CN113829466B - 一种陶瓷导轨成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷导轨成型工艺，旨在解决陶瓷导轨加工过程中变形误差大，气孔率和气密性不佳的不足。该发明包括以下步骤：a、选定氧化铝陶瓷粉料；b、选用振动筛对选定的氧化铝陶瓷粉料进行震动，减少粉料间空隙；c、将氧化铝陶瓷粉料装入冷静压成型模具中；d、将冷静压成型模具放入冷静压加压容器中，采用冷等静压缸对冷静压成型模具加压，并保压；e、取出冷静压成型模具，并脱模取出陶瓷导轨。这种陶瓷导轨成型工艺能实现大长度和小厚度陶瓷导轨的加工，加工过程中陶瓷导轨的变形误差小，气孔率和气密性好。

Description

一种陶瓷导轨成型工艺
技术领域
本发明涉及一种陶瓷产品成型技术，更具体地说，它涉及一种陶瓷导轨成型工艺。
背景技术
我国半导体行业最近几年发展速度非常快，目前全国已经有上百家半导体的设计和生产厂家，但半导体设备陶瓷部件的生产在国内仍占比重较小，很多技术方面的问题没有得到有效解决。冷等静压成型技术是陶瓷成型工艺中的常用技术，具有操作简单，质量稳定，成型体密度均匀，但是市场上的等静压工艺只能成型长度小于1000mm，且厚度较厚的长条导轨。对于长度大于1000mm，厚度小于40T的长条导轨只能采用浇筑的方式成型，浇筑成型出来的材料想要达到好的气孔率、气密性，纯度达到99.9%以上，对于设备的要求非常高，成本也很高。综上述所，现有的技术很难实现大长度和小厚度陶瓷导轨的加工。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提供了一种陶瓷导轨成型工艺，它能实现大长度和小厚度陶瓷导轨的加工，加工过程中陶瓷导轨的变形误差小，气孔率和气密性好。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种陶瓷导轨成型工艺，包括以下步骤：a、选定氧化铝陶瓷粉料；b、选用振动筛对选定的氧化铝陶瓷粉料进行震动，减少粉料间空隙；c、将氧化铝陶瓷粉料装入冷静压成型模具中；d、将冷静压成型模具放入冷静压加压容器中，采用冷等静压缸对冷静压成型模具加压，并保压；e、取出冷静压成型模具，并脱模取出陶瓷导轨。
氧化铝陶瓷粉料装入冷静压成型模具之前先进行震动，能够减小粉料间空隙，有利于提高成型后的陶瓷导轨的气孔率和气密性。采用冷等静压缸对冷静压成型模具加压，并保压。使冷静压成型模具各个位置受到的压力均匀，成型后的陶瓷导轨形状规则，无崩边，无开裂。通过设置专用的冷静压成型模具，能够加工更长更薄的陶瓷导轨。这种陶瓷导轨成型工艺能实现大长度和小厚度陶瓷导轨的加工，加工过程中陶瓷导轨的变形误差小，气孔率和气密性好。
作为优选，步骤a中选定的氧化铝陶瓷粉料粒度D50为0 .5μm且BET比表面积为7.5m2/g。步骤d中冷等静压缸对冷静压成型模具加压至160-200MPa，并保压20-30min。需用颗粒大小合适的氧化铝陶瓷粉料，以及合适大小的静压力和保压时间，有利于保证陶瓷导轨的品质。
作为优选，冷静压成型模具包括底座、芯棒、定型套、橡胶模具套、上盖、下盖，芯棒和定型套下端均连接在底座上，橡胶模具套套设在芯棒外，芯棒和橡胶模具套之间形成两陶瓷导轨成型腔，氧化铝陶瓷粉料装在陶瓷导轨成型腔中，橡胶模具套与定型套之间设有通流间隙，上盖密封连接在芯棒和橡胶模具套上端之间，下盖密封连接在芯棒和橡胶模具套下端之间；定型套侧壁上设有若干通孔。
在冷静压成型过程中定型套对陶瓷导轨起到了很好的定型作用，防止陶瓷导轨出现较大的变形。通孔和通流间隙便于高压液体的流动，使橡胶模具套各个位置受到冷静压加压容器中液体的压力均匀。
