CN114478028B - 一种碳化硼陶瓷烧结工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳化硼陶瓷烧结工艺，包括，此碳化硼陶瓷烧结工艺，选取合适尺寸的烧结模具与调节机构相互连接，将插管组件安装在烧结模具上，通过调节机构调节相邻插管组件之间的距离，将助剂组件安装在插管组件内，助剂组件和原料组件相互固定，通过助剂组件和原料组件将原料与助剂注入插管组件内，且通过混合机构将其混合均匀，多次循环直至插管组件内均注有原料和助剂混合物，通过调节机构与插管组件相互连接，根据所需选择合适的烧结模具，提高插管组件的安装效率，将助剂筒、原料管与注入内管连接，推动推杆将助剂筒内的助剂注入原料中，在限位杆的作用下带动转动板转动，使得混合杆对混合液进行搅拌，提高助剂与原料的混合度。

Description

一种碳化硼陶瓷烧结工艺

技术领域

本发明涉及碳化硼陶瓷生产技术领域，具体为一种碳化硼陶瓷烧结工艺。

背景技术

碳化硼陶瓷是新型陶瓷中重要的耐磨损和高硬度结构陶瓷材料。由于硼与碳都为非金属元素，且原子半径接近，其结合方式不同于一般化合物，因此碳化硼陶瓷具有高熔点、高硬度、低密度，耐磨损和耐腐蚀等许多独特的优异性能，应用在国防、核能、航空航天、工业、耐磨技术等多个领域。

目前国内外生产碳化硼陶瓷的工艺主要分为热压烧结、无压烧结以及反应烧结，其中无压烧结是最理想的批量生产工艺，但因为碳化硼粉体在高温下晶体生长很快，颗粒变粗，坯体还没来得及收缩，颗粒都粗大了，因此碳化硼无压烧结很难致密。现通过添加烧结助剂（如炭、铝、铁、硼等，也可以是碳化钛、碳化硅、硼化钛等）促进烧结过程中碳化硼颗粒之间的活性，在高温真空下颗粒固熔在一起实现致密，但是由于烧结助剂在添加时易出现分布不均匀现象，烧结助剂分布区域不可控，导致其各处致密性有所差异。

现有申请号：CN202010168993.9，公开了一种碳化硼陶瓷无压烧结工艺及装置，该申请专利中，虽然在烧结模具中安装了多个插管组件，插管组件的外侧设有导入烧结助剂的助剂添加组件，通过插管组件均匀分布在烧结模具内，再通过助剂添加组件的配合作用，实现对注入内管内等层次注入烧结助剂，使烧结助剂能够均匀地分布在不同层次面上，并通过调节多个插管未见的安装位置，实现对烧结助剂均匀的分布在烧结模具内，避免了助剂添加时出现分布不均匀现象，导致其各处致密性有所差异，但仍然存在以下问题：

因不同烧结模具所需原料的量不同，而注入外管的尺寸有限，及一个插管组件容纳的原料量有限，需要根据不同烧结模具的需要安装不同数量的插管组件，现有的插管组件只能凭借操作者的感觉进行安装，无法控制相邻插管组件之间的间距相同，即不能保证插管组件的均匀安装，且边安装边调节会降低安装效率；

通过注入外管、注入内管开设的通孔与添加件连接，使得烧结助剂通过添加内管进入注入内管中，实现与原料的混合，因通孔的位置固定，为避免原料注入的量高于通孔，需要分批量加入原料，即第一次加的量位于通孔下方，加入助剂后再加入适量原料，使得注入操作较为繁琐，且此处实现助剂与原料的分批混合，但助剂存在于原料的中部，并未与原料充分混合，易导致各处致密性有所差异。为此，我们提出一种碳化硼陶瓷烧结工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳化硼陶瓷烧结工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碳化硼陶瓷烧结工艺，所述加工工艺包括如下：

