CN110435166B - 一种多孔材料动态旋转烧结成型方法及其成型装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多孔材料动态旋转烧结成型方法及其成型装置。该烧结成型装置包括烧结室本体,以及固定在烧结室本体上方的阳模和下方的阴模;所述阳模与阴模之间的空腔构成物料烧结室;所述烧结成型装置的外部包裹有电加热套;所述烧结室本体的一侧通过连接轴与转动机构连接,当转动机构转动时,该烧结成型装置跟随转动机构同步转动。本发明采用动态旋转旋转法对超高分子量聚乙烯粉料进行加热和烧结,烧结过程中烧结成型装置一直处于旋转状态,使物料处于运动状态,避免了粘度大的物料长时间处于静止状态使孔隙分布不均以及上表面不平整,对物料加热均匀,使得产品的开孔性好、多孔结构均匀,力学性能、尺寸精度均较高,且成型周期较短,操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及多孔型聚合物材料成型技术领域,尤其涉及一种多孔材料动态旋转烧结成型方法及其成型装置。
背景技术
开孔性多孔聚合物材料因其内部具有贯通的三维网络孔隙结构,故多孔材料具有相对密度低,比强度高,重量轻,隔音,隔热,渗透性好等优点,其应用范围远远超过单一功能的材料,在工业生产及生活领域广泛应用于生物医药、过滤分离、渗透和吸收过程等。开孔性多孔聚合物材料的制备有很多种方法,如熔融挤出拉伸法、热致相分离法、微发泡法和粉末烧结法等。对于一些性能非常优异的高分子聚合物,如超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯等,因其熔融加工性能非常差,难以采用熔融挤出拉伸法制备多孔材料;热致相分离法则是需要使用有机溶剂,但是找不到合适的溶剂以及有机溶剂回收较为复杂,并不适合制备这些开孔性多孔聚合物;微发泡法制备得到的多孔材料开孔率很低,也不适用。因此,对于超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯等材料,其开孔性多孔材料目前多采用粉末烧结法。
从目前的国内外研究现状来看,传统烧结技术大多仅仅是通过简单地静态加热金属烧结成型装置、由金属烧结成型装置将热量传导至聚合物粉体材料这种方式来得到开孔性多孔聚合物材料。
现有技术中公开了一种超高分子量聚乙烯过滤材料的制备方法,该方法通过筛分并分类组配不同粒径的超高分子量聚乙烯树脂粉料,并通过特定的过滤工艺来调节过滤材料的过滤效果,其改善了现有超高分子量聚乙烯烧结材料孔径分布不均、孔隙率低等缺点,从而提高材料的过滤效果。
现有技术还公开了一种膨化聚四氟乙烯旋转烧结炉。该发明能使烧结产品受热均匀,避免烧结炉内上下温度不均匀而造成的产品性能不一致,满足膨化聚四氟乙烯加工工艺要求。
现有技术还公开了一种超高分子量聚乙烯的选区激光烧结成型方法。该方法可较好实现器件的力学性能,尺寸精度均较高,变形收缩小,可用于医疗辅具制造。然而,由于这些聚合物粉体材料的导热性差、粉料之间存在空隙,热量传导到被烧结物料中心需要较长时间,烧结成型的周期较长、效率较低;同时,静态烧结过程中,粉体材料因重力作用易使上表面粉体材料分布不均以及得到的制品内部孔隙分布不均匀,从而影响其表面质量与性能;另外,被烧结物料不同位置上受热不均匀,存在较大的温差,影响制品孔隙的均一性,进而影响制品的性能。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足,提供一种多孔材料动态旋转烧结成型方法及其成型装置。通过本发明装置及制备工艺,使制品表面具备质量高、内部孔隙分布均匀、加热速率快、烧结速度快和生产效率高等优点。