作为优选，步骤c氧化铝陶瓷粉料装入冷静压成型模具后，对冷静压成型模具进行振动补料，振动补料在振动装置上进行，振动装置包括固定座、可上下移动的升降座、下转盘、上转盘，下转盘转动安装在固定座上，上转盘转动安装在升降座上，下转盘上均布设有若干用于装载冷静压成型模具的安装孔，上转盘上和安装孔一一对应设有若干进料孔，冷静压成型模具下端设有顶块，冷静压成型模具上端设有装粉口，固定座上设有推动块，推动块上设有倾斜设置的推动面，冷静压成型模具装载在安装孔中，装粉口和进料孔之间连接柔性套，升降座上设有补料孔，补料孔上连接料斗，料斗中装入氧化铝陶瓷粉料，固定座上连接弹簧座，弹簧座和冷静压成型模具之间连接振动弹簧；上转盘和下转盘同步转动，顶块抵接到推动面上使冷静压成型模具被向上顶起，当顶块滑离推动面时在振动弹簧作用下，冷静压成型模具瞬间向下移动实现振动，上转盘上的进料孔与补料孔重叠实现补料。
对装入冷静压成型模具内的氧化铝陶瓷粉料进行振动补料，进一步振实粉料，减小粉料间空隙，有利于进一步提高成型后的陶瓷导轨的气孔率和气密性。振动补料操作时，先将冷静压成型模具下端装载到下转盘上的安装孔中，下转盘上的安装孔中装满冷静压成型模具后，在冷静压成型模具上套上振动弹簧，并将弹簧座连接到固定座上；调整升降座的上下位置，使升降座移动到合适位置，并锁紧。然后在装粉口和进料孔之间连接柔性套，在料斗中装入氧化铝陶瓷粉料。上转盘和下转盘同步转动，顶块抵接到推动面上使冷静压成型模具被向上顶起，当顶块滑离推动面时在振动弹簧作用下，冷静压成型模具瞬间向下移动实现振动，上转盘上的进料孔与补料孔重叠实现补料。
作为优选，固定座上设有若干立柱，立柱贯穿升降座，升降座和立柱之间连接锁紧螺钉。立柱方便了升降座的安装。
作为优选，振动装置还包括撞击球，撞击球上连接撞击弹簧，撞击弹簧连接在立柱上，撞击球可抵接到冷静压成型模具上并可与冷静压成型模具分离，撞击球与前一冷静压成型模具分离后，撞击到另一相邻的冷静压成型模具上。
上转盘和下转盘同步转动，撞击球与前一冷静压成型模具分离后，撞击到另一相邻的冷静压成型模具上，使冷静压成型模具产生振动，有利于振实粉料。
作为优选，上转盘上设有向下延伸的连接柱，下转盘上设有向上延伸的连接套，连接柱插装在连接套中。连接柱插装在连接套中使上转盘和下转盘能够同步转动。
作为优选，固定座设有安装槽，安装槽底面上设有环槽，下转盘安装在安装槽中，推动块设置在环槽中，顶块下端贯穿安装孔底面且置于环槽中。
作为优选，升降座下表面上设有连接槽，上转盘安装在连接槽中，升降座下表面上连接槽边缘连接有定位环，上转盘边缘支撑在定位环上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：陶瓷导轨成型工艺能实现大长度和小厚度陶瓷导轨的加工，加工过程中陶瓷导轨的变形误差小，气孔率和气密性好。
附图说明
图1是本发明的冷静压成型模具的结构示意图；
图2是本发明的振动装置的结构示意图；
图中：1、底座，2、芯棒，3、定型套，4、橡胶模具套，5、上盖，6、下盖，7、陶瓷导轨成型腔，8、通流间隙，9、通孔，10、固定座，11、升降座，12、下转盘，13、上转盘，14、安装孔，15、进料孔，16、顶块，17、装粉口，18、推动块，19、柔性套，20、定位圈，21、补料孔，22、料斗，23、弹簧座，24、振动弹簧，25、立柱，26、连接柱，27、连接套，28、安装槽，29、环槽，30、连接槽，31、定位环，32、电机，33、环形支座，34、连接杆，35、撞击球，36、撞击弹簧。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例：一种陶瓷导轨成型工艺，包括以下步骤：a、选定氧化铝陶瓷粉料；b、选用振动筛对选定的氧化铝陶瓷粉料进行震动，减少粉料间空隙；c、将氧化铝陶瓷粉料装入冷静压成型模具中；d、将冷静压成型模具放入冷静压加压容器中，采用冷等静压缸对冷静压成型模具加压，并保压；e、取出冷静压成型模具，并脱模取出陶瓷导轨。