步骤一，烧结模具组装模块：选取合适尺寸的烧结模具与调节机构相互连接；

步骤二，插管组件安装模块：将插管组件安装在烧结模具上，通过调节机构调节相邻插管组件之间的距离；

步骤三，助剂组件安装模块：将助剂组件安装在插管组件内，助剂组件和原料组件相互固定；

步骤四，原料与助剂混合模块：通过助剂组件和原料组件将原料与助剂注入插管组件内，且通过混合机构将其混合均匀；

步骤五，多次循环步骤三和步骤四，直至插管组件内均注有原料和助剂混合物。

优选的，所述调节机构包括设置在烧结模具一侧的定位板，所述定位板底部设有与烧结模具相互连接的定位座，且定位板顶部分别设有竖轨道和横轨道，所述定位板通过横轨道连接有若干个调节板，且调节板的一端开设有限位槽，所述调节板通过限位槽与插管组件相互连接；

所述定位板通过竖轨道连接有滑动板，所述滑动板相应调节板的位置开设有导向槽，所述滑动板通过导向槽与调节板滑动连接，且滑动板一侧固定连接有滑杆，所述滑杆远离滑动板的一侧固定连接有螺纹套，所述螺纹套内套设有螺纹杆，且螺纹杆通过固定座与定位板转动连接，且螺纹杆一端设有转把，通过所述转把驱动螺纹杆转动。

优选的，所述插管组件包括设置在烧结模具上方的横板，所述横板两侧均设有卡块，所述横板通过卡块与限位槽相互卡接，且横板远离调节板的一端与烧结模具相互卡接；

所述横板开设有若干个放置槽，且放置槽内设有带连接板一的注入外管，所述注入外管内设有注入内管，且注入内管相应连接板一的位置设有带连接杆的连接板二，所述连接板一通过连接杆与连接板二过盈连接；

所述助剂组件和原料组件均与注入内管上方相互连接，且混合机构设置在注入内管下方。

优选的，所述助剂组件包括设置在注入内管内部、带推杆的助剂筒，且助剂筒的底部设有出液管，所述助剂筒的两侧均固定连接有限位板，两个所述限位板分别开设有滑动槽和移动槽，一个所述限位板通过滑动槽与原料组件相互连接，且另一个限位板通过移动槽连接有驱动件，所述驱动件一侧与推杆相互连接，且驱动件远离推杆的一侧与混合机构相互连接，在驱动件的作用下，所述推杆推动助剂下料的同时，带动混合机构将原料与助剂相互混合。

优选的，所述原料组件包括原料管，所述原料管通过滑动槽与限位板滑动连接，且原料管贯穿限位板的一端位于混合机构上方，所述原料管伸出注入外管的一端外接原料罐。

优选的，所述驱动件包括滑动设置在移动槽内部的移动杆，所述移动杆顶部设有固定块，且移动杆通过固定块与推杆固定连接，所述移动杆远离固定块的一端连接有滑动套，所述滑动套通过限位杆与混合机构相互连接。

优选的，所述混合机构包括固定套设在注入内管内壁的圆轨道，所述圆轨道转动连接有转动板，所述转动板底部固定连接有带混合搅板的混合杆，所述转动板顶部固定连接有带滑槽的柱杆，且柱杆通过滑槽与限位杆相互连接，通过所述限位杆驱动柱杆带动转动板沿着圆轨道转动。

优选的，所述转动板的顶部设有限位框，且柱杆外壁套设有导流板，所述转动板顶部、且位于限位框与导流板之间设有漏液槽，在导流板的作用下，原料和助剂通过所述漏液槽向下流至混合。

优选的，所述助剂筒远离限位板的两侧均设有承接板，所述注入内管相应承接板的位置设有挡板，所述承接板底部设有插杆，且承接板通过插杆与挡板过盈连接。

优选的，所述滑动套顶部开设有杆槽，且滑动套通过杆槽与移动杆滑动连接，所述注入内管内壁相应滑动套的位置设有固定轨道，且滑动套沿着固定轨道上下滑动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中通过调节机构与插管组件相互连接，根据所需选择合适的烧结模具，从而调节插管组件之间的间距，使得插管组件相对烧结模具分布均匀，转动把手即可对其间距进行调节，无须额外校准，提高插管组件的安装效率。

本发明中注入内管与注入外管可拆连接，将助剂筒、原料管与注入内管连接，推动推杆，将助剂筒内的助剂注入原料中，在限位杆的作用下带动转动板转动，使得混合杆带动混合搅板对混合液进行搅拌，助剂筒内的助剂逐滴加入，且加入的同时驱动搅拌，提高助剂与原料的混合度。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明结构俯视图；

