CN114754202A - 一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管及其制备工艺，包括陶瓷坯管管体，陶瓷坯管管体的一端固定设置有拼接凸块，陶瓷坯管管体的另一端开设有与拼接凸块相匹配的拼接插槽，拼接凸块的表面开设有均匀分布的外螺纹，陶瓷坯管管体的内侧开设有均匀分布的内螺纹，本发明一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管及其制备工艺，该陶瓷坯管以氧化镁为稳定剂制成的氧化锆为原材料，成型后的坯管表面光度好，不易出现阶梯纹路，整体的结构强度高，具有高韧性、高耐磨性等特点，使用寿命长，可根据实际的使用需求，将坯管进行组合装配使用，拆装简便高效，提高了坯管的适用范围，生产后的坯管致密紧实，具有成本低、效率高、工艺流程简单易上手等特点。
Description
技术领域
本发明涉及氧化锆坯管技术领域，具体为一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管及其制备工艺。
背景技术
氧化锆是一种金属元素氧化物，化学式为ZrO2，纯ZrO2为白色，含杂质时呈黄色或灰色，一般含有HfO2，不易分离。世界上已探明的锆资源约为1900万吨，氧化锆通常是由锆矿石提纯制得。在常压下纯ZrO2共有三种晶态：单斜氧化锆、四方氧化锆和立方氧化锆，三种晶型存在于不同的温度范围下，并可以相互转化。三种晶态具有不同的理化特性，在实际应用为获得所需要的晶形和使用性能，通常加入不同类型的稳定剂制成不同类型的氧化锆陶瓷，常用的稳定剂包括CaO、MgO、Y2O3、Y2O3、CeO2等。
镁稳定氧化锆陶瓷坯管，是以MgO为稳定剂制成的氧化锆为原材料，形成的坯管，它具有氧化锆高韧性、高抗弯强度、高耐磨性以及优异的隔热性能、热膨胀系数高等特点。作为成型管材的坯管使用时，使用寿命长适用范围广。
现有的氧化锆陶瓷坯管表面光度差，成型效率相对较低，且易出现破裂损坏的现象，加工成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的现有的氧化锆陶瓷坯管表面光度差，成型效率相对较低，且易出现破裂损坏的现象，加工成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管，包括陶瓷坯管管体，所述陶瓷坯管管体的一端固定设置有拼接凸块，所述陶瓷坯管管体的另一端开设有与拼接凸块相匹配的拼接插槽，所述拼接凸块的表面开设有均匀分布的外螺纹，所述陶瓷坯管管体的内侧开设有均匀分布的内螺纹，成型后的坯管表面光度好，不易出现阶梯纹路，整体的结构强度高，具有高韧性、高耐磨性等特点，使用寿命长，可根据实际的使用需求，将坯管进行组合装配使用，拆装简便高效，提高了坯管的适用范围。
优选的，所述陶瓷坯管管体管壁的厚度设置在0.5-1cm，所述陶瓷坯管管体的长度设置为100cm，所述陶瓷坯管管体的内直径设置为10cm，使得坯管的管壁致密均匀，受热稳定，结构强度高，使用寿命长。
一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管制备工艺，包括以下步骤：
S1、选料：选取提纯后的氧化锆粉末，按比例称重后加入的氧化镁充当稳定剂；
S2、研磨：将混合后的氧化锆粉末一起加入球磨机中，以350-500r/min的转速下，进行一次球磨，球磨时长控制在2-3h；
S3、配料：按以下重量份数计：氧化锆粉末65-80份、乙醇溶液3-6份、耐火黏土12-20份、胶粘剂1-5份、稀土氧化物10-20份，将配料后的原材料再次加入球磨机，在350-500r/min的转速下，进行二次球磨，球磨时长控制在6-12h；
S4、过筛干燥：将球磨后的原料过150-300目的筛网，得到原料浆料，然后将浆料加入干燥机中以60-80度的温度下，静置干燥24h；
S5、制模：先使用计算机制图软件设计坯管成型模具，并按照设计图纸的尺寸与外形，利用制模机制造金属成型模具，并将金属成型模具装设在注塑成型机上；
S6、热压注塑：在干燥后的浆料中加入粘结剂，随后一同加入混炼机中进行混炼和造粒，将混料造粒后的浆料加入注塑成型机内，通过注塑成型机加热加压后，形成粘稠状熔体，并高速注入成型模具内，保压冷却后，脱模取下胚料；
S7、脱脂：将成型后的胚料静置在真空环境下，以40-45摄氏度的温度下存放24h，得到毛坯；
S8、烧结：将毛坯坯管均匀码放在窑车上，送至烧结炉内，控制炉温在1300-1800摄氏度，烧结3h后，炉内静置1-2h后，推出窑车，自然冷却成型
优选的，所述S3步骤中：配料重量份数计：氧化锆粉末65份、乙醇溶液3份、耐火黏土15份、胶粘剂1份、稀土氧化物16份。
优选的，所述S3步骤中：配料重量份数计：氧化锆粉末70份、乙醇溶液4份、耐火黏土13份、胶粘剂3份、稀土氧化物10份。
优选的，所述S6步骤中，粘结剂为聚酯乙醇、酚醛树脂或甲基纤维素中的一种。
