CN1119221C - 陶瓷制品成形用的旋转镘刀以及生产陶瓷制品的方法 - Google Patents
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Abstract
一种陶瓷制品(15)成形用的旋转镘刀(1),该旋转镘刀包括镘刀基体(2)和设置在上述镘刀基体(2)上的镘刀表面(3),镘刀表面(3)与原料粘土组合物(15)相接触,并压延该原料粘土组合物(15),其特征在于上述镘刀表面(3)由在铸模(6)内表面提供的含有抗磨材料的环氧树脂组合物构成。
Description
本发明涉及一种借助于陶瓷制品成形机,用于成形各种陶瓷制品如盘、碗等类似产品的旋转镘刀。
至今为止,一直广泛采用旋转镘刀式成形法,该方法包括将原料粘土组合物送入可转动的石膏模型与旋转镘刀之间的缝隙,上述石膏模型安装在陶瓷制品成形机的轴上,而旋转镘刀则设置在石膏模型上部并可转动,压延原料粘土组合物,在镘刀表面成形陶瓷制品。
由于上述方法中的旋转镘刀要在高速(通常大于等于大约300rpm)转动过程中与原料粘土组合物相接触,因此镘刀表面需要具有足够的抗磨性和光滑度,以减少磨耗量,改进产品质量。尤其是最近几年来,强烈希望陶瓷制品的外表面有精细图案,由此造成镘刀表面非常易磨损,缩短了旋转镘刀的使用寿命。结果,镘刀表面的抗磨性和光滑度就变得非常重要了。此外,当镘刀表面必须有图案时,要求构成镘刀表面的材料容易成形,且容易形成凹凸图案,并具有足够高的成形稳定性,非常精确地形成最终图案。
在现有的旋转镘刀中,通常都是通过机械加工(切削等)在镘刀表面形成图案,或者通过机械加工制成基体,然后通过在有图案的基体表面上以火焰喷涂一层熔融的抗磨材料,形成一层膜。
然而,有时机械加工不能制成精细的图案(也就是说,尽管通过切削加工容易形成凹面,但有时通过切削加工不能制成精细的凸面),需要非常复杂的工艺步骤。此外,当在图案表面进行火焰喷涂时,不仅增加了工艺步骤,而且很难在模型表面形成厚度均匀的膜,因而不能精确地形成精细图案。
因而,本发明的第一个课题是提供一种陶瓷制品成形用的旋转镘刀,该旋转镘刀表面具有很高的抗磨性和光滑度,即使当镘刀表面有复杂图案时,也能容易而精确地形成图案。
此外,作为旋转镘刀式压延成形法的一种改进,可将其归入热镘法,该方法包括通过加热旋转镘刀,在旋转镘刀和原料粘土组合物之间的缝隙中生成蒸汽膜,由此防止原料粘土组合物粘附在旋转镘刀上,同时使旋转镘刀与原料粘土组合物之间保持光滑接触。通常借助于加热器或类似部件,将用于热镘法的旋转镘刀加热到80~120℃的温度,因此要求构成旋转镘刀的材料具有高耐热性和高导热性,足以将热量传导到镘刀表面。
因而,本发明的第二个课题是提供一种用于成形陶瓷制品的旋转镘刀,该旋转镘刀表面具有很高的抗磨性和光滑度,即使当镘刀表面有复杂图案时,也能容易而精确地形成图案,并且该旋转镘刀具有优异的耐热性和导热性。
通过采用下述陶瓷制品成形用的旋转镘刀,能解决本发明的上述第一课题,该旋转镘刀包括镘刀基体和设置在所述镘刀基体表面的镘刀表面,以致镘刀表面与原料粘土组合物相接触,并压延这些原料粘土组合物,其特征在于上述镘刀表面由在铸模内表面提供的含有抗磨材料的环氧树脂组合物构成。
此外,通过采用下述陶瓷制品成形用的旋转镘刀也能解决本发明的上述第一课题,该旋转镘刀包括镘刀基体和设置在所述镘刀基体表面的镘刀表面,使镘刀表面与原料粘土组合物相接触,并压延该原料粘土组合物,上述镘刀表面由含有多官能氨基环氧树脂和抗磨材料的环氧树脂组合物制成,上述多官能环氧树脂是氨基苯酚的聚缩水甘油基衍生物,在25℃温度下测得其粘度小于等于3000厘泊,上述抗磨材料的粒度小于等于200μm,代表粒度分布的均匀系数大于等于10,由累计粒度曲线确定的曲率系数小于等于10,其中粒度小于等于10μm的抗磨材料占总抗磨材料的15-50重量%,粒度小于等于1μm的抗磨材料占总抗磨材料的比例小于等于30重量%,上述环氧树脂组合物中,多官能氨基环氧树脂与抗磨材料的(重量)比(多官能氨基环氧树脂∶抗磨材料)在15∶85~40∶60范围内。
