CN113548879B - 一种氧化铝陶瓷连接件及其制备方法和叶轮驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种氧化铝陶瓷连接件及其制备方法和叶轮驱动装置，涉及氧化铝陶瓷材料技术领域。该制备方法包括：将分散剂与有机树脂混合得到预混液；将氧化铝陶瓷粉体加入到预混液中，经过机械搅拌、球磨及真空脱泡，得到光固化陶瓷浆料；采用光固化成型技术制备出具有预设形状的生坯；对所述生坯进行脱脂、烧结，得到氧化铝陶瓷连接件。本发明提供的氧化铝陶瓷连接件相比于叶轮的塑料材质，具有耐高温、散热效果好的特点。作为电机转轴与风扇叶轮之间的连接介质，可减少因转轴过热导致的风扇叶轮熔坏现象，提高风扇叶轮使用寿命。本发明提供制备方法采用光固化成型技术，可以制造出复杂外形的结构件，比传统模具式加工的生产效率高。

Description

一种氧化铝陶瓷连接件及其制备方法和叶轮驱动装置
技术领域
本发明涉及氧化铝陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种氧化铝陶瓷连接件及其制备方法和叶轮驱动装置。
背景技术
风扇叶轮是用以驱动流体的常见构件。一般而言，叶轮能够由一个动力源(例如一个电机)驱动而旋转，在该叶轮旋转的过程中，叶轮能够通过自身的扇叶驱使流体朝一个特定方向流动，借此达到驱流的效果。
风扇叶轮通常由轮毂和多个风扇叶片构成。轮毂具有环形轮毂本体，通过与电机转轴连接传递动力至叶片，带动叶片回转。轮毂本体与叶片一体成型，多为塑料制成。叶片围绕轮毂本体彼此间隔开，并且从内部沿径向向外延伸通到外周壁。
目前，风扇叶轮大多由塑料制成，质轻能耗小，然而，在电机运转不畅或润滑不足时会导致电机部件升温，进而导致电机转轴升温，使得较多热量通过电机转轴传递到工作部件上。以风扇叶轮为例，当电机不正常运转释放出较多热量时，由于风扇叶轮与电机转轴直接接触，热量将直接传递到风扇叶轮，因此长时间使用过后会导致风扇叶轮与转轴的接触处熔化损坏，难以拆卸更换，最终导致叶轮报废。
鉴于此，有必要提供一种有助于叶片根部散热的扇叶叶轮驱动装置，用以解决现有叶轮根部散热差，易熔坏的问题。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是电机转轴与风扇叶轮直接连接，叶轮熔点低，电机转轴过热会直接导致叶轮熔坏，使用寿命短。
为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种氧化铝陶瓷连接件的制备方法，包括以下步骤：
将分散剂与有机树脂混合得到预混液，所述有机树脂包括活性单体及光引发剂；
将氧化铝陶瓷粉体加入到预混液中，经机械搅拌、球磨及真空脱泡，得到光固化陶瓷浆料；
通过光固化成型技术制备出具有预设形状的生坯；
对所述生坯进行脱脂、烧结，得到氧化铝陶瓷连接件。
具体地，在浆料混制时，机械搅拌后利用行星式球磨机球磨10-15h，再真空脱泡3-10min。
具体地，采用光源波长为405nm的光固化增材制造设备制得生坯。
烧结时，设定烧结温度为1500-1800℃，保温0.5-1.5h。
烧结得到的氧化铝陶瓷连接件可以进一步精加工处理，使连接件的规格符合要求。
其进一步地技术方案为，光固化陶瓷浆料中，固相量为50-60vol％。
其进一步地技术方案为，分散剂添加量为氧化铝陶瓷粉体的3-5wt％。
其进一步地技术方案为，所述活性单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯。
其进一步地技术方案为，所述活性单体中，1,6-己二醇二丙烯酸酯和乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯的质量比为5-7:1。
其进一步地技术方案为，所述光引发剂为TPO，含量为活性单体的0.5-1.5wt％。
其进一步地技术方案为，所述氧化铝陶瓷粉体的粒径为0.5-0.7μm。
本发明还提供一种氧化铝陶瓷连接件，由所述的方法制备得到，所述的陶瓷连接件用于连接叶轮和电机转轴，并且辅助叶轮根部的散热，进而延长叶轮的使用寿命。
第二方面，本发明提供一种叶轮驱动装置，包括电机转轴、所述的氧化铝陶瓷连接件、传动键以及叶轮；所述氧化铝陶瓷连接件包括本体，所述本体开设有轴孔，所述轴孔的侧壁开设有第一限位槽，所述本体的表面设有多个限位齿；
所述电机转轴的一端设有第二限位槽，且此端插入所述轴孔；所述传动键的一段嵌入所述第一限位槽，所述传动键的另一段嵌入所述第二限位槽；
