CN113979719A - 一次成型陶网眼过滤陶瓷、模具及其制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于功能性陶瓷领域，具体涉及一次成型陶网眼过滤陶陶瓷、模具及其制作工艺。该种一次成型网眼过滤陶瓷，底面为开有多个孔径大于0.1mm过滤孔的过滤面，原料包括龙岩高岭土、新西兰多水高岭土、澳洲高岭土、氧化锆、石英、纳米二氧化钛、氟树脂粉、润滑添加剂。该种一次成型网眼过滤陶瓷使用了多种高岭土的混合物并加入多种添加剂一体成型后直接接烧制而成。使用一次成型网眼过滤陶瓷制作的模具，可实现快速脱模，减少脱模时导致坯体开裂或产生边缘性损伤，提高生产效率和成品率，降低生产成本。本发明提供的一次成型网眼过滤陶瓷，具有耐高温、抗氧化、抗腐蚀等特点，在机械、航空航天、生活用品等领域有着广泛的应用。

Description

一次成型陶网眼过滤陶瓷、模具及其制作工艺
技术领域
本发明属于功能性陶瓷领域，具体涉及一种一次成型陶网眼过滤陶陶瓷、模具及其制作工艺。
背景技术
传统的过滤片通常是金属或者塑料制成，陶瓷过滤片具有耐高温、低密度、高比强、高比模、抗氧化、抗烧蚀、对裂纹不敏感，不发生灾难性毁损等特点，在机械、航空航天、核、能源等领域有着广泛的应用。现有的陶瓷制品坯体的打孔方法主要有两种，一种是激光打孔，一种是机械打孔，激光打孔方法主要采用激光，利用光学聚焦技术可以把激光汇聚在微米量级的极小范围内，从而可获得105～1015W/cm2极高的光照功率密度，利用激光的高温使被照射区的材料瞬间熔化直至气化，并在强烈冲击波下爆射式地去除。但是，陶瓷属硬、脆材料，热稳定性较差，这种激光加工方法往往在材料加工表面不可避免存在由于热应力而产生的微裂纹，从而影响加工产品的合格率和加工质量；另外，激光工过程由蒸发和喷射产生的微颗粒灰尘，也影响了精密器件加工质量和性能。机械打孔是在陶瓷坯体未烧结时，通过人工进行钻孔完成，人工操作的力度和位置上很难把握，且容易造成坯体的损坏，工作效率低，使用很不方便。
现有的陶瓷过滤片的加工的难度大，且加工过程容易对构件产生边缘性损伤，使得陶瓷过滤片的产量低、产品质量不稳定、生产成本高，如何解决上述问题，是陶瓷过滤片生产企业亟需解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种一次成型陶网眼过滤陶陶瓷及其制作工艺，具体方案如下：
一种一次成型网眼过滤陶瓷，所述网眼过滤陶瓷底面为开有多个孔径大于0.1mm过滤孔的过滤面，所述一次成型网眼过滤陶瓷坯体的原料包括以下重量份的组分：龙岩高岭土30-40份、新西兰多水高岭土20-30份、澳洲高岭土10-15份、氧化锆5-10份、石英5-10份、纳米二氧化钛1-5份、氟树脂粉2-5份、润滑添加剂1-5份。
进一步的，润滑添加剂的原料组分按质量百分比，比例如下：硬脂酸钙20-30％、液体石蜡10-15％、乳化剂10-15％、甘油40-50％。
进一步的，网眼过滤陶瓷底面过滤孔的孔径为0.1mm-1.5cm。
用于一次成型网眼过滤陶瓷制作的模具，其特征在于，包括外模、内模、成孔模，所述内膜套设于外模内，所述成孔模包括底座和设置于底座上的成孔针，所述内模包括多瓣，内模与成孔模底座合模时围成模腔，所述成孔模底座可分离的设置于内模底部，且成孔针朝向内模的模腔内。
进一步的，成孔模底座内设有供成孔针活动的伸缩通道，所述成孔模还包括设置于壳体内的收针装置和卡紧装置，收针装置与成孔针连接用于控制成孔针向底座内移动，所述卡紧装置用于在成孔针向底座外伸出至极值时将其卡紧。