本发明通过下述技术方案实现:
一种多孔材料动态旋转烧结成型装置,该烧结成型装置包括烧结室本体2,以及固定在烧结室本体2上方的阳模1和下方的阴模3;
所述阳模1与阴模3之间的空腔构成物料烧结室22;
所述烧结成型装置的外部包裹有电加热套5;
所述烧结室本体2的一侧通过连接轴6与转动机构连接,当转动机构转动时,该烧结成型装置跟随转动机构同步转动。
所述阳模1开设有凸台结构,该凸台结构嵌入烧结室本体2的空腔内。
所述转动机构为直流电机7,所述连接轴6通过联轴器与直流电机7的转轴连接。
所述阳模1和阴模3通过螺栓与烧结室本体2固定相连。
所述电加热器5的加热温度由温度控制器控制。
为了使烧结过程中更加平稳,所述烧结室本体2的另一侧,也安装有一个与连接轴6对称设置的第二连接轴66,第二连接轴66由一带轴承的支撑轴杆67支撑。使得烧结成型装置的两端在转动时始终保持同轴、同心转动,进而使物料烧结室22内的超高分子量聚乙烯粉末颗粒更加稳定、孔隙率更加均匀。
一种多孔材料动态旋转烧结成型方法,其包括如下步骤:
将烧结成型装置清理干净,并在物料烧结室22周壁喷涂一层脱模剂便于脱模;称取设定量的超高分子量聚乙烯粉末,之后将超高分子量聚乙烯粉末装入物料烧结室22,装填完成后,锁紧阳模1与阴模3,完成超高分子量聚乙烯粉末的装填;通过温度控制器设定电加热套5的加热温度;将装填好的烧结成型装置用电加热套5包覆;电加热套5与烧结成型装置热之间插装有热电偶,用于监控温度变化;然后将烧结室本体2的一侧通过连接轴6与转动机构连接;启动转动机构,烧结成型装置跟随转动机构同步正/反转动,监控烧结成型装置的温度变化;当热电偶测得烧结成型装置温度达到超高分子量聚乙烯粉末所需烧结温度时,开始计时10-20分钟分钟,使超高分子量聚乙烯粉末在整个烧结过程中,均在稳定的正/反转动中完成;待10-20分钟10分钟计时结束后,烧结过程完成;将烧结成型装置水冷,当温度降至室温时,停止冷却,打开阳模1和阴模3,取出烧结制品,得到所需孔隙率的超高分子量聚乙烯多孔材料。
上述超高分子量聚乙烯粉末,其微观形态为球状或椭球状,平均粒径25~150μm;
上述超高分子量聚乙烯粉末所需烧结温度,为170~210℃。
上述超高分子量聚乙烯多孔材料是在无外在压力存在下进行烧结,在固定的物料烧结室22的型腔容积下,根据该型腔容积通过定量(比如装填型腔容积85-90%的超高分子量聚乙烯多孔材料,使型腔容积预留10-15%)加入超高分子量聚乙烯粉末,来调节的孔隙率。
所述超高分子量聚乙烯多孔材料是在恒定压力下进行烧结,即在固定的物料烧结室22的型腔容积下,根据该型腔的固定容积,通过定量(例如仅装填该物料烧结室22的85-90%的超高分子量聚乙烯多孔材料,使型腔容积预留10-15%的空间)加入超高分子量聚乙烯粉末,来调节的孔隙率。
也或者是通过超高分子量聚乙烯粉末(颗粒),在物料烧结室22内自然堆积状态下(即仅靠超高分子量聚乙烯粉末(颗粒)之间的自身重力),并结合转动机构离心力的作用下完成烧结。但是超高分子量聚乙烯粉末(颗粒)的填量,最高不超过物料烧结室22容积的99%。一般也可在80-95%之间调节,以免外部压力对超高分子量聚乙烯粉末(颗粒)造成挤压。
本发明相对于现有技术,具有如下的优点及效果:
(1)本发明采用动态旋转烧结法对聚合物粉料进行加热和烧结,对物料的加热速率快、烧结速率快、生产效率高、孔隙分布均匀;
(2)本发明采用动态旋转法对超高分子量聚乙烯粉料进行加热和烧结,烧结烧结成型装置一直处于旋转状态,使物料处于运动状态,避免了粘度大的物料长时间处于静止状态使孔隙分布不均以及上表面不平整,对物料加热均匀,使得产品的开孔性好、多孔结构均匀;
(3)本发明的制备过程中物料烧结室的型腔大小保持不变,通过改变加入粉料的量,来调节的孔隙率,降低加料量可以提高孔隙率和增加平均孔径。
(4)本发明整个过程烧结模具均处在一种稳定的机械振荡状态,这样颗粒在各个方向的受力均匀且增大了彼此接触的概率,所得样品尺寸变化幅度较小,尺寸分布较为稳定且均匀,产品可以实现较好的互换性。
附图说明
图1为本发明多孔材料动态旋转烧结成型装置的剖面结构示意图。
图2为本发明多孔材料动态旋转烧结成型另一种结构示意图。
图3为本发明多孔材料动态旋转烧结成型方法的工艺流程图。
图4为本发明多孔材料的样品长度分布图。
图5为本发明多孔材料的样品宽度分布图。
图6为本发明多孔材料的样品厚度分布图。
图7为本发明多孔材料在M2-静态下的微观形貌SEM图。
图8为本发明多孔材料在M2-动态下的微观形貌SEM图。
图9为本发明多孔材料在M3-静态下的微观形貌SEM图。
图10为本发明多孔材料在M3-动态下的微观形貌SEM图。
图11为本发明多孔材料在GUR4120-静态下的微观形貌SEM图。
图12为本发明多孔材料在GUR4120-动态下的微观形貌SEM图。
具体实施方式
下面结合5个实施例及5个对比例,对本发明作进一步具体详细描述。
实施例1(实施例1-5区别分别在超高分子量聚乙烯的牌号,分别为XM220、M1、M2、M3、GUR4120,不同牌号的UHMWPE的微观形貌不同)。
(1)清理烧结成型装置:将烧结成型装置型腔清理干净,并在物料烧结室22喷涂一层脱模剂。
(2)加料:用电子秤称取设定量的UHMWPE(牌号为XM220)粉末,之后将粉末装入烧结成型装置型腔中,装填完成后,对烧结成型装置加以振荡,尽可能的保证物料装填的均匀。
(3)固定烧结成型装置:合上阴模和阳模,并用螺栓(图中未示出)连接固定。
(4)控温:调节温度控制器(为现有技术,图中未示出),使其于170~210℃的温度区间,设定所需要的烧结温度,将装填好的烧结成型装置用电加热套(电阻加热丝)完整包覆,并装上热电偶(为现有技术,图中未示出),随时监控温度的变化。
(5)烧结:将烧结成型装置固定在转动机构上,启动转动机构,直流电机开始旋转7,烧结成型装置跟着直流电机7一起旋转,整个烧结过程都是在稳定的振荡中完成。当温度控制器示数达到规定的烧结温度且稳定时,开始计时10分钟。
(6)冷却与取件:10分钟计时结束后,烧结过程完成,关闭温度控制器和转动机构,取出烧结成型装置,放入25℃的水中,快速冷却,当温度降至室温时,停止冷却,取出烧结制品,修整,得到所需孔隙率的超高分子量聚乙烯多孔材料。
(7)将所得样品在70℃温度下烘干3小时,进行孔隙率测试、微观形貌测试及力学性能测试。
实施例2
(1)清理烧结成型装置:将烧结成型装置型腔清理干净,并喷涂一层脱模剂。
(2)加料:用电子秤称取设定量的UHMWPE(牌号为M1)粉末,之后将粉末装入烧结成型装置型腔中,装填完成后,对烧结成型装置加以振荡,尽可能的保证物料装填的均匀。
(3)固定烧结成型装置:合上阴模和阳模,并用螺栓连接固定。