优选地,上述抗磨材料是矾土、硅石、碳化硅、富铝红柱石、锆、氮化硅或氮化硼。
通过采用下述陶瓷制品成形用的旋转镘刀能解决本发明的上述第二课题,该旋转镘刀包括镘刀基体和设置在所述镘刀模型表面的镘刀表面,以致镘刀表面与原料粘土组合物相接触,并压延所述原料粘土组合物,其特征在于上述镘刀表面由含有多官能氨基环氧树脂和抗磨材料的环氧树脂组合物制成,上述多官能环氧树脂是氨基苯酚的聚缩水甘油基衍生物,在25℃温度下测得其粘度小于等于3000厘泊,上述抗磨材料的粒度小于等于200μm,代表粒度分布的均匀系数大于等于10,由累计粒度曲线确定的曲率系数小于等于10,其中粒度小于等于10μm的抗磨材料占总抗磨材料的15-50重量%,粒度小于等于1μm的抗磨材料占总抗磨材料的比例小于等于30重量%,上述环氧树脂组合物中,多官能氨基环氧树脂与抗磨材料的(重量)比(多官能氨基环氧树脂∶抗磨材料)在15∶85~40∶60范围内,并且上述镘刀基体由含有多官能氨基环氧树脂和金属粉末的环氧树脂组合物制成,上述多官能环氧树脂是氨基苯酚的聚缩水甘油基衍生物,在25℃温度下测得其粘度小于等于3000厘泊,上述金属粉末的粒度小于等于200μm,代表粒度分布的均匀系数大于等于10,由累计粒度曲线确定的曲率系数小于等于10,其中粒度小于等于10μm的金属粉末占总金属粉末的15-50重量%,粒度小于等于1μm的金属粉末占总金属粉末的比例小于等于30重量%,上述环氧树脂组合物中,多官能氨基环氧树脂与金属粉末的(重量)比(多官能氨基环氧树脂∶金属粉末)在15∶85~40∶60范围内。优选地上述金属粉末是铝粉。
此外,优选地将粒径不小于1mm且不大于10mm的铝粉掺入上述环氧树脂组合物中,制成上述镘刀基体,铝粉的掺入比例(环氧树脂胶料∶粒径不小于1mm且不大于10mm的铝粉,按重量计)是1∶0.5~1∶3。此外,优选地在制作上述镘刀表面和/或上述镘刀基体的环氧树脂组合物中掺入自润材料。另外,优选地上述自润材料是石墨、二硫化钼、氟树脂、云母或滑石。另外,优选地在制造上述镘刀表面和/或上述镘刀基体的环氧树脂组合物中掺入固化剂和/或催熟剂。
通过采用下述生产陶瓷制品成形用旋转镘刀的方法,也能解决本发明的上述第二课题,该方法包括从母模制备铸模,通过在上述铸模的内表面上涂覆环氧树脂组合物,制成镘刀表面,上述环氧树脂组合物含有多官能环氧树脂和抗磨材料,上述多官能环氧树脂是氨基苯酚的聚缩水甘油基衍生物,在25℃温度下测得其粘度小于等于3000厘泊,上述抗磨材料的粒度小于等于200μm,代表粒度分布的均匀系数大于等于10,由累计粒度曲线确定的曲率系数小于等于10,其中粒度小于等于10μm的抗磨材料占总抗磨材料的15-50重量%,粒度小于等于1μm的抗磨材料占总抗磨材料的比例小于等于30重量%,上述环氧树脂组合物中,多官能氨基环氧树脂与抗磨材料的(重量)比(多官能氨基环氧树脂∶抗磨材料)在15∶85~40∶60范围内,通过将环氧树脂组合物浇铸到铸模的内部空间制成镘刀基体,其中上述环氧树脂组合物含有多官能氨基环氧树脂和金属粉末,上述多官能环氧树脂是氨基苯酚的聚缩水甘油基衍生物,在25℃温度下测得其粘度小于等于3000厘泊,金属粉末的粒度小于等于200μm,代表粒度分布的均匀系数大于等于10,由累计粒度曲线确定的曲率系数小于等于10,其中粒度小于等于10μm的金属粉末占总金属粉末的15-50重量%,粒度小于等于1μm的金属粉末占总金属粉末的比例小于等于30重量%,上述环氧树脂组合物中,多官能氨基环氧树脂与金属粉末的(重量)比(多官能氨基环氧树脂∶金属粉末)在15∶85~40∶60范围内,从上述铸模上脱除上述镘刀表面和上述镘刀基体,并对上述镘刀表面和上述镘刀基体进行加热和固化。
