CN1111470C - 陶瓷部件成型方法与设备 - Google Patents
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Abstract
陶瓷密封片的成型方法和成型模具，成型方法包括如下步骤：1.按比例称取各组份，制备原料。2.原料磨细、喷雾造粒，制成陶瓷粉末。3.将陶瓷粉末置于成型模具中，分步上顶压成有中心孔和阶梯状结构的坯件。4.将陶瓷坯件烧结制成陶瓷制品。5.将陶瓷制品的端面磨削成形。上述成型模具包括上冲头、下冲头、内芯及可活动的外顶杆和内顶杆。采用陶瓷粉末直接加压成型，工艺简单，适于大批量快速生产，制成的陶瓷密封片收缩变形小，尺寸精度高，致密性好。
Description
本发明涉及一种陶瓷部件的成型方法和实现该方法的专用设备，特别是一种陶瓷密封片的成型方法和成型模具。
陶瓷部件由于耐磨性好、热膨胀系数小、成本低，广泛应用于各种设备中，替代金属或非金属元件。现有制造陶瓷部件的方法，如注浆法和挤压法，其技术要点是配制含陶瓷粉末和其它粘结剂等组成的陶瓷浆料，经胶凝或挤压成型后，再烧结成制品，用这种成型方法制造的陶瓷部件，尺寸精度不高，制品中含有很多气孔和疵病，致密度较差。因此，高质量的精密陶瓷部件，一般是采用陶瓷粉末直接干压成型后再烧结的工艺方法，如专利号为92104473(公告号7070361，公告日93.03.31)的发明专利，公开了一种陶瓷辊棒的成型方法及其成型模具，由金属内模，橡胶外模，密封套或密封塞构成模具，采用等静压成型法加工陶瓷辊棒胚件，即将加工好的配料置于金属内模和橡胶外模构成的管形空环中，并密封两端，然后置入高压釜中实行等静压加压，然后卸压脱模。这种方法具有收缩变形小，直线度好，尺寸准确，致密度均匀的优点，但采用高压釜加压，工艺复杂，效率低，成本高，而且该成型方法只适于制造形状结构简单如陶瓷棒、辊等陶瓷部件，对于结构复杂的部件如用于血浆分离设备中的陶瓷密封片，由于该密封片呈阶梯状结构、并有中心孔，采用这种方法难于实现工业化、大批量生产。
本发明的目的是设计一种生产陶瓷密封片的成型方法和成型模具，具有效率高，成本低，操作简便的优点，生产的制品强度高，致密度好。
血浆分离设备中的陶瓷密封片，是通过其端面的平面摩擦起密封作用，因此对密封片结构、尺寸的精度、强度、致密度等均有较高的要求，本发明提供一种制造该密封片的成型方法和成型模具。
这种成型方法包括如下步骤：1.制备原料：按比例称取各组份，组份的含量为Al2O3∶MgO∶SiO2∶Y2O3∶SmO＝95～96％∶2～3％∶1～2％∶0.01～0.05％∶0.01～0.05％，添加2％的聚乙烯醇作粘结剂。2.将原料加湿在球磨机中磨细，再经喷雾干燥机喷雾造粒，制成陶瓷粉末。3.将陶瓷粉末置于成型模具中，以800～1200kg/cm2的压力，压成行中心孔的坯件后，分步上顶压出阶梯状结构。4.将陶瓷坯件置
于二硅化钼棒炉内，在中性气体环境中，温度为1550-1600℃烧结22小时，制成陶瓷制品。5.将陶瓷制品的端面磨削，形成粗糙度为Ra≤0.2μm的平面。
上述压制陶瓷密封片的成型模具，包括上冲头、下冲头、内芯、外顶杆和内顶杆，外顶杆为圆筒形、套设于下冲头内，内顶杆为圆筒形、套设于外顶杆内，外顶杆、内顶杆均可上下活动。
该成型方法采用陶瓷粉末直接加压成型，工艺简单，适于大批量快速生产，制成的陶瓷密封片收缩变形小，尺寸精度高。利用成型模具的内、外顶杆分步压制，形成阶梯状结构，压制过程中各部分受压均匀，不会脱层，制品的结构致密性好。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1.是利用本发明的成型方法生产的陶瓷密封片。
图2.是制造图1所示陶瓷密封片的成型模具结构示意图。
本发明提供的工艺方法，用于生产血浆分离装置中的陶瓷密封片，其结构如图1所示，为一中心开孔1的圆片，圆片的一个端面2呈阶梯状，另一端面3为平面，该端面3与分离装置磨擦产生密封效果。
生产该陶瓷密封片，首先按比例称取各组份，各组份的比例为，Al2O3∶MgO∶SiO2∶Y2O3∶SmO＝95～96％∶2～3％∶1～2％∶0.01～0.05％∶0.01～0.05％，并添加2％的聚乙烯醇作粘结剂组成原料。将该原料加水濡湿，在球磨机中混合磨细，送入喷雾干燥机中，经喷雾烘干形成陶瓷粉末，再将陶瓷粉末置于成型模具中加压。
成型模具如图2所示，包括上冲头4、下冲头5、内芯8、外顶杆6和内顶杆7，外顶杆6为圆筒形、套设于下冲头5内，内顶杆7为圆筒形、套设于外顶杆6内，外顶杆6、内顶杆7由压模机推动可上下运动。陶瓷粉末置于下冲头5的模腔中，上冲头4以800～1200kg/cm2的压力将内、外顶杆压下，由上冲头4和内芯8配合，将陶瓷粉末压成有中心孔1的陶瓷坯块，而后外顶杆6、内顶杆7分步上顶压出阶梯状端面2，制成陶瓷坯体。
将陶瓷坯体置于二硅化钼棒炉内，在中性气体环境中，以1500～1600℃温度烧结22小时，烧成陶瓷制品。将制品的端面3用金刚砂研磨形成粗糙度为Ra≤0.2μm的平面。
Claims (2)
1、陶瓷密封片的成型方法，包括如下步骤：
(1)制备原料：按比例称取各组份，组份的含量为Al2O3∶MgO∶SiO2∶Y2O3∶SmO＝95～96％∶2～3％∶1～2％∶0.01～0.05％∶0.01～0.05％，添加2％的聚乙稀醇作粘结剂；
(2)将原料加湿在球磨机中磨细，再经喷雾干燥机喷雾造粒，制成陶瓷粉末；
(3)将陶瓷粉末置于成型模具中，以800～1200kg/cm2的压力，压成有中心孔的坯件后，分步上顶压出阶梯状结构；
(4)将陶瓷坯件置于二硅化钼棒炉内，在中性气体环境中，湿度为1550-1600℃，烧结22小时制成陶瓷制品；
(5)将陶瓷制品的端面磨削，形成粗糙度为Ra≤0.2μm的平面。
2、权利要求1所述的成型方法中使用的成型模具，其特征在于：包括上冲头、下冲头、内芯、外顶杆和内顶杆，外顶杆为圆筒形、套设于下冲头内，内顶杆为圆筒形、套设于外顶杆内，外顶杆、内顶杆均可上下活动。
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