(4)控温:调节温度控制器,使其于170~210℃的温度区间,设定所需要的烧结温度,将装填好的烧结成型装置用电加热套完整包覆,并装上热电偶,随时监控温度的变化。
(5)烧结:将烧结成型装置固定在转动机构上,启动转动机构,直流电机开始旋转7,烧结成型装置跟着直流电机7一起旋转,整个烧结过程都是在稳定的振荡中完成。当温度控制器示数达到规定的烧结温度且稳定时,开始计时10分钟。
(6)冷却与取件:10分钟计时结束后,烧结过程完成,关闭温度控制器和转动机构,取出烧结成型装置,放入25℃的水中,快速冷却,当温度降至室温时,停止冷却,取出烧结制品,修整,得到所需孔隙率的超高分子量聚乙烯多孔材料。
(7)将所得样品在70℃温度下烘干3小时,进行孔隙率测试、微观形貌测试及力学性能测试。
实施例3
(1)清理烧结成型装置:将烧结成型装置型腔清理干净,并喷涂一层脱模剂。
(2)加料:用电子秤称取设定量的UHMWPE(牌号为M2)粉末,之后将粉末装入烧结成型装置型腔中,装填完成后,对烧结成型装置加以振荡,尽可能的保证物料装填的均匀。
(3)固定烧结成型装置:合上阴模和阳模,并用螺栓连接固定。
(4)控温:调节温度控制器,使其于170~210℃的温度区间,设定所需要的烧结温度,将装填好的烧结成型装置用电加热套完整包覆,并装上热电偶,随时监控温度的变化。
(5)烧结:将烧结成型装置固定在转动机构上,启动转动机构,直流电机开始旋转7,烧结成型装置跟着直流电机7一起旋转,整个烧结过程都是在稳定的振荡中完成。当温度控制器示数达到规定的烧结温度且稳定时,开始计时10分钟。
(6)冷却与取件:10分钟计时结束后,烧结过程完成,关闭温度控制器和转动机构,取出烧结成型装置,放入25℃的水中,快速冷却,当温度降至室温时,停止冷却,取出烧结制品,修整,得到所需孔隙率的超高分子量聚乙烯多孔材料。
(7)将所得样品在70℃温度下烘干3小时,进行孔隙率测试、微观形貌测试及力学性能测试。
实施例4
(1)清理烧结成型装置:将烧结成型装置型腔清理干净,并喷涂一层脱模剂。
(2)加料:用电子秤称取设定量的UHMWPE(牌号为M3)粉末,之后将粉末装入烧结成型装置型腔中,装填完成后,对烧结成型装置加以振荡,尽可能的保证物料装填的均匀。
(3)固定烧结成型装置:合上阴模和阳模,并用螺栓连接固定。
(4)控温:调节温度控制器,使其于170~210℃的温度区间,设定所需要的烧结温度,将装填好的烧结成型装置用电加热套完整包覆,并装上热电偶,随时监控温度的变化。
(5)烧结:将烧结成型装置固定在转动机构上,启动转动机构,直流电机开始旋转7,烧结成型装置跟着直流电机7一起旋转,整个烧结过程都是在稳定的振荡中完成。当温度控制器示数达到规定的烧结温度且稳定时,开始计时10分钟。
(6)冷却与取件:10分钟计时结束后,烧结过程完成,关闭温度控制器和转动机构,取出烧结成型装置,放入25℃的水中,快速冷却,当温度降至室温时,停止冷却,取出烧结制品,修整,得到所需孔隙率的超高分子量聚乙烯多孔材料。
(7)将所得样品在70℃温度下烘干3小时,进行孔隙率测试、微观形貌测试及力学性能测试。
实施例5
(1)清理烧结成型装置:将烧结成型装置型腔清理干净,并喷涂一层脱模剂。
(2)加料:用电子秤称取设定量的UHMWPE(牌号为GUR4120)粉末,之后将粉末装入烧结成型装置型腔中,装填完成后,对烧结成型装置加以振荡,尽可能的保证物料装填的均匀。
(3)固定烧结成型装置:合上阴模和阳模,并用螺栓连接固定。