所述叶轮设有安装孔，所述安装孔的侧壁设有多个第三限位槽；所述氧化铝陶瓷连接件安装在所述安装孔内，且多个所述限位齿一一对应嵌于多个所述第三限位槽内。
与现有技术相比，本发明实施例所能达到的技术效果包括：
本发明提供的氧化铝陶瓷连接件为陶瓷材料，相比于叶轮的塑料材质，具有耐高温、散热效果好的特点；其作为电机转轴与风扇叶轮之间的连接介质，可减少因转轴过热导致的风扇叶轮熔坏现象，提高风扇叶轮使用寿命。
本发明提供的氧化铝陶瓷连接件的成型方法采用光固化成型技术，可以制造出复杂外形的结构件，比传统模具式加工的生产效率高。
本发明提供的叶轮驱动装置，在电机转轴与风扇叶轮之间用氧化铝陶瓷连接件进行连接，起到隔离、散热的效果，可减少因转轴过热导致的风扇叶轮熔坏现象，提高风扇叶轮使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的叶轮驱动装置的结构示意图。
附图标记
电机转轴10、氧化铝陶瓷连接件20、传动键30、叶轮40、本体21、轴孔22、第一限位槽23、限位齿24、第二限位槽11、安装孔41、第三限位槽42以及扇叶43。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
实施例1
本发明实施例提供一种氧化铝陶瓷连接件的制备方法，包括以下步骤：
将分散剂与有机树脂混合得到预混液，所述有机树脂包括活性单体及光引发剂；
将氧化铝陶瓷粉体加入到预混液中，经机械搅拌、球磨及真空脱泡，得到固相量为55vol％的光固化陶瓷浆料；
通过光固化成型技术制备出具有预设形状的生坯；
对所述生坯进行脱脂、烧结，得到氧化铝陶瓷连接件。
其中，分散剂添加量为氧化铝陶瓷粉体的5wt％。
所述活性单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯；1,6-己二醇二丙烯酸酯和乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯的质量比为7:1。
所述光引发剂为TPO，含量为活性单体的1.0wt％。
所述氧化铝陶瓷粉体的粒径为0.5-0.7μm。
具体地，在浆料混制时，机械搅拌后利用行星式球磨机球磨12h，再真空脱泡5min。
具体地，采用光源波长为405nm的光固化增材制造设备制得生坯。
烧结时，设定烧结温度为1600℃，保温1h。
烧结得到的氧化铝陶瓷连接件可以进一步精加工处理，使连接件的规格符合要求。
实施例2
本发明实施例提供一种氧化铝陶瓷连接件的制备方法，包括以下步骤：
将分散剂与有机树脂混合得到预混液，所述有机树脂包括活性单体及光引发剂；
将氧化铝陶瓷粉体加入到预混液中，经机械搅拌、球磨及真空脱泡，得到固相量为58vol％的光固化陶瓷浆料；
通过光固化成型技术制备出具有预设形状的生坯；
对所述生坯进行脱脂、烧结，得到氧化铝陶瓷连接件。
其中，分散剂添加量为氧化铝陶瓷粉体的4wt％。
所述活性单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯；1,6-己二醇二丙烯酸酯和乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯的质量比为6:1。
所述光引发剂为TPO，含量为活性单体的1.0wt％。
所述氧化铝陶瓷粉体的粒径为0.5-0.7μm。
具体地，在浆料混制时，机械搅拌后利用行星式球磨机球磨15h，再真空脱泡5min。
具体地，采用光源波长为405nm的光固化增材制造设备制得生坯。
烧结时，设定烧结温度为1800℃，保温0.5h。
烧结得到的氧化铝陶瓷连接件可以进一步精加工处理，使连接件的规格符合要求。
实施例3
本发明实施例提供一种氧化铝陶瓷连接件的制备方法，包括以下步骤：
将分散剂与有机树脂混合得到预混液，所述有机树脂包括活性单体及光引发剂；
将氧化铝陶瓷粉体加入到预混液中，经机械搅拌、球磨及真空脱泡，得到固相量为52vol％的光固化陶瓷浆料；
通过光固化成型技术制备出具有预设形状的生坯；
对所述生坯进行脱脂、烧结，得到氧化铝陶瓷连接件。
其中，分散剂添加量为氧化铝陶瓷粉体的3wt％。
所述活性单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯；1,6-己二醇二丙烯酸酯和乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯的质量比为5:1。