进一步的，外模上设有用于定位并固定成孔模底座的安装槽。
进一步的，收针装置包括弹簧和金属顶块，所述弹簧一端与底座底部连接，另一端通过金属顶块与成孔针连接。
进一步的，卡紧装置包括设置于伸缩通道内的卡环，所述成孔针上设有环形槽，所述成孔针向底座外伸出至极值时卡环将环形槽卡紧。
一种一次成型网眼过滤陶瓷的制作工艺，使用上述的模具制作一次成型网眼过滤陶瓷的生产，包括以下步骤：
步骤1，根据坯体的原料称重，加入球磨机中混合球磨，获得泥浆，获得坯泥泥浆过筛至少过600目的筛网，坯泥经真空练泥后静置陈腐至少15天，获得坯浆；
步骤2，使用一次成型网眼过滤陶瓷制作的模具，将内模与成孔模底座合模时围成模腔，并放入外模中固定；
步骤3，通过高压注浆方式在模腔内注入步骤1获得的坯浆，等待坯体形成后，倒出多余浆料，等待坯体干燥；
步骤4，取出内模和成孔模，将干燥后的坯体与内模和成孔模分离，分离后获得网眼过滤陶瓷坯体；
步骤5，将网眼过滤陶瓷坯体放入窑炉中烧制成型，烧成温度为1300-1305℃，烧成后获得网眼过滤陶瓷。
进一步的，步骤4中，坯体和成孔模分离时，将坯体放入加热炉中加热至200-250℃，使用强磁体吸引金属顶块，使成孔针快速缩回，使成孔针与陶瓷坯体脱离。
由上述描述可知，本专利中的一次成型网眼过滤陶瓷使用了多种高岭土的混合物并加入多种添加剂，克服了不同高岭土之间的缺陷，使复配后的流动性增强、可塑性高、韧性好，能满足后续注浆、脱模的要求，通过一体成型后直接接烧制而成。另外本发明提供了用于一次成型网眼过滤陶瓷制作的模具，实现过滤陶瓷的注浆成型的同时将网眼一体注浆成型，并可实现快速脱模，减少脱模时导致坯体开裂或产生边缘性损伤，提高生产效率和成品率，降低生产成本。本发明提供的一次成型网眼过滤陶瓷，过滤孔101的孔径为0.1mm-1.5cm，可作为茶漏、淋浴头、过滤片、地漏等陶瓷过滤或者分水设备使用，具有耐高温、抗氧化、抗腐蚀等特点，在机械、航空航天、生活用品等领域有着广泛的应用。
说明书附图
图1为本发明的成型网眼过滤陶瓷的结构示意图；
图2为本发明用于一次成型网眼过滤陶瓷制作模具的结构示意图；
图3为本发明用于一次成型网眼过滤陶瓷制作模具的截面示意图；
图4为图3中M的放大图；
图5为图3中收针装置和卡紧装置分离时的结构示意图；
图6为本发明用于一次成型网眼过滤陶瓷制作模具成孔模的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图详细描述本发明提供的实施例。
一种一次成型网眼过滤陶瓷，所述网眼过滤陶瓷底面为开有多个孔径大于0.1mm过滤孔101的过滤面102，优选的过滤孔101的孔径为0.1mm-1.5cm；所述一次成型网眼过滤陶瓷坯体的原料包括以下重量份的组分：龙岩高岭土30-40份、新西兰多水高岭土20-30份、澳洲高岭土10-15份、氧化锆5-10份、石英5-10份、纳米二氧化钛1-5份、氟树脂粉2-5份、润滑添加剂1-5份，其中润滑添加剂的原料组分按质量百分比，比例如下：硬脂酸钙20-30％、液体石蜡10-15％、乳化剂10-15％、甘油40-50％。
参照图1至5所示，一次成型网眼过滤陶瓷，过滤孔101的孔径为0.1mm-1.5cm，所述一次成型网眼过滤陶瓷坯体的原料包括以下重量份的组分：龙岩高岭土34份、新西兰多水高岭土28份、澳洲高岭土13份、氧化锆6份、石英8份、纳米二氧化钛4份、氟树脂粉3份、润滑添加剂4份，其中润滑添加剂的原料组分按质量百分比，比例如下：硬脂酸钙33％、液体石蜡12％、乳化剂14％、甘油41％。