图3为本发明结构仰视图；

图4为调节机构与烧结模具连接方式结构示意图；

图5为调节板与定位板连接方式结构示意图；

图6为注入内管与注入外管连接方式结构示意图；

图7为注入内管与注入外管连接方式正视图；

图8为注入内管与助剂组件、混合机构连接方式爆炸图；

图9为注入内管内部结构剖视图；

图10为注入内管与助剂组件连接方式结构剖视图；

图11为注入内管与混合机构连接方式剖视图。

图中：1-烧结模具；2-调节机构；21-定位板；22-定位座；23-竖轨道；24-横轨道；25-调节板；26-限位槽；27-滑动板；271-导向槽；28-滑杆；281-螺纹套；29-螺纹杆；291-转把；3-插管组件；31-横板；32-卡块；33-放置槽；34-注入外管；35-注入内管；36-连接板一；37-连接板二；371-连接杆；4-助剂组件；41-推杆；42-助剂筒；43-出液管；44-限位板；441-滑动槽；442-移动槽；5-原料组件；51-原料管；6-混合机构；61-圆轨道；62-转动板；63-混合搅板；64-混合杆；65-滑槽；66-柱杆；67-限位框；68-导流板；69-漏液槽；7-驱动件；71-移动杆；72-固定块；73-限位杆；74-滑动套；8-承接板；81-挡板；82-插杆；9-杆槽；91-固定轨道。

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。

请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：一种碳化硼陶瓷烧结工艺，加工工艺包括如下：

步骤一，烧结模具组装模块：选取合适尺寸的烧结模具1与调节机构2相互连接；

步骤二，插管组件3安装模块：将插管组件3安装在烧结模具1上，通过调节机构2调节相邻插管组件3之间的距离；

步骤三，助剂组件4安装模块：将助剂组件4安装在插管组件3内，助剂组件4和原料组件5相互固定；

步骤四，原料与助剂混合模块：通过助剂组件4和原料组件5将原料与助剂注入插管组件3内，且通过混合机构6将其混合均匀；

步骤五，多次循环步骤三和步骤四，直至插管组件3内均注有原料和助剂混合物。

调节机构2包括设置在烧结模具1一侧的定位板21，定位板21底部设有与烧结模具1相互连接的定位座22，且定位板21顶部分别设有竖轨道23和横轨道24，定位板21通过横轨道24连接有若干个调节板25，且调节板25的一端开设有限位槽26，调节板25通过限位槽26与插管组件3相互连接；

如图1-5所示，定位板21通过竖轨道23连接有滑动板27，滑动板27相应调节板25的位置开设有导向槽271，滑动板27通过导向槽271与调节板25滑动连接，且滑动板27一侧固定连接有滑杆28，滑杆28远离滑动板27的一侧固定连接有螺纹套281，螺纹套281内套设有螺纹杆29，且螺纹杆29通过固定座与定位板21转动连接，且螺纹杆29一端设有转把291；

通过转把291驱动螺纹杆29转动，在滑动板27的限位作用下，螺纹套281带动滑动板27沿着竖轨道23滑动，在导向槽271的限位作用下，调节板25沿着横轨道24滑动，改变相邻调节板25之间的间距，满足不同烧结模具1对调节板25个数及间距的需求。

插管组件3包括设置在烧结模具1上方的横板31，横板31两侧均设有卡块32，横板31通过卡块32与限位槽26相互卡接，且横板31远离调节板25的一端与烧结模具1相互卡接；

如图6-7所示，横板31开设有若干个放置槽33，且放置槽33内设有带连接板一36的注入外管34，注入外管34内设有注入内管35，且注入内管35相应连接板一36的位置设有带连接杆371的连接板二37，连接板一36通过连接杆371与连接板二37过盈连接；