如上所述,本发明的陶瓷制品成形用的旋转镘刀有一个用环氧树脂组合物制成的镘刀表面,上述环氧树脂组合物中加入了高百分比的抗磨材料的细小粉末,因此本发明旋转镘刀的镘刀表面具有非常高的抗磨性和光滑度,同时环氧树脂组合物还保持有流动性,即使在室温下,也足以在铸模中成形,即使需要在镘刀表面制成复杂的图案,环氧树脂组合物也能扩散到先前在铸模上成形的复杂图案的凹形中,进而容易而精确在镘刀表面再现图案。
此外,在本发明的陶瓷制品成形用的旋转镘刀中,镘刀基体由填充有高百分比例的细金属粉末(优选地是铝粉)的环氧树脂组合物制成,它具有流动性,以致在室温下容易成形,同时,它还具有优异的耐热性和导热性。因此,本发明的旋转镘刀也能成功地用于热镘法。此外,由于制成镘刀模型的环氧树脂组合物含有粒径不小于1mm且不大于10mm铝粉,铝粉的掺入比例(环氧树脂组合物∶粒径不小于1mm且不大于10mm的铝粉,按重量计)是1∶0.5~1∶3,大大提高环氧树脂组合物的导热性,并能够缩短使用该组合物前所需的加热时间。
下面,参照图6所示的实施例描述本发明的陶瓷制品成形用的旋转镘刀。
图6是举例说明使用本发明陶瓷制品成形用旋转镘刀的方法的俯视和轮廓图。
如图6所示,该实施例的陶瓷制品成形用的旋转镘刀1由镘刀基体2和设置在上述镘刀基体2表面的镘刀表面3构成,镘刀表面3与原料粘土组合物15相接触,并压延该原料粘土组合物。
镘刀基体2是陶瓷制品成形用旋转镘刀1主体的一部分,通过紧固件21或类似部件,将其固定在旋转部件20上,就可投入使用。用于该实施例的陶瓷制品成形用的旋转镘刀1是一个用于盘子外表面成形的外镘刀,该镘刀表面3有一个用于成形盘子外表面的凹面4。然而,本发明的陶瓷制品成形用旋转镘刀不限于这种形状,它还可以是用于成形盘等陶瓷制品内表面的内镘刀,镘刀表面可有各种各样的形状,这取决于待成形的陶瓷制品的形状。
构成镘刀基体2的材料是含有多官能氨基环氧树脂和金属粉末的环氧树脂组合物,其中上述多官能环氧树脂是氨基苯酚的聚缩水甘油基衍生物,在25℃温度下测得其粘度小于等于3000厘泊,上述金属粉末的粒度小于等于200μm,代表粒度分布的均匀系数大于等于10,由累计粒度曲线确定的曲率系数小于等于10,其中粒度小于等于10μm的金属粉末占总金属粉末的15-50重量%,粒度小于等于1μm的金属粉末占总金属粉末的比例小于等于30重量%,上述环氧树脂组合物中,多官能氨基环氧树脂与金属粉末的(重量)比(多官能氨基环氧树脂∶金属粉末)在15∶85~40∶60范围内。
对于上述多官能氨基环氧树脂,可使用氨基苯酚的聚缩水甘油基衍生物。对于上述氨基苯酚,可用如对-氨基苯酚、间氨基苯酚、邻-氨基苯酚等氨基苯酚类,以及芳环上至少有一个烷基取代基的氨基苯酚类,如4-氨基-间-甲氧甲酚、4-氨基-邻-甲氧甲酚、6-氨基-间-甲氧甲酚、5-氨基-间-甲氧甲酚、3-乙基-4-氨基苯酚、2-乙基-4-氨基苯酚等等。对于氨基苯酚的聚缩水甘油基衍生物,优选地是氨基苯酚类的三缩水甘油基衍生物。
作为氨基苯酚的聚缩水甘油基衍生物的多官能环氧树脂,在25℃温度下测得其粘度小于等于3000厘泊,优选地小于等于2500厘泊。这是因为粘度大于3000厘泊的多官能氨基环氧树脂很难与大量的含有细金属粉末的金属粉末相搀和。作为少量成分,还可以在是氨基苯酚的聚缩水甘油基衍生物的多官能氨基环氧树脂中混合其它环氧树脂。