该种成型网眼过滤陶瓷选用了龙岩高岭土、新西兰多水高岭土、澳洲高岭土复配后作为主要原料，克服了不同高岭土之间的缺陷，使复配后的流动性增强、可塑性高、韧性好，能满足后续注浆、脱模的要求，原料中添加了氧化锆、石英、纳米二氧化钛提高陶瓷坯体的强度、降低吸水率，使陶瓷制品不用上釉也能具有光滑的表面，原料中加入氟树脂粉减少坯体表面的的摩擦系数，能够有效发挥润滑增强作用，实现快速脱模，尤其是与成孔模分离；使用了润滑添加剂能实现快速消除浆料中的泡沫，消除表面活性，避免在过滤孔处形成气泡、凹坑等缺陷；润滑剂分子更容易从内部迁移到表面，并在坯体界面处排列，在这种颗粒和加工模具间形成润滑剂分子形成的润滑界面，对颗粒和模具其到隔离作用，故减少了二者这间的摩擦，使陶瓷坯体容易与成孔模脱离。
参照图1-5所示，用于一次成型网眼过滤陶瓷制作的模具，包括外模1、内模2、成孔模3，外模1上设有用于定位并固定成孔模3的安装槽11；所述内膜2包括多瓣，内膜2与成孔模3合模后围成模腔套设于外模1内，所述成孔模3包括底座31、成孔针32、收针装置33和卡紧装置34；
成孔模底座31可分离的设置于内模2底部，且成孔针32朝向内模2的模腔内，成孔模底座31包括壳体311和底板312，采用陶瓷材料烧制成型，壳体311内设有供成孔针活动的伸缩通道313，收针装置33与成孔针32连接用于控制成孔针向底座内移动，收针装置33包括弹簧331和金属顶块332，所述弹簧331一端与底座底部连接，另一端通过金属顶块332与成孔针连接，优选的金属顶块332与成孔针32使用耐高温金属或合金材料一体制作成型；卡紧装置33包括设置于伸缩通道内的卡环341，所述成孔针32上设有环形槽321，所述成孔针向底座外伸出至极值时卡环341将环形槽321卡紧。
一次成型网眼过滤陶瓷的制作工艺，使用上述的模具制作一次成型网眼过滤陶瓷的生产，包括以下步骤：
步骤1，根据坯体的原料称重，加入球磨机中混合球磨，获得泥浆，获得坯泥泥浆过筛至少过600目的筛网，坯泥经真空练泥后静置陈腐至少15天，获得坯浆；
步骤2，使用一次成型网眼过滤陶瓷制作的模具，将内模2与成孔模3底座合模时围成模腔，并放入外模1中固定；
步骤3，通过高压注浆方式在模腔内注入步骤1获得的坯浆，注浆时，将注浆管的注浆口与成孔模3靠近至1-3cm，注浆完成后在将注浆管抽出，保证底部的浆料稳定，降低底部浆料的流动性，减少气泡，等待坯体形成后，倒出多余浆料，等待坯体干燥；
步骤4，取出内模2和成孔模3，将干燥后的坯体与内模2先分离，将坯体和成孔模3放入加热炉中加热至200-250℃，此时坯体坚固，减少脱模时导致坯体开裂或产生边缘性损伤，使用强磁体吸引金属顶块，使成孔针快速缩回，使成孔针与陶瓷坯体脱离；
步骤5，将网眼过滤陶瓷坯体放入窑炉中烧制成型，烧成温度为1300-1305℃，烧成后获得网眼过滤陶瓷。