助剂组件4和原料组件5均与注入内管35上方相互连接，且混合机构6设置在注入内管35下方。

如图8-10所示，助剂组件4包括设置在注入内管35内部、带推杆41的助剂筒42，且助剂筒42的底部设有出液管43，助剂筒42的两侧均固定连接有限位板44，两个限位板44分别开设有滑动槽441和移动槽442，一个限位板44通过滑动槽441与原料组件5相互连接，且另一个限位板44通过移动槽442连接有驱动件7，驱动件7一侧与推杆41相互连接，且驱动件7远离推杆41的一侧与混合机构6相互连接，在驱动件7的作用下，推杆41推动助剂下料的同时，带动混合机构6将原料与助剂相互混合。

原料组件5包括原料管51，原料管51通过滑动槽441与限位板44滑动连接，且原料管51贯穿限位板44的一端位于混合机构6上方，原料管51伸出注入外管34的一端外接原料罐未图示，由于助剂筒42与注入内管35相互固定，则原料管51的位置也相对固定。

如图6-7所示，驱动件7包括滑动设置在移动槽442内部的移动杆71，移动杆71顶部设有固定块72，且移动杆71通过固定块72与推杆41固定连接，移动杆71远离固定块72的一端连接有带限位杆73的滑动套74，滑动套74通过限位杆73与混合机构6相互连接。

如图11所示，混合机构6包括固定套设在注入内管35内壁的圆轨道61，圆轨道61转动连接有转动板62，转动板62底部固定连接有带混合搅板63的混合杆64，转动板62顶部固定连接有带滑槽65的柱杆66，且柱杆66通过滑槽65与限位杆73相互连接，通过限位杆73驱动柱杆66带动转动板62沿着圆轨道61转动；

推动推杆41，在固定块72的作用下，移动杆71同步移动，向下推动滑动套74，滑动套74下移的同时，在限位杆73的限位作用下，柱杆66相对限位杆73转动，从而带动转动板62转动，混合杆64带动混合搅板63对混合液进行搅拌混合。

转动板62的顶部设有限位框67，且柱杆66外壁套设有导流板68，转动板62顶部、且位于限位框67与导流板68之间设有漏液槽69，在导流板68的作用下，原料和助剂通过漏液槽69向下流，滴落至注入内管35底部，通过搅拌杆进行混合搅拌。

助剂筒42远离限位板44的两侧均设有承接板8，注入内管35相应承接板8的位置设有挡板81，承接板8底部设有插杆82，且承接板8通过插杆82与挡板81过盈连接，助剂筒42与注入内管35通过承接板8可拆连接，便于后续将助剂筒42取出进行吸液，便于后续对其他横板31上的注入外管34进行注液。

滑动套74顶部开设有杆槽9，且滑动套74通过杆槽9与移动杆71滑动连接，注入内管35内壁相应滑动套74的位置设有固定轨道91，且滑动套74沿着固定轨道91上下滑动，固定轨道91对滑动套74的移动路径进行限位，当取下助剂筒42时，在固定轨道91的限位作用下，滑动套74与移动杆71分离，便于助剂筒42的拆装，搅拌杆与注入内管35相互连接，而助剂筒42与注入内管35可拆连接，可将助剂筒42取下对其他注入内管35进行助剂滴定，避免搅拌杆上的残留液对其他注入内管35内的液体造成干扰。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种碳化硼陶瓷烧结工艺，其特征在于：加工工艺包括如下：