步骤a中选定的氧化铝陶瓷粉料粒度D50为0 .5μm且BET比表面积为7 .5m2/g。步骤d中冷等静压缸对冷静压成型模具加压至160-200MPa，并保压20-30min。
如图1所示，冷静压成型模具包括底座1、芯棒2、定型套3、橡胶模具套4、上盖5、下盖6，芯棒和定型套下端均连接在底座上，橡胶模具套套设在芯棒外，芯棒和橡胶模具套之间形成两陶瓷导轨成型腔7，氧化铝陶瓷粉料装在陶瓷导轨成型腔中，橡胶模具套与定型套之间设有通流间隙8，上盖密封连接在芯棒和橡胶模具套上端之间，下盖密封连接在芯棒和橡胶模具套下端之间；定型套侧壁上设有若干通孔9。底座、芯棒、定型套均为金属件，芯棒下端、定型套下端与底座之间均通过螺钉紧固。
步骤c氧化铝陶瓷粉料装入冷静压成型模具后，对冷静压成型模具进行振动补料，振动补料在振动装置上进行，如图2所示，振动装置包括固定座10、可上下移动的升降座11、下转盘12、上转盘13，下转盘转动安装在固定座上，上转盘转动安装在升降座上，下转盘上均布设有若干用于装载冷静压成型模具的安装孔14，上转盘上和安装孔一一对应设有若干进料孔15，冷静压成型模具下端设有顶块16，冷静压成型模具上端设有装粉口17，芯棒和橡胶模具套上端之间的开口位置作为装粉口。固定座上设有推动块18，推动块上设有倾斜设置的推动面，冷静压成型模具装载在安装孔中，装粉口和进料孔之间连接柔性套19，柔性套上端连接在上转盘上，柔性套下端连接定位圈20，定位圈套装在橡胶模具套内上端开口位置，橡胶模具套外连接绑绳，绑绳将橡胶模具套和定位圈绑在一起，升降座上设有补料孔21，补料孔上连接料斗22，料斗中装入氧化铝陶瓷粉料，固定座上连接弹簧座23，弹簧座和冷静压成型模具之间连接振动弹簧24；上转盘和下转盘同步转动，顶块抵接到推动面上使冷静压成型模具被向上顶起，当顶块滑离推动面时在振动弹簧作用下，冷静压成型模具瞬间向下移动实现振动，上转盘上的进料孔与补料孔重叠实现补料。
固定座上设有若干立柱25，立柱贯穿升降座，升降座和立柱之间连接锁紧螺钉。上转盘上设有向下延伸的连接柱26，下转盘上设有向上延伸的连接套27，连接柱插装在连接套中。固定座设有安装槽28，安装槽底面上设有环槽29，下转盘安装在安装槽中，推动块设置在环槽中，顶块下端贯穿安装孔底面且置于环槽中。升降座下表面上设有连接槽30，上转盘安装在连接槽中，升降座下表面上连接槽边缘连接有定位环31，上转盘边缘支撑在定位环上。固定座上安装电机32，电机输出轴与下转盘连接。弹簧座包括环形支座33、连接在环形支座上的若干连接杆34，连接杆下端与固定座连接，环形支座上和冷静压成型模具一一对应设有过孔，冷静压成型模具穿过过孔。振动弹簧抵接在环形支座和底座之间。
振动装置还包括撞击球35，撞击球上连接撞击弹簧36，撞击弹簧连接在立柱上，撞击球可抵接到冷静压成型模具上并可与冷静压成型模具分离，撞击球与前一冷静压成型模具分离后，撞击到另一相邻的冷静压成型模具上。
对装入冷静压成型模具内的氧化铝陶瓷粉料进行振动补料，进一步振实粉料，减小粉料间空隙，有利于进一步提高成型后的陶瓷导轨的气孔率和气密性。振动补料操作时，先将冷静压成型模具下端装载到下转盘上的安装孔中，下转盘上的安装孔中装满冷静压成型模具后，在冷静压成型模具上套上振动弹簧，并将弹簧座连接到固定座上；调整升降座的上下位置，使升降座移动到合适位置，并锁紧。然后打开上盖，在装粉口和进料孔之间连接柔性套，在料斗中装入氧化铝陶瓷粉料。上转盘和下转盘同步转动，顶块抵接到推动面上使冷静压成型模具被向上顶起，当顶块滑离推动面时在振动弹簧作用下，冷静压成型模具瞬间向下移动实现振动，上转盘上的进料孔与补料孔重叠实现补料。上转盘和下转盘转动一段时间后停转，将冷静压成型模具卸下，并盖上上盖，再进行步骤d。
上转盘和下转盘同步转动，撞击球与前一冷静压成型模具分离后，撞击到另一相邻的冷静压成型模具上，使冷静压成型模具产生振动，有利于振实粉料。通过上述工艺可以加工出长度在1000mm以上，厚度小于40mm，各个方面变形小于3mm的陶瓷导轨。