优选的，所述S6步骤中，加热注塑的温度为60-100摄氏度，压力为60-70MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该陶瓷坯管以氧化镁为稳定剂制成的氧化锆为原材料，成型后的坯管表面光度好，不易出现阶梯纹路，整体的结构强度高，具有高韧性、高耐磨性等特点，使用寿命长，可根据实际的使用需求，将坯管进行组合装配使用，拆装简便高效，提高了坯管的适用范围；
2、该制备工艺可批量生产氧化锆坯管，降低了坯管的生产成本，提高了坯管的生产效率，生产后的坯管致密紧实，气密性优良，具有成本低、效率高、工艺流程简单易上手等特点；
3、坯管在恒温恒压的环境下加压成型，成型后的坯管管壁厚度均匀，受热稳定，不易出现破损、开裂、变形、弯曲、凹陷等现象，成品率高，且安全稳定；
4、对氧化锆陶瓷原料进行多次球磨混合，使得研磨后的原材料更加细腻，混合更加均匀，制成的坯管表面光度好，提高了坯管成品的品质。
附图说明
图1为本发明氧化锆坯管的结构示意图；
图2为本发明坯管制备工艺的流程框图。
图中：1、陶瓷坯管管体；2、拼接凸块；3、拼接插槽；4、内螺纹；5、外螺纹。
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。
请参阅图1-2，本发明提供了一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管，包括陶瓷坯管管体1，陶瓷坯管管体1的一端固定设置有拼接凸块2，陶瓷坯管管体1的另一端开设有与拼接凸块2相匹配的拼接插槽3，拼接凸块2的表面开设有均匀分布的外螺纹5，陶瓷坯管管体1的内侧开设有均匀分布的内螺纹4，成型后的坯管表面光度好，不易出现阶梯纹路，整体的结构强度高，具有高韧性、高耐磨性等特点，使用寿命长，可根据实际的使用需求，将坯管进行组合装配使用，拆装简便高效，提高了坯管的适用范围。
陶瓷坯管管体1管壁的厚度设置在0.5-1cm，陶瓷坯管管体1的长度设置为100cm，陶瓷坯管管体1的内直径设置为10cm，使得坯管的管壁致密均匀，受热稳定，结构强度高，使用寿命长。
实施例一：
一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管制备工艺，包括以下步骤：
S1、选料：选取提纯后的氧化锆粉末，按比例称重后加入的氧化镁充当稳定剂；
S2、研磨：将混合后的氧化锆粉末一起加入球磨机中，以350-500r/min的转速下，进行一次球磨，球磨时长控制在2-3h，对氧化锆陶瓷原料进行多次球磨混合，使得研磨后的原材料更加细腻，混合更加均匀，制成的坯管表面光度好，提高了坯管成品的品质；
S3、配料：按以下重量份数计：氧化锆粉末65-80份、乙醇溶液3-6份、耐火黏土12-20份、胶粘剂1-5份、稀土氧化物10-20份，将配料后的原材料再次加入球磨机，在350-500r/min的转速下，进行二次球磨，球磨时长控制在6-12h；
S4、过筛干燥：将球磨后的原料过150-300目的筛网，得到原料浆料，然后将浆料加入干燥机中以60-80度的温度下，静置干燥24h；
S5、制模：先使用计算机制图软件设计坯管成型模具，并按照设计图纸的尺寸与外形，利用制模机制造金属成型模具，并将金属成型模具装设在注塑成型机上；
S6、热压注塑：在干燥后的浆料中加入粘结剂，随后一同加入混炼机中进行混炼和造粒，将混料造粒后的浆料加入注塑成型机内，通过注塑成型机加热加压后，形成粘稠状熔体，并高速注入成型模具内，保压冷却后，脱模取下胚料；
S7、脱脂：将成型后的胚料静置在真空环境下，以40-45摄氏度的温度下存放24h，得到毛坯；
S8、烧结：将毛坯坯管均匀码放在窑车上，送至烧结炉内，控制炉温在1300-1800摄氏度，烧结3h后，炉内静置1-2h后，推出窑车，自然冷却成型。
S6步骤中，粘结剂为聚酯乙醇、酚醛树脂或甲基纤维素中的一种，加热注塑的温度为60-100摄氏度，压力为60-70MPa。
S3步骤中：配料重量份数计：氧化锆粉末65份、乙醇溶液3份、耐火黏土15份、胶粘剂1份、稀土氧化物16份。
本申请实施例在使用时：增加了耐火黏土与稀土氧化物在陶瓷中的占比，使得成型后的坯管粘结性更好，烧结过程中不易出现破损、开裂、变形、弯曲、凹陷等现象，成品率高，且安全稳定，坯管表面质地均匀，光度优良。
实施例二：
一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管制备工艺，包括以下步骤：
S1、选料：选取提纯后的氧化锆粉末，按比例称重后加入的氧化镁充当稳定剂；
S2、研磨：将混合后的氧化锆粉末一起加入球磨机中，以350-500r/min的转速下，进行一次球磨，球磨时长控制在2-3h；
S3、配料：按以下重量份数计：氧化锆粉末65-80份、乙醇溶液3-6份、耐火黏土12-20份、胶粘剂1-5份、稀土氧化物10-20份，将配料后的原材料再次加入球磨机，在350-500r/min的转速下，进行二次球磨，球磨时长控制在6-12h；