由于本发明陶瓷制品成形用的旋转镘刀采用上述具有优异耐热性的环氧树脂作为上述镘刀基体的粘合剂,因此还可用于热镘法。
尽管含有芳环的多官能氨基环氧树脂,如对-氨基苯酚等等的三缩水甘油基衍生物有反应性过高,以及固化时严重变形、收缩和放热的缺陷,但是用于本发明镘刀基体的环氧树脂组合物没有这些缺陷,因为本发明的环氧树脂组合物在上述常规多官能氨基环氧树脂中搀入了大量具有上述特殊粒径分布的金属粉末。
因而,构成镘刀基体2的环氧树脂组合物的粒度小于等于200μm,代表粒度分布的均匀系数大于等于10,且由累计粒度曲线确定的曲率系数小于等于10,并含有金属粉末,其粒度小于等于10μm的金属粉末占总金属粉末的15-50重量%,粒度小于等于1μm的金属粉末占总金属粉末的比例小于等于30重量%。
对于金属粉末,可使用各种金属粉末,例如铝粉、铜粉、铁粉等等。在这些金属粉末中,优选地是铝粉,因为它有很高的导热性,热膨胀系数接近环氧树脂的热膨胀系数,良好的环氧树脂可湿性、良好的成品成形表面,并且它的比重小,由此可降低成形产品的重量。在本实施例中,用铝粉作金属粉末。在铝粉中,最优选地使用粉化粉末,因为它具有很小的比表面积,与环氧树脂有良好的物理缠结性。
本发明金属粉末的粒度小于等于200μm,代表粒度分布的均匀系数大于等于10,且由累计粒度曲线确定的曲率系数小于等于10。
可根据JIS A-1204(粒径测试)绘出累计粒度曲线。因而,用Nikkisou K.K出品的Microtrack 7995测量粒径小于等于200μm的金属粉末的粒径分布,测量每一粒径“过筛部分的重量百分数”,然后以粒径为对数坐标,以过筛部分占总样品的重量百分数为算术坐标,在半对数坐标纸上将这些结果绘制成曲线。
从上述得到的累计粒度曲线可读出60%粒度(D60μm)、30%粒度(D30μm)以及10%粒度(D10μm),然后根据下式计算均匀系数(UC)和曲率系数(UC’):
UC=D60/D10
UC’=(D30)2/(D10×D60)
〔0029〕
均匀系数较大,意味着粒度分布较广,当分布曲线为阶式时,曲率系数可定量地表示粒度分布。当代表粒度分布的均匀系数大于等于10,且曲率系数小于等于10时,表示累计粒度曲线是一条平滑曲线,说明粒度分布良好。优选地曲率系数小于等于5,更优选地是1-2。
当均匀系数小于10,或者曲率系数不在上述范围时,很难得到具有高填料含量和良好流动性的产品,固化后的成形产品也不会有优良的导热性。
金属粉末粒度的上限是200μm。如果采用的金属粉末中含有粒度超过200μm的金属粉末,那么金属粉末的均匀分散性将不是很好,成形产品表皮的成品形状将不好。
此外,在金属粉末中,粒度小于等于10μm的金属粉末占总金属粉末的15-50重量%,优选地占20-50重量%;且粒度小于等于1μm的金属粉末占总金属粉末的比例小于等于30重量%,优选地小于等于15重量%。如果细小粉末所占的比例太高,将会增加组合物的粘度,使搀和难以进行。另一方面,当金属粉末的粒度分布在上述范围之内时,环氧树脂组合物将有良好的均匀分散性和高填料含量。
进一步优选的是,用BET法或氮吸收法测得的粒度小于等于10μm的金属粉末的比表面积小于等于6.5m2/g。这是因为,如果比表面积超出上述范围,将需增加润湿金属粉末表面所需的环氧树脂量,由此难以达到高填料含量。
此外,多官能环氧树脂与金属粉末的(重量)比(多官能环氧树脂∶金属粉末)在15∶85~40∶60范围内,优选地在20∶80~40∶60范围内。
