CN115677333A - 一种大规格蜂窝陶瓷蓄热体制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大规格蜂窝陶瓷蓄热体干压成型制备方法，将高硅、莫来石、刚玉、堇青石、碳化硅中至少一种按比例混合后采用喷雾干燥法干燥成球形颗粒，颗粒粉料中加入颗粒粉料重量0.1～1.0wt%表面改性润滑剂并充分搅拌混合得到球形粉状；将球形粉料推入装有带角锥度的合金钢针的干压模腔内压制成型为坯体，再将坯体放入窑炉内烧至一定温度冷却得到所需蜂窝蓄热体产品；本发明不仅降低了原料成本，产品规整度更高，无须干燥操作，简化了烧成工艺操作，提高了生产交率，降低了原料成本和能源消耗，而且所用原料中无需采用有机物，解决了塑性挤制法制备蜂窝蓄热体烧成时排放大量有机物污染空气的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种大规格蜂窝陶瓷蓄热体制备方法.。
背景技术
目前大规格蜂窝陶瓷蓄热体制备方法均是采用塑挤法，属于湿法螺旋挤压再分切成型，这种塑挤法成型方法要求坯料内必须含有大量（5～15%wt）有机物，因此在干燥、烧成时需采取低温慢烧，不仅耗时耗力耗能，且污染十分严重，同时增加了废气污染防治的难度和消耗。
发明内容
针对上述现有技术中采用塑挤法生产大规格蜂窝陶瓷蓄热体制备方法抽带来的问题，本发明提出了一种无需采用有机物，能大大降低了原料成本，产品规整度更高，无须干燥，烧成操作简单，且无有机物污染治理的一种大规格蜂窝陶瓷蓄热体干压成型制备方法。
本发明要解决的技术问题所采取的技术方法是：一种大规格蜂窝陶瓷蓄热体干压成型制备方法，它包括以下方法步骤：
A、将高硅、莫来石、刚玉、堇青石、碳化硅中至少一种按比例混合后采用喷雾干燥法干燥成球形颗粒，颗粒粒径0.1～1.0mm，含水量小于2.0wt%；
B、在上述颗粒粉料中加入颗粒粉料重量0.1～1.0wt%表面改性剂并充分搅拌混合得到球形粉状；
C、将步骤B得到的球形粉料推入干压模腔内压制成型，脱模成蜂窝蓄热体坯体；所述干压模腔的下模内设有与蜂窝陶瓷蓄热体上的蜂窝孔形状、位置和数量相对应的合金钢针，所述合金钢针呈0-5°的锥体形，合金钢针上端面为圆角；
D、将步骤C制得的坯体放入窑炉内烧至一定温度冷却得到所需蜂窝蓄热体产品。
本发明具有的技术效果是：
1、本发明所用原料中无需采用有机物，解决了塑性挤制法制备蜂窝蓄热体烧成时排放大量有机物污染空气的问题，
2、降低了原料成本，产品规整度更高，无须干燥操作，简化了烧成工艺操作，降低了原料成本和能源消耗。
附图说明
图1是本发明普通型蜂窝蓄热体的立体结构示意图，
图2是本发明制得的带有外四角的蜂窝蓄热体的立体结构示意图，
图3是本发明制得的带有内四角的蜂窝蓄热体的立体结构示意图，
图4是本发明所述带有内弧拱外四角的蜂窝蓄热体立体结构示意图，
图5是本发明干压成型的组合模具结构示意图，
图6是图5中合金钢针下局部放大结构示意图。
在图中，1、蜂窝蓄热体 2、外凸块 3、内凸块 4、内弧拱 5、上液压油缸 6、压头 7、型腔 8、合金钢针 9、活动推板 10、固定板 11、连接管体 12、推板座 13、下模腔体 14、下液压油缸。
具体实施方式
实施例一，一种大规格蜂窝陶瓷蓄热体干压成型制备方法，它包括以下方法步骤：
A、将莫来石与适量的水球磨混合制成泥浆，再采用喷雾干燥法干燥成球形颗粒，颗粒粒径0.1～1.0mm，含水量小于2.0wt%；