(4)控温:调节温度控制器,使其于170~210℃的温度区间,设定所需要的烧结温度,将装填好的烧结成型装置用电加热套完整包覆,并装上热电偶,随时监控温度的变化。
(5)烧结:将烧结成型装置固定在转动机构上,启动转动机构,直流电机开始旋转7,烧结成型装置跟着直流电机7一起旋转,整个烧结过程都是在稳定的振荡中完成。当温度控制器示数达到规定的烧结温度且稳定时,开始计时10分钟。
(6)冷却与取件:10分钟计时结束后,烧结过程完成,关闭温度控制器和转动机构,取出烧结成型装置,放入25℃的水中,快速冷却,当温度降至室温时,停止冷却,取出烧结制品,修整,得到所需孔隙率的超高分子量聚乙烯多孔材料。
(7)将所得样品在70℃温度下烘干3小时,进行孔隙率测试、微观形貌测试及力学性能测试。
对比例1
(1)清理烧结成型装置:将烧结成型装置型腔清理干净,并喷涂一层脱模剂。
(2)加料:用电子秤称取设定量的UHMWPE(牌号为XM220)粉末,之后将粉末装入烧结成型装置型腔中,装填完成后,对烧结成型装置加以振荡,尽可能的保证物料装填的均匀。
(3)固定烧结成型装置:合上阴模和阳模,并用螺栓连接固定。
(4)调节温度控制器,使其于170~210℃的温度区间,设定所需要的烧结温度,达到预定的烧结温度后,将装填好的烧结成型装置用电加热套完整包覆,并装上热电偶,随时监控温度的变化,整个烧结过程处于静止状态。当温度控制器示数达到规定的烧结温度且稳定时,烧结10分钟。
(5)冷却与取件:10分钟计时结束后,烧结过程完成,关闭温度控制器和转动机构,取出烧结成型装置,放入25℃的水中,快速冷却,当温度降至室温时,停止冷却,取出烧结制品,修整,得到所需孔隙率的超高分子量聚乙烯多孔材料。
(6)将所得样品在70℃温度下烘干3小时,进行孔隙率测试、微观形貌测试及力学性能测试。
对比例2
(1)清理烧结成型装置:将烧结成型装置型腔清理干净,并喷涂一层脱模剂。
(2)加料:用电子秤称取设定量的UHMWPE(牌号为M1)粉末,之后将粉末装入烧结成型装置型腔中,装填完成后,对烧结成型装置加以振荡,尽可能的保证物料装填的均匀。
(3)固定烧结成型装置:合上阴模和阳模,并用螺栓连接固定。
(4)调节温度控制器,使其于170~210℃的温度区间,设定所需要的烧结温度,达到预定的烧结温度后,将装填好的烧结成型装置用电加热套完整包覆,并装上热电偶,随时监控温度的变化,整个烧结过程处于静止状态。当温度控制器示数达到规定的烧结温度且稳定时,烧结10分钟。
(5)冷却与取件:10分钟计时结束后,烧结过程完成,关闭温度控制器和转动机构,取出烧结成型装置,放入25℃的水中,快速冷却,当温度降至室温时,停止冷却,取出烧结制品,修整,得到所需孔隙率的超高分子量聚乙烯多孔材料。
(6)将所得样品在70℃温度下烘干3小时,进行孔隙率测试、微观形貌测试及力学性能测试。
对比例3
(1)清理烧结成型装置:将烧结成型装置型腔清理干净,并喷涂一层脱模剂。
(2)加料:用电子秤称取设定量的UHMWPE(牌号为M2)粉末,之后将粉末装入烧结成型装置型腔中,装填完成后,对烧结成型装置加以振荡,尽可能的保证物料装填的均匀。
(3)固定烧结成型装置:合上阴模和阳模,并用螺栓连接固定。
(4)调节温度控制器,使其于170~210℃的温度区间,设定所需要的烧结温度,达到预定的烧结温度后,将装填好的烧结成型装置用电加热套完整包覆,并装上热电偶,随时监控温度的变化,整个烧结过程处于静止状态。当温度控制器示数达到规定的烧结温度且稳定时,烧结10分钟。