采用上述高含量的具有特定粒度分布的金属粉末有许多方面的优点。第一个优点是固化时的收缩率小,能高保真度地转移母模(模型的原始模)。第二个优点是固化后的产品导热性高,同时线性膨胀系数小,这将使产品变形小且能长期保持其形状。第三个优点是表面和内部可均匀加热,由此防止产品破裂。第四个优点是散热性良好,温度能迅速下降,且容易进行大规模铸塑。第五个优点是环氧树脂组合物本身的导热性高,这使得固化时温度均匀分布,由此无需在固化期间分段进行加热,固化步骤简单易行。
此外,优选地环氧树脂组合物含有固化剂。例如可用的固化剂包括:脂环胺类、脂族胺类、芳香胺类,聚胺类如双氰胺等等的;改性聚胺类如二聚酸改性的聚胺(聚酰胺)、酮改性的聚胺(酮亚胺)、环氧化物改性的聚胺(环氧加合物)、硫脲加成改性的聚胺、曼尼期加成改性的聚胺、迈克尔加成改性的聚胺等;酸酐类如脂环酸酐、脂族酸酐、芳族酸酐、卤代酸酐等;多酚类如酚醛清漆类酚醛树脂等;硫醇类;异氰酸盐;三氟化硼配合物;咪唑类等等。在这些固化剂中,使用脂环胺类、二聚酸改性的聚胺类以及聚硫醇类能进行冷固化。
通常固化剂的搀和比例为每当量环氧树脂环氧基,0.6~1.3当量的固化剂,优选地是0.7~1.2当量的固化剂。当搀和比例超出上述范围时,固化后成形产品的耐热性不够好。
此外,优选地环氧树脂组合物含有固化加速剂。优选地固化加速剂包括:例如,咪唑类和其衍生物如2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-4-甲基咪唑等;叔胺类如三二甲胺基甲基-苯酚、2,4,6-三(二甲胺基)苯酚等;二甲基环己胺;三氟化硼一乙胺等等。使用这些固化加速剂能进行冷固化,并缩短固化时间。通常固化加速剂的用量为每100重量份环氧树脂,0.3~6重量份固化加速剂。
通常环氧树脂组合物在25℃温度下测得其粘度小于等于500,000厘泊,优选地小于等于250,000厘泊。尽管其中含有大量金属粉末,但是该组合物仍具有满意的适合大规模铸塑的流动性。固化步骤非常简单,由此得到的固化产品在导热性和耐热性方面都是一流的。此外,只要采用合适的固化剂,该组合物还可以通过低温浇注法进行固化。另外,该组合物还可以被热固化,在这种情况下,无需分段进行加热,只需一步加热到例如50~150℃,就足以使其固化,由此简化了固化过程。
通过固化环氧树脂组合物得到的成形产品,其导热率大于等于2.5×10-3cal/cm.sec.℃,与此对比,现有技术产品的导热率小于等于2.5×10-3cal/cm.sec.℃。此外,固化后成形产品的耐热性高,在负荷状态下,其加热变形温度(HDT)大于等于200℃,其玻璃化转变温度(Tg)大于等于170℃。线性膨胀系数小于等于3.5×10-5,固化时的收缩率在-0.05~+0.05%范围内。
镘刀表面3是设置在镘刀基体2的表面的一部分,用于与原料粘土组合物相接触,并压延该原料粘土组合物的。在本实施例中,在镘刀表面3的表面上有精细图案(许多凸出部分)。
如下面描述生产方法时所描述的,图案从母模上形成的许多凸出部分(图中未示)转移而来,且本发明陶瓷制品成形用的旋转镘刀的镘刀表面是一个具有高度抗磨性的镘刀表面,且其特征在于,它不同现有技术的镘刀,即使其上的图案是精细图案,无需任何复杂的机械加工,也能通过模制法容易而精确地再现该图案。因此,由于该图案可被转移模塑,所以不但如本实施例所示的这种凸面部分可被简易和精确地成形,而且凹面部分或者凸面部分与凹面部分的结合也能被简易和精确地成形。