步骤一，烧结模具组装模块：选取合适尺寸的烧结模具与调节机构相互连接；

步骤二，插管组件安装模块：将插管组件安装在烧结模具上，通过调节机构调节相邻插管组件之间的距离；

步骤三，助剂组件安装模块：将助剂组件安装在插管组件内，助剂组件和原料组件相互固定；

步骤四，原料与助剂混合模块：通过助剂组件和原料组件将原料与助剂注入插管组件内，且通过混合机构将其混合均匀；

步骤五，多次循环步骤三和步骤四，直至插管组件内均注有原料和助剂混合物；

所述调节机构（2）包括设置在烧结模具（1）一侧的定位板（21），所述定位板（21）底部设有与烧结模具（1）相互连接的定位座（22），且定位板（21）顶部分别设有竖轨道（23）和横轨道（24），所述定位板（21）通过横轨道（24）连接有若干个调节板（25），且调节板（25）的一端开设有限位槽（26），所述调节板（25）通过限位槽（26）与插管组件（3）相互连接；所述定位板（21）通过竖轨道（23）连接有滑动板（27），所述滑动板（27）相应调节板（25）的位置开设有导向槽（271），所述滑动板（27）通过导向槽（271）与调节板（25）滑动连接，且滑动板（27）一侧固定连接有滑杆（28），所述滑杆（28）远离滑动板（27）的一侧固定连接有螺纹套（281），所述螺纹套（281）内套设有螺纹杆（29），且螺纹杆（29）通过固定座与定位板（21）转动连接，且螺纹杆（29）一端设有转把（291），通过所述转把（291）驱动螺纹杆（29）转动，所述插管组件（3）包括设置在烧结模具（1）上方的横板（31），所述横板（31）两侧均设有卡块（32），所述横板（31）通过卡块（32）与限位槽（26）相互卡接，且横板（31）远离调节板（25）的一端与烧结模具（1）相互卡接；所述横板（31）开设有若干个放置槽（33），且放置槽（33）内设有带连接板一（36）的注入外管（34），所述注入外管（34）内设有注入内管（35），且注入内管（35）相应连接板一（36）的位置设有带连接杆（371）的连接板二（37），所述连接板一（36）通过连接杆（371）与连接板二（37）过盈连接；所述助剂组件（4）和原料组件（5）均与注入内管（35）上方相互连接，且混合机构（6）设置在注入内管（35）下方，所述助剂组件（4）包括设置在注入内管（35）内部、带推杆（41）的助剂筒（42），且助剂筒（42）的底部设有出液管（43），所述助剂筒（42）的两侧均固定连接有限位板（44），两个所述限位板（44）分别开设有滑动槽（441）和移动槽（442），一个所述限位板（44）通过滑动槽（441）与原料组件（5）相互连接，且另一个限位板（44）通过移动槽（442）连接有驱动件（7），所述驱动件（7）一侧与推杆（41）相互连接，且驱动件（7）远离推杆（41）的一侧与混合机构（6）相互连接，在驱动件（7）的作用下，所述推杆（41）推动助剂下料的同时，带动混合机构（6）将原料与助剂相互混合，所述原料组件（5）包括原料管（51），所述原料管（51）通过滑动槽（441）与限位板（44）滑动连接，且原料管（51）贯穿限位板（44）的一端位于混合机构（6）上方，所述原料管（51）伸出注入外管（34）的一端外接原料罐，所述驱动件（7）包括滑动设置在移动槽（442）内部的移动杆（71），所述移动杆（71）顶部设有固定块（72），且移动杆（71）通过固定块（72）与推杆（41）固定连接，所述移动杆（71）远离固定块（72）的一端连接有滑动套（74），所述滑动套（74）通过限位杆（73）与混合机构（6）相互连接，所述混合机构（6）包括固定套设在注入内管（35）内壁的圆轨道（61），所述圆轨道（61）转动连接有转动板（62），所述转动板（62）底部固定连接有带混合搅板（63）的混合杆（64），所述转动板（62）顶部固定连接有带滑槽（65）的柱杆（66），且柱杆（66）通过滑槽（65）与限位杆（73）相互连接，通过所述限位杆（73）驱动柱杆（66）带动转动板（62）沿着圆轨道（61）转动。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硼陶瓷烧结工艺，其特征在于：所述转动板（62）的顶部设有限位框（67），且柱杆（66）外壁套设有导流板（68），所述转动板（62）顶部、且位于限位框（67）与导流板（68）之间设有漏液槽（69），在导流板（68）的作用下，原料和助剂通过所述漏液槽（69）向下流至混合。

3.根据权利要求2所述的一种碳化硼陶瓷烧结工艺，其特征在于：所述助剂筒（42）远离限位板（44）的两侧均设有承接板（8），所述注入内管（35）相应承接板（8）的位置设有挡板（81），所述承接板（8）底部设有插杆（82），且承接板（8）通过插杆（82）与挡板（81）过盈连接。

4.根据权利要求3述的一种碳化硼陶瓷烧结工艺，其特征在于：所述滑动套（74）顶部开设有杆槽（9），且滑动套（74）通过杆槽（9）与移动杆（71）滑动连接，所述注入内管（35）内壁相应滑动套（74）的位置设有固定轨道（91），且滑动套（74）沿着固定轨道（91）上下滑动。

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