(5)冷却与取件:10分钟计时结束后,烧结过程完成,关闭温度控制器和转动机构,取出烧结成型装置,放入25℃的水中,快速冷却,当温度降至室温时,停止冷却,取出烧结制品,修整,得到所需孔隙率的超高分子量聚乙烯多孔材料。
(6)将所得样品在70℃温度下烘干3小时,进行孔隙率测试、微观形貌测试及力学性能测试。
对比例4
(1)清理烧结成型装置:将烧结成型装置型腔清理干净,并喷涂一层脱模剂。
(2)加料:用电子秤称取设定量的UHMWPE(牌号为M3)粉末,之后将粉末装入烧结成型装置型腔中,装填完成后,对烧结成型装置加以振荡,尽可能的保证物料装填的均匀。
(3)固定烧结成型装置:合上阴模和阳模,并用螺栓连接固定。
(4)调节温度控制器,使其于170~210℃的温度区间,设定所需要的烧结温度,达到预定的烧结温度后,将装填好的烧结成型装置用电加热套完整包覆,并装上热电偶,随时监控温度的变化,整个烧结过程处于静止状态。当温度控制器示数达到规定的烧结温度且稳定时,烧结10分钟。
(5)冷却与取件:10分钟计时结束后,烧结过程完成,关闭温度控制器和转动机构,取出烧结成型装置,放入25℃的水中,快速冷却,当温度降至室温时,停止冷却,取出烧结制品,修整,得到所需孔隙率的超高分子量聚乙烯多孔材料。
(6)将所得样品在70℃温度下烘干3小时,进行孔隙率测试、微观形貌测试及力学性能测试。
对比例5
(1)清理烧结成型装置:将烧结成型装置型腔清理干净,并喷涂一层脱模剂。
(2)加料:用电子秤称取设定量的UHMWPE(牌号为GUR4120)粉末,之后将粉末装入烧结成型装置型腔中,装填完成后,对烧结成型装置加以振荡,尽可能的保证物料装填的均匀。
(3)固定烧结成型装置:合上阴模和阳模,并用螺栓连接固定。
(4)调节温度控制器,使其于170~210℃的温度区间,设定所需要的烧结温度,达到预定的烧结温度后,将装填好的烧结成型装置用电加热套完整包覆,并装上热电偶,随时监控温度的变化,整个烧结过程处于静止状态。当温度控制器示数达到规定的烧结温度且稳定时,烧结10分钟。
(5)冷却与取件:10分钟计时结束后,烧结过程完成,关闭温度控制器和转动机构,取出烧结成型装置,放入25℃的水中,快速冷却,当温度降至室温时,停止冷却,取出烧结制品,修整,得到所需孔隙率的超高分子量聚乙烯多孔材料。
(6)将所得样品在70℃温度下烘干3小时,进行孔隙率测试、微观形貌测试及力学性能测试。
表1实施例、对比例的孔隙率、力学性能
由上述表1可以看出,对比例1-5是静态加热烧结,主要是通过上下两块模板热传导加热,导致制品内部受热非常不均匀,制品靠近加热套处过度熔融,芯层还未开始熔融,此外由于压力的作用,制品表面完全熔融压制,存在较大的温差,影响制品孔隙的均一性,同时,静态烧结过程中,粉体材料因重力作用易使上表面粉体材料分布不均以及得到的制品内部孔隙分布不均匀,从而影响其表面质量与性能,所得多孔材料孔隙率较低、力学性能也较差。
实施例1-5,是本发明在静态加热烧结的基础上,改用电加热套,提高导热率,并采用动态旋转烧结法使物料处于运动状态,避免了粘度大的物料长时间处于静止状态使孔隙分布不均以及上表面不平整,对物料加热均匀,使得产品的开孔性好、多孔结构均匀。最终产品孔隙率提高10%-20%,力学性能是对比例的114%-176%。并且动态旋转烧结所得到的样品在长度、宽度和厚度的尺寸变化幅度较小,长度变化区间在(48.72-48.83)mm,宽度变化区间在(24.35-24.45)mm,厚度变化区间在(4.87-4.95)mm,总的区间变化范围在0.1mm左右,制品尺寸分布较为稳定且均匀。且由扫描电子显微镜测试所得的微观结构的SEM图,所得样品的多孔结构排列较为均匀,这保证了产品在使用过程性能的均匀性和稳定性。
