度，导向槽设置为倒梯形或倒圆锥形，防堵槽为梯形或圆锥形。
有益效果：
1、本发明使用高强度的结构陶瓷来制作具有超窄缝隙的网板，结构陶瓷的硬度一般在7-9级，所的的陶瓷网板非常耐磨，使用寿命长，使得要经常更换的易损零件变成耐用件，减少了停产时间。
2、本方法得到的超窄缝隙的网板适用面广，如研磨机、砂磨机、超细高能球磨机、震动磨、搅拌磨等机种，在满足产品超细粒径要求的同时，使物料在加工过程中避免与金属接触，保证产品纯度。新材料行业中如锂电池各类需砂磨的正负极材料、大量的超纯氧化硅、超纯氧化铝、超纯稀土材料、电子材料、超级电容材料、石墨烯等都可获得收获。
3、该方法克服了陶瓷切割的技术瓶颈，通常陶瓷切割使用金刚石切割刀片，金刚石切割刀片最小也得3-4mm才能切割成功，但这样缝隙就太大了；而如果金刚石切割刀片过薄，则强度又不够而无法完成切割工作。如果引入线切割的工艺也不行，常规的线切割是用钼丝导电产生电火花腐蚀，走出一条线来完成金属切割，可是陶瓷是绝缘体不能产生电蚀工艺，钼丝已失去功能。利用本发明的方法能够做出具有0.25mm宽度缝隙的陶瓷网板。
附图说明
图1为超细缝隙陶瓷网板剖面示意图；
图2为网板进行整缝的修整钻轮工况图；
图3为震动筛中超细陶瓷网板安装原理图；
图4为震动磨应用篦板分离示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明采用不锈钢丝表面涂上金刚石粉末，使走丝对陶瓷产生磨削而走出缝隙来。步骤如下：
(1)准备切割丝：在不锈钢丝表面涂上金刚石粉末，为了能在陶瓷板上走出0.25mm左右的槽，钢丝的直径为0.2mm左右。
(2)穿丝并切缝：制作陶瓷板泥坯，为了提高产品强度，本发明采用氧化锆来制作泥坯，也可以使用其他材质如氧化铝、碳化硅或氮化硅。泥坯成型后先打出1mm穿丝孔，烧结后将陶瓷板穿孔装在切割丝上，上机床进行切割，在陶瓷板上走出缝隙，切割时注意缝与缝之间的间隔，按理是越小越好，但为了安全起见，间隔设置3mm为宜。
(3)堵孔：切割后取下陶瓷板，重新将穿丝孔用陶瓷浆堵掉，然后进行低温烧结。
(4)整缝：将已带缝的陶瓷网板放到平面磨床上，使用修整钻轮依次对网板正反两面缝隙进行整理，使缝隙上下端部分别形成导向槽和防堵槽，达到筛分畅通且筛网又有强度的目的。以3mm厚度的陶瓷网板为例，将3mm陶瓷网板的缝隙加工成依次连通的三个部分：正面导向槽10、网孔11和反面防堵槽12，如剖面图图1所示，正面导向槽10呈倒梯形，深度为1mm，反面防堵槽12为梯形，深度1.5mm，网孔11深度0.5mm。正面导向槽10和反面防堵槽12也可分别加工成倒圆锥形和锥形。使用时正面导向槽10朝上承接物料，物料经过网孔11从反面防堵槽12落下，因整出导料缝使得入料畅通无阻，便于筛分，消除堵塞，既不会因为网孔太细出现物料拥堵，又保留了一定厚度的垂直网孔使网板具备较强的抗震能力，不容易损坏。图2则示出了用于对陶瓷网板的缝隙进行整缝的修整钻轮的工况图。如图所示，修整钻轮20上设磨头轴21，为了达到上述目的，实施例中修整钻头22使用夹角50°左右的金刚石磨片，也可以使雕刻机采用锥形磨头平行磨削完成。
使用上述方法制得的超细缝隙陶瓷网板，可以应用于震动筛、砂磨机、震动磨、球磨机等超细粉体深加工设备。以震动筛为例，如图3所示，陶瓷网板34作为筛网安装在特制的陶瓷定位托31上，物料从进料口30进料之后，经过陶瓷筛网34震动筛选后符合粒径要求的粉体从下料口32输出，粗料则从另一个出口粗料出口33输出。由于震动筛的直径一般要做到一米，而陶瓷网板这么薄做不到这样大，实施例中采用分块制造然后拼装的办法，并在拼装缝处设加强筋才完成了筛网的制造工艺。如图3所示，整个筛网由四块扇形陶瓷网板在十字托筋上拼装而成，用十字托筋便于分块组合，并增强筛网抗震性能。这样的制造工艺可以批量化生产。进一步再将震动筛的进料口、筛网框架改用塑料制造，出料口涂上特氟龙，就是一台完整的新型无污染高级震动筛了。
图4示出了在砂磨机上使用陶瓷篦板的分离示意图，物料从进料口40进入后，细粒径粉体经过篦板42从出料口41输出，通过负压吸料装置44吸出，而粒径较大的磨球43则留在磨腔内继续工作。

Claims (6)

1.一种超细缝隙陶瓷网板的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)在不锈钢丝表面涂上金刚石粉末，作为切割丝，所述不锈钢丝的直径小于0.3mm；
(2)制作陶瓷板泥坯，泥坯成型后先打出穿丝孔，烧结后形成带孔陶瓷板，将切割丝穿过穿丝孔，上机床进行切割，利用不锈钢丝对陶瓷产生磨削而走出缝隙；
(3)切割后取下陶瓷板，重新将穿丝孔用陶瓷浆堵掉，低温烧结；
(4)对已带缝的陶瓷板正反两面缝隙进行整理，使缝隙的上下端部分别形成导向槽和防堵槽。
2.根据权利要求1所述的超细缝隙陶瓷网板的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)中缝隙之间间隔不小于3mm。
3.根据权利要求1所述的超细缝隙陶瓷网板的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中防堵槽的深度大于导向槽的深度。
4.根据权利要求1所述的超细缝隙陶瓷网板的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中导向槽为倒梯形或倒圆锥形，所述防堵槽为梯形或圆锥形。
5.根据权利要求1所述的超细缝隙陶瓷网板的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中使用修整钻轮对陶瓷板进行整缝，其钻头使用夹角50°的金刚石磨片。
6.根据权利要求1所述的超细缝隙陶瓷网板的制造方法，其特征在于，所述陶瓷板的材质采用氧化锆、氧化铝、碳化硅或氮化硅。
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