CN113686157A

CN113686157A - 烧结治具

Info

Publication number: CN113686157A
Application number: CN202110994292.5A
Authority: CN
Inventors: 范振洋; 张善寿; 尹学荣
Original assignee: Suzhou Zhongyao Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Zhongyao Technology Co ltd
Priority date: 2021-08-27
Filing date: 2021-08-27
Publication date: 2021-11-23

Abstract

本发明公开了一种烧结治具。烧结治具包括：陶瓷容器、填充于所述陶瓷容器内的陶瓷砂以及能活动地设置于所述陶瓷容器内且位于所述陶瓷砂上方的多个支撑体，所述陶瓷砂具有填充高度，所述支撑体具有第一高度，所述填充高度与所述第一高度的比值介于0.5～1之间，相邻两个所述支撑体之间的距离介于0.1～0.2mm之间，所述陶瓷砂的粒度介于10～1000μm之间。本方案可以良好地解决底面为曲面或异形面生坯的定位和支撑稳定性的问题。

Description

烧结治具

技术领域

本发明涉及粉末成型技术领域，具体的是一种烧结治具。

背景技术

粉末成型技术是一种常见的零件制造技术，其透过粉末的压制、注射或是凝胶成形后获得生坯，再将生坯进行后续的高温烧结固化，从而获得产品。

在对生坯进行烧结时，通常需要采用烧结治具对生坯进行承载、定位。在传统的烧结工序中，通常以平面迭片堆积的方式对生坯进行支撑，但是并非所有生坯底部都是平面，

换句话说，并不是所有的零件都能够有一个可以支撑的平面，当生坯的底面为曲面或异形面时，平面的支撑治具很难对生坯进行良好的定位和支撑。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种烧结治具，其用于解决上述问题。

本申请实施例公开了：一种烧结治具，包括：陶瓷容器、填充于所述陶瓷容器内的陶瓷砂以及能活动地设置于所述陶瓷容器内且位于所述陶瓷砂上方的多个支撑体，所述陶瓷砂具有填充高度，所述支撑体具有第一高度，所述填充高度与所述第一高度的比值介于0.5～1之间，相邻两个所述支撑体之间的距离介于0.1～0.2mm之间，所述陶瓷砂的粒度介于10～1000μm之间。

具体的，所述支撑体为陶瓷柱，多个所述陶瓷柱阵列设置，所述陶瓷柱包括主体和分设在所述主体两端的第一端和第二端，所述第一端用于承载待烧结的生坯，所述第二端用于与所述陶瓷砂接触，所述第一端的外尺寸小于所述主体的外尺寸。

具体的，所述第一端的外尺寸沿背离所述主体的方向减小。

具体的，所述第二端的外尺寸沿背离所述主体的方向减小。

具体的，所述支撑体为陶瓷球，所述陶瓷球的球径介于1.0～10mm之间，多个所述陶瓷球分至少3层铺设在所述陶瓷砂上。

具体地，所述陶瓷容器采用氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷或刚玉莫来石制成。

具体地，所述陶瓷砂采用氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷或刚玉莫来石制成。

具体地，所述支撑体采用氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷或刚玉莫来石制成。

具体地，所述陶瓷砂呈多角形或球形。

具体地，所述陶瓷砂的填充高度与所述陶瓷柱的第一高度的比值为1，所述陶瓷柱的第一端的端面位于所述陶瓷容器内。

具体地，所述主体呈圆柱状，所述主体的直径介于0.5～5mm之间。

本发明至少具有如下有益效果：

1.本实施例的烧结治具的陶瓷容器下部设有陶瓷砂、陶瓷容器上部设有支撑体，当摆放于支撑体上方的生坯受到下压力时，与生坯相对应接触的支撑体能够在压力的作用下向陶瓷砂内运动，从而形成与生坯的底面形状相仿的承托面，确保了底面为曲面或异形面生坯定位和支撑的稳定性；另外，活动设置的支撑体可以用于支撑多种不同外形的生坯，提高了烧结治具的通用性，有利于降低治具成本。

2.本实施例的陶瓷容器、陶瓷砂和支撑体均为耐高温部件，三者在1000℃以上的温度环境下不会产生膨胀等形变，如此，本实施例的烧结治具可以适用于烧结温度很高的工件的生坯烧结。

3.本实施例的陶瓷砂粒度介于10～1000μm之间，该范围的粒度可以确保陶瓷砂不会因为粒径太大而导致相邻陶瓷砂之间的孔隙太大以至支撑能力不足，从而导致支撑体在受压的过程中突然下沉入陶瓷砂中，同时，该粒径范围也可以确保陶瓷砂不会因为粒径太小而导致相邻陶瓷砂之间的孔隙太小而使得陶瓷砂很难流动，从而导致支撑体很难伸入陶瓷砂中。

4.本实施例的烧结治具，其支撑体可以将烧结过程中的部分热量传导至陶瓷砂中，避免生坯局部受热过多而出现烧结不良的现象。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明实施例1中烧结治具在初始状态下的结构示意图；