以上所述的实施例只是本发明较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种陶瓷导轨成型工艺，其特征是，包括以下步骤：a、选定氧化铝陶瓷粉料；b、选用振动筛对选定的氧化铝陶瓷粉料进行震动，减少粉料间空隙；c、将氧化铝陶瓷粉料装入冷静压成型模具中；d、将冷静压成型模具放入冷静压加压容器中，采用冷等静压缸对冷静压成型模具加压，并保压；e、取出冷静压成型模具，并脱模取出陶瓷导轨；冷静压成型模具包括底座、芯棒、定型套、橡胶模具套、上盖、下盖，芯棒和定型套下端均连接在底座上，橡胶模具套套设在芯棒外，芯棒和橡胶模具套之间形成两陶瓷导轨成型腔，氧化铝陶瓷粉料装在陶瓷导轨成型腔中，橡胶模具套与定型套之间设有通流间隙，上盖密封连接在芯棒和橡胶模具套上端之间，下盖密封连接在芯棒和橡胶模具套下端之间；定型套侧壁上设有若干通孔；步骤c氧化铝陶瓷粉料装入冷静压成型模具后，对冷静压成型模具进行振动补料，振动补料在振动装置上进行，振动装置包括固定座、可上下移动的升降座、下转盘、上转盘，下转盘转动安装在固定座上，上转盘转动安装在升降座上，下转盘上均布设有若干用于装载冷静压成型模具的安装孔，上转盘上和安装孔一一对应设有若干进料孔，冷静压成型模具下端设有顶块，冷静压成型模具上端设有装粉口，固定座上设有推动块，推动块上设有倾斜设置的推动面，冷静压成型模具装载在安装孔中，装粉口和进料孔之间连接柔性套，升降座上设有补料孔，补料孔上连接料斗，料斗中装入氧化铝陶瓷粉料，固定座上连接弹簧座，弹簧座和冷静压成型模具之间连接振动弹簧；上转盘和下转盘同步转动，顶块抵接到推动面上使冷静压成型模具被向上顶起，当顶块滑离推动面时在振动弹簧作用下，冷静压成型模具瞬间向下移动实现振动，上转盘上的进料孔与补料孔重叠实现补料；固定座设有安装槽，安装槽底面上设有环槽，下转盘安装在安装槽中，推动块设置在环槽中，顶块下端贯穿安装孔底面且置于环槽中；固定座上安装电机，电机输出轴与下转盘连接；弹簧座包括环形支座、连接在环形支座上的若干连接杆，连接杆下端与固定座连接，环形支座上和冷静压成型模具一一对应设有过孔，冷静压成型模具穿过过孔；振动弹簧抵接在环形支座和底座之间。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷导轨成型工艺，其特征是，步骤a中选定的氧化铝陶瓷粉料粒度D50为0 .5μm且BET比表面积为7 .5m2/g。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷导轨成型工艺，其特征是，步骤d中冷等静压缸对冷静压成型模具加压至160-200MPa，并保压20-30min。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷导轨成型工艺，其特征是，固定座上设有若干立柱，立柱贯穿升降座，升降座和立柱之间连接锁紧螺钉。
5.根据权利要求4所述的一种陶瓷导轨成型工艺，其特征是，振动装置还包括撞击球，撞击球上连接撞击弹簧，撞击弹簧连接在立柱上，撞击球可抵接到冷静压成型模具上并可与冷静压成型模具分离，撞击球与前一冷静压成型模具分离后，撞击到另一相邻的冷静压成型模具上。
6.根据权利要求1所述的一种陶瓷导轨成型工艺，其特征是，上转盘上设有向下延伸的连接柱，下转盘上设有向上延伸的连接套，连接柱插装在连接套中。
7.根据权利要求1或5或6所述的一种陶瓷导轨成型工艺，其特征是，升降座下表面上设有连接槽，上转盘安装在连接槽中，升降座下表面上连接槽边缘连接有定位环，上转盘边缘支撑在定位环上。
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