S4、过筛干燥：将球磨后的原料过150-300目的筛网，得到原料浆料，然后将浆料加入干燥机中以60-80度的温度下，静置干燥24h；
S5、制模：先使用计算机制图软件设计坯管成型模具，并按照设计图纸的尺寸与外形，利用制模机制造金属成型模具，并将金属成型模具装设在注塑成型机上；
S6、热压注塑：在干燥后的浆料中加入粘结剂，随后一同加入混炼机中进行混炼和造粒，将混料造粒后的浆料加入注塑成型机内，通过注塑成型机加热加压后，形成粘稠状熔体，并高速注入成型模具内，保压冷却后，脱模取下胚料；
S7、脱脂：将成型后的胚料静置在真空环境下，以40-45摄氏度的温度下存放24h，得到毛坯；
S8、烧结：将毛坯坯管均匀码放在窑车上，送至烧结炉内，控制炉温在1300-1800摄氏度，烧结3h后，炉内静置1-2h后，推出窑车，自然冷却成型。
S6步骤中，粘结剂为聚酯乙醇、酚醛树脂或甲基纤维素中的一种，加热注塑的温度为60-100摄氏度，压力为60-70MPa。
所述S3步骤中：配料重量份数计：氧化锆粉末70份、乙醇溶液4份、耐火黏土13份、胶粘剂3份、稀土氧化物10份。
本申请实施例在使用时：与实施例一相比增加了镁稳定氧化锆粉末在配料中的占比，从而提高坯管的韧性和结构强度，具备优良的耐磨性能，使用寿命长，实用性强。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管，包括陶瓷坯管管体(1)，其特征在于：所述陶瓷坯管管体(1)的一端固定设置有拼接凸块(2)，所述陶瓷坯管管体(1)的另一端开设有与拼接凸块(2)相匹配的拼接插槽(3)，所述拼接凸块(2)的表面开设有均匀分布的外螺纹(5)，所述陶瓷坯管管体(1)的内侧开设有均匀分布的内螺纹(4)。
2.根据权利要求1所述的一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管，其特征在于：所述陶瓷坯管管体(1)管壁的厚度设置在0.5-1cm，所述陶瓷坯管管体(1)的长度设置为100cm，所述陶瓷坯管管体(1)的内直径设置为10cm。
3.根据权利要求1所述的一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、选料：选取提纯后的氧化锆粉末，按比例称重后加入的氧化镁充当稳定剂；
S2、研磨：将混合后的氧化锆粉末一起加入球磨机中，以350-500r/min的转速下，进行一次球磨，球磨时长控制在2-3h；
S3、配料：按以下重量份数计：氧化锆粉末65-80份、乙醇溶液3-6份、耐火黏土12-20份、胶粘剂1-5份、稀土氧化物10-20份，将配料后的原材料再次加入球磨机，在350-500r/min的转速下，进行二次球磨，球磨时长控制在6-12h；
S4、过筛干燥：将球磨后的原料过150-300目的筛网，得到原料浆料，然后将浆料加入干燥机中以60-80度的温度下，静置干燥24h；
S5、制模：先使用计算机制图软件设计坯管成型模具，并按照设计图纸的尺寸与外形，利用制模机制造金属成型模具，并将金属成型模具装设在注塑成型机上；
S6、热压注塑：在干燥后的浆料中加入粘结剂，随后一同加入混炼机中进行混炼和造粒，将混料造粒后的浆料加入注塑成型机内，通过注塑成型机加热加压后，形成粘稠状熔体，并高速注入成型模具内，保压冷却后，脱模取下胚料；
S7、脱脂：将成型后的胚料静置在真空环境下，以40-45摄氏度的温度下存放24h，得到毛坯；
S8、烧结：将毛坯坯管均匀码放在窑车上，送至烧结炉内，控制炉温在1300-1800摄氏度，烧结3h后，炉内静置1-2h后，推出窑车，自然冷却成型。
4.根据权利要求1所述的一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管制备工艺，其特征在于：所述S3步骤中：配料重量份数计：氧化锆粉末65份、乙醇溶液3份、耐火黏土15份、胶粘剂1份、稀土氧化物16份。
5.根据权利要求1所述的一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管制备工艺，其特征在于：所述S3步骤中：配料重量份数计：氧化锆粉末70份、乙醇溶液4份、耐火黏土13份、胶粘剂3份、稀土氧化物10份。
6.根据权利要求1所述的一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管制备工艺，其特征在于：所述S6步骤中，粘结剂为聚酯乙醇、酚醛树脂或甲基纤维素中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种镁稳定氧化锆陶瓷坯管制备工艺，其特征在于：所述S6步骤中，加热注塑的温度为60-100摄氏度，压力为60-70MPa。
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2022
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