图2是本发明实施例1中烧结治具在工作状态下的结构示意图；

图3是本发明实施例1中陶瓷柱的第一种结构示意图；

图4是本发明实施例1中陶瓷柱的第二种结构示意图；

图5是本发明实施例2中烧结治具在工作状态下的结构示意图。

以上附图的附图标记：1、陶瓷容器；2、陶瓷砂；3、陶瓷柱；31、主体；32、第一端；33、第二端；4、陶瓷球100、生坯。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所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做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。

实施例1

结合图1和图2所示，本实施例的烧结治具包括陶瓷容器1、填充于陶瓷容器1内的陶瓷砂2、能活动地竖直设置在陶瓷容器1内且位于陶瓷砂2上方的多个陶瓷柱3。其中，陶瓷砂2在陶瓷容器1内具有一个填充高度，换句话说，陶瓷容器1中的陶瓷砂2具有一定的厚度，以便陶瓷柱3能够伸入陶瓷砂2中；陶瓷柱3具有第一高度，陶瓷砂2的填充高度与陶瓷柱3的第一高度的比值介于0.5～1之间，以使得陶瓷柱3能够伸入陶瓷砂2中足够的距离。多个陶瓷柱3阵列设置于陶瓷容器1中，相邻两个陶瓷柱3之间的距离介于0.1～0.2mm之间，较佳地，位于阵列四周的陶瓷柱3与陶瓷容器1之间的距离也可以介于0.1～0.2mm之间，陶瓷砂2的粒度介于10～1000μm之间。具体来说，本实施例的陶瓷容器1、陶瓷砂2和陶瓷柱3均可以耐高温，三者在1000℃以上的温度环境下不会产生膨胀等形变；相邻两个陶瓷柱3之间设有合理的距离、陶瓷砂2的粒度设定在合理的范围，可以使得当陶瓷柱3不受外力作用时，其能稳定地竖立在陶瓷砂2的上方，而当陶瓷柱3受到向下的压力时，陶瓷柱3能够顺畅地伸入陶瓷砂2中。

上述烧结治具的工作原理为：该烧结治具可以具有初始状态和工作状态，当烧结治具处于初始状态时，各个陶瓷柱3的一端与陶瓷砂2接触，各个陶瓷柱3不与陶瓷砂2接触的一端可以大体上处于同一水平位置(如图1所示)；当需要对生坯100进行烧结时，可将生坯100放置于陶瓷柱3不与陶瓷砂2接触的一端上并向下按压生坯100，以使得与生坯100接触的陶瓷柱3向陶瓷砂2中伸入一定的距离，从而使得多个陶瓷柱3形成与生坯100的底面形状相仿的承托面(如图2所示)，进而确保了生坯100定位和支撑的稳定性。

采用上述方案，本实施例的烧结治具具有以下优点：

1.本实施例的烧结治具的陶瓷容器1下部设有陶瓷砂2、陶瓷容器1上部设有陶瓷柱3，当摆放于陶瓷柱3上方的生坯100受到下压力时，与生坯100相对应接触的陶瓷柱3能够在压力的作用下向陶瓷砂2内运动，从而形成与生坯100的底面形状相仿的承托面，确保了底面为曲面或异形面生坯100定位和支撑的稳定性；另外，活动设置的陶瓷柱3可以用于支撑多种不同外形的生坯100，提高了烧结治具的通用性，有利于降低治具成本。

2.本实施例的陶瓷容器1、陶瓷砂2和陶瓷柱3均为耐高温部件，三者在1000℃以上的温度环境下不会产生膨胀等形变，如此，本实施例的烧结治具可以适用于烧结温度很高的工件的生坯100烧结。

3.本实施例的陶瓷砂2粒度介于10～1000μm之间，该范围的粒度可以确保陶瓷砂2不会因为粒径太大而导致相邻陶瓷砂2之间的孔隙太大以至支撑能力不足，从而导致陶瓷柱3在受压的过程中突然下沉入陶瓷砂2中，同时，该粒径范围也可以确保陶瓷砂2不会因为粒径太小而导致相邻陶瓷砂2之间的孔隙太小而使得陶瓷砂2很难流动，从而导致陶瓷柱3很难伸入陶瓷砂2中。

4.本实施例的烧结治具，其陶瓷柱3可以将烧结过程中的部分热量传导至陶瓷砂2中，避免生坯100局部受热过多而出现烧结不良的现象。

具体地，本实施例的陶瓷容器1、陶瓷砂2和陶瓷柱3均可以采用氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷或刚玉莫来石制成。采用上述方案，本实施例的烧结治具可以承受1000℃以上的高温，在高温环境下工作不会产生膨胀等形变，适用于烧结温度很高的工件的生坯100烧结。