B、在上述颗粒粉料中加入颗粒粉料重量0.1～1.0wt%表面改性剂并用搅拌机充分搅拌混合，使颗粒表面粘附一层硬脂酸改性剂（可起润滑剂作用），得到球形粉状，球形粉状经干压成型后，坯体和模腔坯体与合金钢针表面均有一层润滑薄膜，从而大大减少了摩擦阻力，很好地解决脱模困难的问题；
C、将步骤B得到的球形粉料推入干压模腔内压制成型，脱模成蜂窝蓄热体坯体；所述干压模腔的下模内设有与蜂窝陶瓷蓄热体上的蜂窝孔形状、位置和数量相对应的合金钢针，所述合金钢针呈0-5°的锥体形，合金钢针上端面为圆角；
D、将步骤C制得的蜂窝蓄热体坯体放入窑炉内烧至1200℃温度保温4-10小时冷却得到所需蜂窝蓄热体产品。
所述高硅的含硅量达14%以上至99%之间，其余为杂质或另一种(个别两种)主要元素，通过冶炼所得的合金俗称硅产品。高硅通常包括工业硅、硅铁、硅钡、碳化硅、硅钙等，最常用的为工业硅、硅铁两种。
根据模具设计，蜂窝陶瓷蓄热体1产品为四种，如图1、图2、图3和图4所示，图1中的蜂窝陶瓷蓄热体1的蜂窝孔两端为平面，图2中的蜂窝陶瓷蓄热体的蜂窝孔一端为平面、另一端面上设有外四角（即四只外凸块2），图3中的蜂窝陶瓷蓄热体的蜂窝孔一端为平面、另一端面上设有内四角（即四只内凸块3），图4中的蜂窝陶瓷蓄热体的蜂窝孔一端为平面、另一端面为四只内弧拱4。
本发明模具设计：如图5和图6所示，干压模腔内的固定板10（下模）上固定有合金钢针8（相当于形成蜂窝孔的模芯），固定板固定在下模腔体13上，固定板下端设置有与下液压油缸14相连的推板座12，固定板上端设置有活动推板9，合金钢针下端固定在固定板上，上端活动穿过活动推板，活动推板用活动穿过固定板的连接管体11与推板座固定相连，合金钢针的形状、位置和数量与蜂窝陶瓷蓄热体1上的蜂窝孔形状、位置和数量相对应的合金钢针，合金钢针之间形成型腔7，型腔的宽度（即孔壁厚度）为0.5-3毫米，蜂窝陶瓷蓄热体规格尺寸范围：长×宽×高=50～300×50～300×10～300（mm），规格尺寸越大，孔壁厚增大，所述合金钢针呈0-5°的锥体形，上液压油缸工作，上模腔中的压头6伸入下模腔内合模，下液压油缸工作，推板座向上运动，带动活动推板向上运动，活动推板向上运动使下端支撑在活动推板上的用干粉形成的型腔（即蜂窝蓄热体坯体）。合金钢针上端面为圆角，用合金钢针来形成蜂窝孔，合金钢针横截面为圆形、正四方形、正六方形或三角形，当合金钢针横截面为正四方形和正六方孔形时，各个曲率最大的角设计制成小圆角（R=0.1～0.5mm），
从下至上，设计做成具有0.5°～5°的锥度，以便更易脱模；b、干压成孔的正四方和正六方孔的各个曲率最大的角设计制成小圆角（R=0.1～0.5mm），这样可进一步降低脱模的摩擦阻力，经实际操作证明是完全可行的。
实施例二，一种大规格蜂窝陶瓷蓄热体干压成型制备方法，它包括以下方法步骤：
A、将70wt%的莫来石和30wt%的刚玉与适量的水球磨混合制成泥浆，再采用喷雾干燥法干燥成球形颗粒，球形颗粒粒径0.1～1.0mm，含水量小于2.0wt%；
B、在上述球形颗粒粉料中加入颗粒粉料重量0.1～1.0wt%表面改性剂并用搅拌机充分搅拌混合，使颗粒表面粘附一层硬脂酸铝改性剂（起润滑剂作用），得到球形粉状，球形粉状经干压成型后，坯体和模腔坯体与合金钢针表面均有一层润滑薄膜，从而大大减少了摩擦阻力，很好地解决脱模困难的问题；
C、将步骤B得到的球形粉料推入干压模腔内压制成型，脱模成蜂窝蓄热体坯体；所述干压模腔的下模内设有与蜂窝陶瓷蓄热体上的蜂窝孔形状、位置和数量相对应的合金钢针，所述合金钢针呈0-5°的锥体形，合金钢针上端面为圆角；
D、将步骤C制得的坯体放入窑炉内烧至1100℃温度保温4-10小时后冷却得到所需蜂窝蓄热体产品。