构成上述镘刀表面3的材料是含有多官能氨基环氧树脂以及抗磨材料的环氧树脂组合物,上述多官能环氧树脂是氨基苯酚化合物的聚缩水甘油基衍生物,在25℃温度下,测量其粘度小于等于3000厘泊,上述抗磨材料的粒度小于等于200μm,代表粒度分布的均匀系数大于等于10,由累计粒度曲线确定的曲率系数小于等于10,其中粒度小于等于10μm的抗磨材料占总抗磨材料的15-50重量%,粒度小于等于1μm的抗磨材料占总抗磨材料的比例小于等于30重量%,其中环氧树脂组合物中,多官能氨基环氧树脂与抗磨材料的(重量)比(多官能氨基环氧树脂∶抗磨材料)在15∶85~40∶60范围内。
除了成形镘刀表面3的环氧树脂组合物含有抗磨材料以代替成形镘刀基体2的环氧树脂组合物中的金属粉末以外,成形镘刀表面3的环氧树脂组合物与成形镘刀基体2的上述环氧树脂组合物相同。对两种环氧树脂组合物所共有的成分无需再作描述。
作为抗磨材料,可成功地使用单一物质,如矾土、硅石、碳化硅、富铝红柱石、锆、一氮化硅或一氮化硼,或者其多种物质的混合物。
如上所述,镘刀表面3由含有细抗磨材料粉末(优选地抗磨材料是铝粉,因为它有出色的机械强度)的环氧树脂组合物制成,由此制成的旋转镘刀具有很高的抗磨性,镘刀本身使用寿命长,且镘刀表面光滑。此外,可通过铸模成形制成镘刀,即使要制备的镘刀表面有复杂图案时,也能够简易和精确地制造出这种镘刀表面。
在本实施例的陶瓷制品成形用旋转镘刀1中,也用上述环氧树脂组合物成形镘刀基体2。然而,构成镘刀基体的材料不只限于环氧树脂组合物,其中镘刀基体是用金属材料如铁、铝等等制成的各种陶瓷制品成形用的旋转镘刀都包括在本发明的范围内;只要含有金属粉末的环氧树脂组合物作为制造镘刀基体的材料便于旋转镘刀的加工生产。
如果需要,可将粒径不小于1mm且不大于10mm的铝粉掺入制造镘刀基体的环氧树脂组合物中,铝粉的掺入比例(环氧树脂胶料∶粒径不小于1mm且不大于10mm的铝粉,按重量计)是1∶0.5~1∶3。通过加入这种铝粉,能显著提高镘刀基体中铝的含量,由此增加镘刃基体的导热率,并缩短使用前加热镘刀基体所需的时间,防止由于镘刀基体和紧固部件21之间的导热率的差异而引起的镘刀基体的破裂。
此外,优选地在制作镘刀表面和/或镘刀基体的环氧树脂组合物中掺入自润材料。通过掺入自润材料,能额外改善表面光滑度,并且还能改进脱模性。作为自润材料,可使用石墨、二硫化钼、氟树脂、云母或滑石。
下面,参照图6描述本发明陶瓷制品成形用的旋转镘刀的一个实施例。当将本实施例的陶瓷制品成形用的旋转镘刀1投入使用时,借助于紧固件21将陶瓷制品成形用的旋转镘刀1固定在旋转部件20上。旋转部件20上设置有加热部件22,借助于该加热部件将旋转镘刀1加热到80~120℃。
另一方面,将石膏模型固定在陶瓷制品成形机10的上部,从石膏模型11与旋转镘刀1之间的间隙供给原料粘土组合物。以300rpm的转速转动陶瓷制品成形机10,旋转镘刀则以270rpm的转速转动,由此压延原料粘土组合物。
随后,将旋转镘刀的转动速度提高到300rpm,最终使旋转镘刀1的转动与陶瓷制品成形机10的转动同步,然后使旋转镘刀和陶瓷制品成形机都停止转动。用该过程能成形一件陶瓷制品,同时通过旋转镘刀1的镘刀表面2上的图案,在上述陶瓷制品的表面制成精细图案。
本发明的陶瓷制品成形用的旋转镘刀不只限于本实施例所述的热镘法,本发明的旋转镘刀还能成功地用于其它类型的旋转镘刀压延过程,因为本发明的旋转镘刀能简单而精确地在镘刀表面形成精细的图案,且镘刀表面有很高的抗磨性和光滑度。
下面,参照图1至5描述本发明的陶瓷制品成形用旋转镘刀1的制造方法。一种用于制造本实施例的陶瓷制品成形用旋转镘刀1的方法,该方法包括以下步骤:制备铸模6;用含有抗磨材料的环氧树脂组合物涂覆铸模6的内表面,形成镘刀表面3;在铸模6的内空间中浇注含有金属粉末的环氧树脂组合物,形成镘刀基体2;从铸模6上脱除浇注的镘刀表面3和镘刀基体2;加热和固化镘刀表面3及镘刀基体2。下面详细说明这些步骤。