具体地，本实施例的陶瓷砂2可以呈多角形，也可以呈球形，其流动性能良好，以便陶瓷柱3受压后能顺畅地向下运动。

具体地，如图3和图4所示，本实施例的陶瓷柱3可以包括主体31和分设在主体31两端的第一端32和第二端33，其中，第一端32用于承载待烧结的生坯100，第二端33用于与陶瓷砂2接触。第一端32的外尺寸小于主体31的外尺寸，具体来说，主体31和第一端32均可以是回转体，当主体31和第一端32均为回转体时，第一端32的回转直径小于主体31的回转直径。上述方案中，将陶瓷柱3设置成第一端32的外尺寸小于主体31外尺寸的形状，可以解决由于相邻两个陶瓷柱3之间的距离较小(只有0.1～0.2mm之间)而导致陶瓷柱3取放不便的问题。较佳地，第一端32的外尺寸沿背离主体31的方向减小，优选地，第一端32的外尺寸沿背离主体31的方向逐渐减小，如此，有利于确保第一端32与主体31之间具有足够的连接强度。

具体地，继续参照图3和图4所示，本实施例的陶瓷柱3的第二端33的外尺寸沿背离主体31的方向减小，优选地，第二端33的外尺寸沿背离主体31的方向逐渐减小，如此，有利于确保第二端33与主体31之间具有足够的连接强度，同时，上述结构的第二端33有利于陶瓷柱3在向下运动沉入陶瓷砂2的过程中将陶瓷柱3两侧的陶瓷砂2向外排开，便于陶瓷柱3向下运动。第一端32和第二端33的截面可以呈曲面、梯形或三角形等形状。

具体地，本实施例的陶瓷砂2的填充高度与陶瓷柱3的第一高度的比值可以是1，且陶瓷柱3的第一端32的端面优选位于陶瓷容器1内。换句话说，陶瓷砂2的填充高度与陶瓷柱3的第一高度相同，陶瓷容器1的深度至少是陶瓷柱3的第一高度的2倍，以使得陶瓷柱3的第一端32的端面不超出陶瓷容器1外。采用上述方案，当采用本实施例的烧结治具对轻薄小件生坯进行气氛烧结时，可以避免生坯被分压气流吹走或因震动而导致破裂。

具体地，本实施例的陶瓷柱3，其主体31可以呈圆柱状，该主体31的直径介于0.5～5mm之间以适用于不同外形生坯100的支撑需求。

实施例2

本实施例的结构和工作原理与实施例1的烧结治具大体上相同，区别在于，如图5所示，本实施例的支撑体为多个陶瓷球4，多个陶瓷球4分成至少3层铺设在陶瓷砂2上，以确保生坯100在陶瓷球4中具有一定的伸入量，单个陶瓷球4的球径介于1.0～10mm之间。多层陶瓷球4的总体厚度(也即第一高度)与陶瓷砂2的填充高度大体上相等。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种烧结治具，其特征在于，包括：陶瓷容器、填充于所述陶瓷容器内的陶瓷砂以及能活动地设置于所述陶瓷容器内且位于所述陶瓷砂上方的多个支撑体，所述陶瓷砂具有填充高度，所述支撑体具有第一高度，所述填充高度与所述第一高度的比值介于0.5～1之间，相邻两个所述支撑体之间的距离介于0.1～0.2mm之间，所述陶瓷砂的粒度介于10～1000μm之间。

2.根据权利要求1所述的烧结治具，其特征在于，所述支撑体为陶瓷柱，多个所述陶瓷柱阵列设置，所述陶瓷柱包括主体和分设在所述主体两端的第一端和第二端，所述第一端用于承载待烧结的生坯，所述第二端用于与所述陶瓷砂接触，所述第一端的外尺寸小于所述主体的外尺寸。

3.根据权利要求2所述的烧结治具，其特征在于，所述第一端的外尺寸沿背离所述主体的方向减小。

4.根据权利要求2所述的烧结治具，其特征在于，所述第二端的外尺寸沿背离所述主体的方向减小。

5.根据权利要求1所述的烧结治具，其特征在于，所述支撑体为陶瓷球，所述陶瓷球的球径介于1.0～10mm之间，多个所述陶瓷球分至少3层铺设在所述陶瓷砂上。

6.根据权利要求1所述的烧结治具，其特征在于，所述陶瓷容器采用氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷或刚玉莫来石制成。

7.根据权利要求1所述的烧结治具，其特征在于，所述陶瓷砂采用氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷或刚玉莫来石制成。

8.根据权利要求1所述的烧结治具，其特征在于，所述支撑体采用氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷或刚玉莫来石制成。

9.根据权利要求2所述的烧结治具，其特征在于，所述陶瓷砂的填充高度与所述陶瓷柱的第一高度的比值为1，所述陶瓷柱的第一端的端面位于所述陶瓷容器内。

10.根据权利要求2所述的烧结治具，其特征在于，所述主体呈圆柱状，所述主体的直径介于0.5～5mm之间。