所述光引发剂为TPO，含量为活性单体的1.3wt％。
所述氧化铝陶瓷粉体的粒径为0.5-0.7μm。
具体地，在浆料混制时，机械搅拌后利用行星式球磨机球磨15h，再真空脱泡5min。
具体地，采用光源波长为405nm的光固化增材制造设备制得生坯。
烧结时，设定烧结温度为1600℃，保温0.5h。
烧结得到的氧化铝陶瓷连接件可以进一步精加工处理，使连接件的规格符合要求。
本发明实施例还提供一种氧化铝陶瓷连接件，由实施例1-3任一项所述的方法制备得到，所述的陶瓷连接件用于连接叶轮和电机转轴，作为叶轮根部的散热件，具有使叶轮根部隔热的效果，进而延长叶轮的使用寿命。
参见图1，本发明实施例还提供一种叶轮驱动装置，包括电机转轴10、所述的氧化铝陶瓷连接件20、传动键30以及叶轮40；所述氧化铝陶瓷连接件20包括本体21，所述本体21开设有轴孔22，所述轴孔22的侧壁开设有第一限位槽23，所述本体21的表面设有多个限位齿24；
所述电机转轴10的一端设有第二限位槽11，且此端插入所述轴孔22；所述传动键30的一段嵌入所述第一限位槽23，所述传动键30的另一段嵌入所述第二限位槽11；
所述叶轮40设有安装孔41，所述安装孔41的侧壁设有多个第三限位槽42；所述氧化铝陶瓷连接件20安装在所述安装孔41内，且多个所述限位齿21一一对应嵌于多个所述第三限位槽42内。
具体实施例中，氧化铝陶瓷连接件20经传动键30与电机转轴10连接，再与叶轮40过盈配合连接，最终形成螺旋桨型风扇叶轮驱动装置。叶轮40的材质为塑料。可以理解地，氧化铝陶瓷的熔点高于塑料，正由于氧化铝陶瓷连接件20的作为中间介质起到隔离且连接的作用，当电机转轴10过热时，高温先传导至氧化铝陶瓷连接件20，经氧化铝陶瓷连接件20隔离散热，再传导至叶轮40，进而避免了高温直接传导至叶轮40，提高了叶轮40的使用寿命。
具体实施例中，所述叶轮40还包括扇叶43，设计的扇叶43叶片为曲面结构。
具体实施中，叶轮驱动装置作为一种送风散热装置，还包括电机及驱动电源，电机连接电机转轴10，电机驱动电机转轴10转动，动力通过氧化铝陶瓷连接件20及传动键30传送至叶轮40，进而带动叶轮40转动，形成风路吸入口和喷出口，通过调整叶轮40的扇叶43形状可调整输出风向。
具体实施中，叶轮40、扇叶43由注塑工艺一体注塑得到，电机转轴10由电机自身附带，扇叶43外径小，风量大、产生的噪音小。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，尚且本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种叶轮驱动装置，其特征在于，包括电机转轴、氧化铝陶瓷连接件、传动键以及叶轮；所述氧化铝陶瓷连接件包括本体，所述本体开设有轴孔，所述轴孔的侧壁开设有第一限位槽，所述本体的表面设有多个限位齿；
所述电机转轴的一端设有第二限位槽，且此端插入所述轴孔；所述传动键的一段嵌入所述第一限位槽，所述传动键的另一段嵌入所述第二限位槽；
所述叶轮设有安装孔，所述安装孔的侧壁设有多个第三限位槽；所述氧化铝陶瓷连接件安装在所述安装孔内，且多个所述限位齿一一对应嵌于多个所述第三限位槽内；
所述氧化铝陶瓷连接件的制备方法包括以下步骤：
将分散剂与有机树脂混合得到预混液，所述有机树脂包括活性单体及光引发剂；
将氧化铝陶瓷粉体加入到预混液中，经机械搅拌、球磨及真空脱泡，得到光固化陶瓷浆料；
通过光固化成型技术制备出具备预设形状的生坯；
对所述生坯进行脱脂、烧结，得到氧化铝陶瓷连接件；
光固化陶瓷浆料中，固相量为50-60vol％。
2.根据权利要求1所述的叶轮驱动装置，其特征在于，分散剂添加量为氧化铝陶瓷粉体的3-5wt％。
3.根据权利要求1所述的叶轮驱动装置，其特征在于，所述活性单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯。
4.根据权利要求3所述的叶轮驱动装置，其特征在于，所述活性单体中，1,6-己二醇二丙烯酸酯和乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯的质量比为5-7:1。
5.根据权利要求1所述的叶轮驱动装置，其特征在于，所述光引发剂为TPO，含量为活性单体的0.5-1.5wt％。
6.根据权利要求1所述的叶轮驱动装置，其特征在于，所述氧化铝陶瓷粉体的粒径为0.5-0.7μm。
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