本专利中的一次成型网眼过滤陶瓷表面没有釉层，使用了多种高岭土的混合物并加入多种添加剂，克服了不同高岭土之间的缺陷，使复配后的流动性增强、可塑性高、韧性好，能满足后续注浆、脱模的要求，通过一体成型后直接接烧制而成。另外本发明提供了用于一次成型网眼过滤陶瓷制作的模具，实现过滤陶瓷的注浆成型的同时将网眼一体注浆成型，并可实现快速脱模，减少脱模时导致坯体开裂或产生边缘性损伤，提高生产效率和成品率，降低生产成本。本发明提供的一次成型网眼过滤陶瓷，过滤孔101的孔径为0.1mm-1.5cm，可作为茶漏、淋浴头、过滤片、地漏等陶瓷过滤或者分水设备使用，具有耐高温、抗氧化、抗腐蚀等特点，在机械、航空航天、生活用品等领域有着广泛的应用。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一次成型网眼过滤陶瓷，其特征在于：所述网眼过滤陶瓷底面为开有多个孔径大于0.1mm过滤孔的过滤面，所述一次成型网眼过滤陶瓷坯体的原料包括以下重量份的组分：龙岩高岭土30-40份、新西兰多水高岭土20-30份、澳洲高岭土10-15份、氧化锆5-10份、石英5-10份、纳米二氧化钛1-5份、氟树脂粉2-5份、润滑添加剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的一次成型网眼过滤陶瓷，其特征在于：所述润滑添加剂的原料组分按质量百分比，比例如下：硬脂酸钙20-30％、液体石蜡10-15％、乳化剂10-15％、甘油40-50％。
3.根据权利要求1所述的一次成型网眼过滤陶瓷，其特征在于：所述网眼过滤陶瓷底面过滤孔的孔径为0.1mm-1.5cm。
4.一次成型网眼过滤陶瓷模具，其特征在于，包括外模、内模、成孔模，所述内膜套设于外模内，所述成孔模包括底座和设置于底座上的成孔针，所述内模包括多瓣，内模与成孔模底座合模时围成模腔，所述成孔模底座可分离的设置于内模底部，且成孔针朝向内模的模腔内。
5.根据权利要求4所述的一次成型网眼过滤陶瓷模具，其特征在于：所述成孔模底座内设有供成孔针活动的伸缩通道，所述成孔模还包括设置于壳体内的收针装置和卡紧装置，收针装置与成孔针连接用于控制成孔针向底座内移动，所述卡紧装置用于在成孔针向底座外伸出至极值时将其卡紧。
6.根据权利要求5所述的一次成型网眼过滤陶瓷模具，其特征在于：所述外模上设有用于定位并固定成孔模底座的安装槽。
7.根据权利要求5所述的一次成型网眼过滤陶瓷模具，其特征在于：所述收针装置包括弹簧和金属顶块，所述弹簧一端与底座底部连接，另一端通过金属顶块与成孔针连接。
8.根据权利要求5所述的一次成型网眼过滤陶瓷模具，其特征在于：所述卡紧装置包括设置于伸缩通道内的卡环，所述成孔针上设有环形槽，所述成孔针向底座外伸出至极值时卡环将环形槽卡紧。
9.一次成型网眼过滤陶瓷的制作工艺，其特征在于，使用权利要求4-8所述的模具制作所述权利要求1-4所述的一次成型网眼过滤陶瓷的生产，包括以下步骤：
步骤1，根据坯体的原料称重，加入球磨机中混合球磨，获得泥浆，获得坯泥泥浆过筛至少过600目的筛网，坯泥经真空练泥后静置陈腐至少15天，获得坯浆；
步骤2，使用一次成型网眼过滤陶瓷模具，将内模与成孔模底座合模时围成模腔，并放入外模中固定；
步骤3，通过高压注浆方式在模腔内注入步骤1获得的坯浆，等待坯体形成后，倒出多余浆料，等待坯体干燥；
步骤4，取出内模和成孔模，将干燥后的坯体与内模和成孔模分离，分离后获得网眼过滤陶瓷坯体；
步骤5，将网眼过滤陶瓷坯体放入窑炉中烧制成型，烧成温度为1300-1305℃，烧成后获得网眼过滤陶瓷。
10.根据权利要求9所述的一次成型网眼过滤陶瓷的制作工艺，其特征在于:步骤4中，坯体和成孔模分离时，将坯体放入加热炉中加热至200-250℃，使用强磁体吸引金属顶块，使成孔针快速缩回，使成孔针与陶瓷坯体脱离。
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