在制备铸模6的步骤中,先要制备一个具有图6所示形状的母模7(见图1),然后如图2所示,由母模7制备铸模6。
随后,脱除母模7,制成铸模6,借助于刷子等在铸模6的内表面涂覆含有抗磨材料的环氧树脂组合物,形成镘刀表面3,如图3所示。这里所用的环氧树脂组合物含有多官能氨基环氧树脂以及抗磨材料(在本实施例中使用的是铝粉),其中上述多官能环氧树脂是氨基苯酚化合物的聚缩水甘油基衍生物,在25℃温度下测得其粘度小于等于3000厘泊,上述抗磨材料的粒度小于等于200μm,代表粒度分布的均匀系数大于等于10,由累计粒度曲线确定的曲率系数小于等于10,其中粒度小于等于10μm的抗磨材料占总抗磨材料的15-50重量%,粒度小于等于1μm的抗磨材料占总抗磨材料的比例小于等于30重量%,且环氧树脂胶料中,多官能氨基环氧树脂与抗磨材料的(重量)比(多官能氨基环氧树脂∶抗磨材料)在15∶85~40∶60范围内。
在该步骤中,用上述含有抗磨材料的环氧树脂组合物形成镘刀表面3上的图案。固化后,该图案具有优异的抗磨性(耐用性)和光滑度。
此后,如图4所示,将含有金属粉末的环氧树脂组合物浇注到铸模6的内空间,形成镘刀基体2。这里所用的环氧树脂组合物含有多官能氨基环氧树脂以及金属粉末,其中上述多官能环氧树脂是氨基苯酚的聚缩水甘油基衍生物,在25℃温度下测得其粘度小于等于3000厘泊,上述金属粉末的粒度小于等于200μm,代表粒度分布的均匀系数大于等于10,由累计粒度曲线确定的曲率系数小于等于10,其中粒度小于等于10μm的金属粉末占总金属粉末的15-50重量%,粒度小于等于1μm的金属粉末占总金属粉末的比例小于等于30重量%,环氧树脂胶料中,多官能氨基环氧树脂与金属粉末的(重量)比(多官能氨基环氧树脂∶金属粉末)在15∶85~40∶60范围内。在本实施例中,用具有优异导热性的铝粉作上述金属粉末。
在加热和固化镘刀表面3和镘刀基体2的步骤中,借助于例如加热器等加热部件,在大约150℃的温度下,对镘刀表面3和镘刀基体2连同铸模6一起加热和固化一段时间。在本实施例中,将温度从60℃逐渐升高到150℃,然后固化大约10小时。
在从铸模6脱去镘刀基体2和镘刀表面3的步骤中,通过使用脱模剂进行脱模,如图5所示,由此得到本发明的陶瓷制品成形用的旋转镘刀1。构成镘刀表面3和镘刀基体2的两种环氧树脂胶料都具有优异的耐化学性,而且其表面不会被脱模剂腐蚀。
根据本发明的权利要求1到3所述,能够生产出一种具有高抗磨性,且镘刀表面光滑的旋转镘刀,即使在镘刀表面有复杂图案时,该旋转镘刀也能简易而精确地成形。
根据本发明的权利要求4所述,即使镘刀表面有复杂图案时,也能简单而精确地生产出一种抗磨性高且光滑的镘刀表面,而且还易生产出一种具有优异耐热性和导热性的镘刀基体。
根据本发明的权利要求5所述,能够得到一种陶瓷制品成形用的旋转镘刀,该旋转镘刀的导热性较优异,且重量较轻。
根据本发明的权利要求6所述,能够大大缩短旋转镘刀使用前所需的加热时间。
根据本发明的权利要求7和8所述,能够大大改善表面光滑度以及组合物的脱模能力。
根据本发明的权利要求9所述,冷固化变得实际可行,并缩短了固化所需的时间。
根据本发明的权利要求10所述,能够简易地生产出具有权利要求4所述效果的陶瓷制品成形用的旋转镘刀。
附图简述
图1是展示本发明陶瓷制品成形用旋转镘刀生产方法中一个步骤的示意图。
图2是展示本发明陶瓷制品成形用旋转镘刀生产方法中一个步骤的示意图。
图3是展示本发明陶瓷制品成形用旋转镘刀生产方法中一个步骤的示意图。
图4是展示本发明陶瓷制品成形用旋转镘刀生产方法中一个步骤的示意图。
图5是展示本发明陶瓷制品成形用旋转镘刀生产方法中一个步骤的示意图。
图6是展示本发明陶瓷制品成形用旋转镘刀使用方法的纵剖面图。标号说明:
1:陶瓷制品成形用旋转镘刀
2:镘刀基体
3:镘刀表面
4:凹面
Claims (9)
1.一种陶瓷制品成形用的旋转镘刀,该旋转镘刀包括镘刀基体和设置在上述镘刀基体上的镘刀表面,镘刀表面与原料粘土组合物相接触,并压延该原料粘土组合物,其特征在于上述镘刀表面由在铸模内表面提供的含有抗磨材料的环氧树脂组合物构成,和所述镘刀基体包含金属粉末。
2.一种陶瓷制品成形用的旋转镘刀,该旋转镘刀包括镘刀基体和设置在上述镘刀基体上的镘刀表面,使镘刀表面与原料粘土组合物相接触,并压延该原料粘土组合物,上述镘刀表面由含有多官能氨基环氧树脂和抗磨材料的环氧树脂胶料制成,上述多官能环氧树脂是氨基苯酚的聚缩水甘油基衍生物,在25℃温度下测得其粘度小于等于3000厘泊,上述抗磨材料的粒度小于等于200μm,代表粒度分布的均匀系数大于等于10,由累计粒度曲线确定的曲率系数小于等于10,其中粒度小于等于10μm的抗磨材料占总抗磨材料的15-50重量%,粒度小于等于1μm的抗磨材料占总抗磨材料的比例小于等于30重量%,上述环氧树脂组合物中,多官能氨基环氧树脂与抗磨材料的重量比在15∶85~40∶60范围内。
3.如权利要求1或2所述的陶瓷制品成形用旋转镘刀,其特征在于上述抗磨材料是矾土、硅石、碳化硅、富铝红柱石、锆、氮化硅或氮化硼。
4.如权利要求3所述的陶瓷制品成形用旋转镘刀,其特征在于上述金属粉末是铝粉。
5.如权利要求3或4所述的陶瓷制品成形用旋转镘刀,其特征在于将粒径不小于1mm且不大于10mm的铝粉掺入构成镘刀基体的上述环氧树脂组合物中,铝粉的掺入比例,按重量计是1∶0.5~1∶3。
6.如权利要求1所述的陶瓷制品成形用旋转镘刀,其特征在于在制作上述镘刀表面和/或上述镘刀基体的环氧树脂组合物中掺入自润材料。
7.如权利要求6所述的陶瓷制品成形用旋转镘刀,其特征在于上述自润材料是石墨、二硫化钼、氟树脂、云母或滑石。
8.如权利要求1所述的陶瓷制品成形用旋转镘刀,其特征在于在制造上述镘刀表面和/或上述镘刀基体的环氧树脂组合物中掺入固化剂和/或催熟剂。
9.一种生产旋转镘刀的方法,包括以下步骤:
从母模制备铸模,
通过在上述铸模的内表面上涂覆一层环氧树脂组合物,制成镘刀表面,上述环氧树脂组合物含有多官能环氧树脂和抗磨材料,上述多官能环氧树脂是氨基苯酚的聚缩水甘油基衍生物,在25℃温度下测得其粘度小于等于3000厘泊,上述抗磨材料的粒度小于等于200μm,代表粒度分布的均匀系数大于等于10,由累计粒度曲线确定的曲率系数小于等于10,其中粒度小于等于10μm的抗磨材料占总抗磨材料的15-50重量%,粒度小于等于1μm的抗磨材料占总抗磨材料的比例小于等于30重量%,上述环氧树脂组合物中,多官能氨基环氧树脂与抗磨材料的重量比在15∶85~40∶60范围内,
通过将环氧树脂组合物浇铸到铸模的内部空间制成镘刀模型,其中上述环氧树脂组合物含有多官能氨基环氧树脂和金属粉末,上述多官能环氧树脂是氨基苯酚的聚缩水甘油基衍生物,在25℃温度下测得其粘度小于等于3000厘泊,金属粉末的粒度小于等于200μm,代表粒度分布的均匀系数大于等于10,由累计粒度曲线确定的曲率系数小于等于10,其中粒度小于等于10μm的金属粉末占总金属粉末的15-50重量%,粒度小于等于1μm的金属粉末占总金属粉末的比例小于等于30重量%,上述环氧树脂组合物中,多官能氨基环氧树脂与金属粉末的重量比在15∶85~40∶60范围内,
从上述铸模上脱除上述镘刀表面和上述镘刀基体,并对上述镘刀表面和上述镘刀基体进行加热和固化。
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