如上所述,便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多孔材料动态旋转烧结成型方法,包括烧结成型装置,该烧结成型装置包括烧结室本体(2),以及固定在烧结室本体(2)上方的阳模(1)和下方的阴模(3);
所述阳模(1)与阴模(3)之间的空腔构成物料烧结室(22);
所述烧结成型装置的外部包裹有电加热套(5);
所述烧结室本体(2)的一侧通过连接轴(6)与转动机构连接,当转动机构转动时,该烧结成型装置跟随转动机构同步转动;
其特征在于:
多孔材料动态旋转烧结成型方法,包括如下步骤:
将烧结成型装置清理干净,并在物料烧结室(22)周壁喷涂一层脱模剂便于脱模;称取设定量的超高分子量聚乙烯粉末,之后将超高分子量聚乙烯粉末装入物料烧结室(22),装填完成后,锁紧阳模(1)与阴模(3),完成超高分子量聚乙烯粉末的装填;通过温度控制器设定电加热套(5)的加热温度;将装填好的烧结成型装置用电加热套(5)包覆;电加热套(5)与烧结成型装置热之间插装有热电偶,用于监控温度变化;然后将烧结室本体(2)的一侧通过连接轴(6)与转动机构连接;启动转动机构,烧结成型装置跟随转动机构同步正/反转动,监控烧结成型装置的温度变化;当热电偶测得烧结成型装置温度达到超高分子量聚乙烯粉末所需烧结温度时,开始计时10-20分钟,使超高分子量聚乙烯粉末在整个烧结过程中,均在稳定的正/反转动中完成;待10-20分钟计时结束后,烧结过程完成;将烧结成型装置水冷,当温度降至室温时,停止冷却,打开阳模(1)和阴模(3),取出烧结制品,得到所需孔隙率的超高分子量聚乙烯多孔材料。
2.根据权利要求1所述多孔材料动态旋转烧结成型方法,其特征在于,所述超高分子量聚乙烯粉末,其微观形态为球状或椭球状,平均粒径25~150μm。
3.根据权利要求2所述多孔材料动态旋转烧结成型方法,其特征在于,所述超高分子量聚乙烯粉末所需烧结温度,为170~210℃。
4.根据权利要求3所述多孔材料动态旋转烧结成型方法,其特征在于,所述超高分子量聚乙烯多孔材料是在恒定压力下进行烧结,即在固定的物料烧结室(22)的型腔容积下,根据该型腔的固定容积,通过定量加入超高分子量聚乙烯粉末,来调节的孔隙率。
5.根据权利要求3所述多孔材料动态旋转烧结成型方法,其特征在于:所述阳模(1)开设有凸台结构,该凸台结构嵌入烧结室本体(2)的空腔内。
6.根据权利要求5所述多孔材料动态旋转烧结成型方法,其特征在于:所述转动机构为直流电机(7),所述连接轴(6)通过联轴器与直流电机(7)的转轴连接。
7.根据权利要求6所述多孔材料动态旋转烧结成型方法,其特征在于:所述阳模(1)和阴模(3)通过螺栓与烧结室本体(2)固定相连。
8.根据权利要求7所述多孔材料动态旋转烧结成型方法,其特征在于:所述电加热套(5)的加热温度由温度控制器控制。
9.根据权利要求8所述多孔材料动态旋转烧结成型方法,其特征在于:所述烧结室本体(2)的另一侧,也安装有一个与连接轴(6)对称设置的第二连接轴(66),第二连接轴(66)由一带轴承的支撑轴杆(67)支撑。
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