根据模具设计，蜂窝陶瓷蓄热体产品为四种，如图1、图2、图3和图4所示，图1中的蜂窝陶瓷蓄热体的蜂窝孔两端为平面，图2中的蜂窝陶瓷蓄热体的蜂窝孔一端为平面、另一端面上设有外四角（即四只外凸块2），图3中的蜂窝陶瓷蓄热体的蜂窝孔一端为平面、另一端面上设有内四角（即四只内凸块2），图4中的蜂窝陶瓷蓄热体的蜂窝孔一端为平面、另一端面为四只内弧拱4。
本发明模具设计：如图5和图6所示，a、干压模腔内的固定板10（下模）上的固定有合金钢针8（相当于形成蜂窝孔的模芯），固定板固定在下模腔体13上，固定板下端设置有与下液压油缸14相连的推板座12，固定板上端设置有活动推板9，合金钢针下端固定在固定板上，上端活动穿过活动推板，活动推板用能活动穿过固定板的连接管体11与推板座固定相连，合金钢针的形状、位置和数量与蜂窝陶瓷蓄热体1上的蜂窝孔形状、位置和数量相对应的合金钢针，合金钢针之间形成型腔7，型腔的宽度（即孔壁厚）为0.5-3毫米，蜂窝陶瓷蓄热体规格尺寸范围：长×宽×高=50～300×50～300×10～300（mm），规格尺寸越大，孔壁厚度增大，所述合金钢针呈0-5°的锥体形，上液压油缸5工作，上模腔中的压头6伸入下模腔内合模，下液压油缸工作，推板座向上运动，带动活动推板向上运动，活动推板向上运动使下端支撑在活动推板上的用干粉形成的型腔（即蜂窝蓄热体坯体）。合金钢针上端面为圆角，用合金钢针来形成蜂窝孔，合金钢针横截面为圆形、正四方形、正六方形或三角形，当合金钢针横截面为正四方形和正六方孔形时，各个曲率最大的角设计制成小圆角（R=0.1～0.5mm），从下至上，设计做成具有0.5°～5°的锥度，以便更易脱模；b、干压成孔的正四方和正六方孔的各个曲率最大的角设计制成小圆角（R=0.1～0.5mm），这样可进一步降低脱模的摩擦阻力，经实际操作证明是完全可行的。
Claims (5)
1.一种大规格蜂窝陶瓷蓄热体干压成型制备方法，其特征在于：所述法步骤：
A、将高硅、莫来石、刚玉、堇青石、碳化硅中至少一种混合后采用喷雾干燥法干燥成球形颗粒，颗粒粒径0.1～1.0mm，含水量小于2.0wt%；
B、在上述颗粒粉料中加入颗粒粉料重量0.1～1.0wt%表面改性润滑剂并充分搅拌混合得到球形粉状；
C、将步骤B得到的球形粉料推入干压模腔内压制成型，脱模成蜂窝蓄热体坯体；所述干压模腔的下模内设有与蜂窝陶瓷蓄热体上的蜂窝孔形状、位置和数量相对应的合金钢针，所述合金钢针呈0-5°的锥体形，合金钢针上端面为圆角；
D、将步骤C制得的坯体放入窑炉内焙烧冷却得到所需蜂窝蓄热体产品。
2.根据权利要求1所述的一种大规格蜂窝陶瓷蓄热体干压成型制备方法，其特征在于：所述表面改性润滑剂为脂肪酸或脂肪酸盐。
3.根据权利要求2所述的一种大规格蜂窝陶瓷蓄热体干压成型制备方法，其特征在于：所述脂肪酸、脂肪酸盐分别为硬脂酸、硬脂酸铝。
4.根据权利要求1所述的一种大规格蜂窝陶瓷蓄热体干压成型制备方法，其特征在于：所述蜂窝陶瓷蓄热体上的蜂窝孔可以是圆形、正六角形、正四角形，蜂窝孔壁厚0.5～3.0mm。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种大规格蜂窝陶瓷蓄热体干压成型制备方法，其特征在于：所述的蜂窝蓄热体坯体呈带外四角、内四角和内弧拱外四角形状。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230203 |
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