CN1286768C - 一种可以烧成陶瓷和硬质合金器件的橡皮泥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以烧成陶瓷和硬质合金器件的橡皮泥及其制备方法。以陶瓷粉体或硬质合金粉体作为橡皮泥中无机填料，和有机塑性成分混合后，经过加热、搅拌均匀或练泥后获得一种常温下塑性极好的橡皮泥；橡皮泥中各组分质量配比：无机填料65%～95%，有机塑性成分5～35%，其中无机填料的粒度为0.01～10微米；它可以塑性加工成各种形状的陶瓷或合金器件的坯体，坯体中固体粉末含量较高，最高可达95%。烧制过程中的收缩率小，适合陶瓷或硬质合金器件的精密加工；另外橡皮泥中的有机成分挥发较慢，可长时间保持良好可塑性。

Description

一种可以烧成陶瓷和硬质合金器件的橡皮泥及其制备方法

技术领域：

本发明属于可以烧成陶瓷的橡皮泥与精密陶瓷和粉末冶金中坯体塑性加工领域，尤其涉及一种用于烧制陶瓷和硬质合金器件的橡皮泥及其制备方法。

背景技术：

橡皮泥具有非常好的常温可塑性，但是现有已经申请中国专利的橡皮泥(申请号分别是00123234，00123235，00123233，00123232，00123231，99109360，92108317，93110364，93106620)仅具有雕塑，工业造型设计、建筑设计、工艺美术、常温用模具制作、美术教育及儿童玩具的可塑性用途，以及制备常温器件。在陶瓷的塑性成型加工过程中，所用泥料也需要较好可塑性。现有的陶瓷泥料一般为水系泥料，塑性成型时的含水量较多，另外泥料较易脱水，在室温下会很快失去塑性，限制了成型的条件。采用固体石蜡和陶瓷粉体混合后，也可以塑性成型一些陶瓷坯体；但是这种泥料的塑性必须在60℃以上才具有，常温下不具有可塑性。

发明内容：

本发明提出一种改变现有橡皮泥组成中的无机填料性质，即将普通金属和普通砂石粉体改变成各种陶瓷粉体和硬质合金粉体，并将无机填料的粒度控制在0.01～10微米，加入有机塑性成分以及两者合适比例的配方及其制备方法，使其可以在常温下塑性加工成各种元器件的坯体，从而使这种橡皮泥可以加工出一些更精密的陶瓷和硬质合金元器件。

本发明所提供的用于烧制陶瓷和硬质合金器件的橡皮泥，以下简称为“橡皮泥”，它是由无机填料和有机塑性成分构成，其中无机填料的重量百分数：65％～95％，有机塑性成分的重量百分数：5～35％。

本发明中充当橡皮泥组成中的无机填料，可以是一些陶瓷粉体或硬质合金粉体，该粉体粒度须控制在0.01～10微米，通过高温烧结制成。

本发明中充当橡皮泥组成中无机填料的陶瓷粉体，可以是天然陶瓷矿物，经过煅烧和粉磨后，粒度达到0.01～10微米，即得到橡皮泥中陶瓷粉体。

本发明中充当橡皮泥组成中无机填料的陶瓷粉体，可以是人工合成的陶瓷矿物，经过人工合成后，粒度为0.01～10微米，即得到橡皮泥中陶瓷粉体。

本发明中充当橡皮泥组成中无机填料的硬质合金粉体，可以是一些人工合成的金属粉体，该金属粉体是适合在高温烧结成型的硬质合金，制成粒度为0.1～10微米的粉末，即得到橡皮泥中硬质合金粉体。

本发明中充当橡皮泥组成中的有机塑性成分，由机油、微晶石蜡、烷基硅油和含乙基纤维素的松油醇中的一种或一种以上以及0-10wt％的凡士林和0-5wt％的香精组成，其中乙基纤维素重量百分浓度为5～30％。

本发明中橡皮泥，采用加热搅拌混合的方式制备，在无机填料粉体中加入有机塑性物质，然后在加热到40～120℃的条件下，搅拌5～300分钟后，冷却到室温，或在常温下经过30～100分钟练泥制成。

本发明在已有的橡皮泥中，引入陶瓷粉体或硬质合金粉体作为无机填料，通过加热、充分混合或练泥的方式获得一种在常温可以塑性加工成各种形状的坯体，因为引入的固体粉末含量较高，使这样的坯体在烧制中的收缩率小，从而更适合陶瓷或硬质合金器件的精密加工；同时因为橡皮泥中的有机成分挥发较慢，使橡皮泥可以较长时间保持良好可塑性。

与现有技术相比较，本发明的优点在于：

传统的橡皮泥不具有加工成陶瓷或硬质合金器件的功能；而本发明中的橡皮泥因为采用陶瓷或硬质合金粉体作为无机填料，因此通过塑性成型，可以继续烧制成各种形状和尺寸精确的陶瓷或硬质合金器件。

现有的含有机增塑剂的陶瓷或硬质合金泥料，在常温时固化，需加热到60℃以上才具有可塑性，因此使用不方便，需要加热和恒温设备；而本发明中的橡皮泥在常温下便具有较好的可塑性，因此在塑性成型时，不需要辅以加热和恒温设备。

现有的含水塑性陶瓷或硬质合金泥料的水分，在常温空气中容易脱去，而很快失去塑性，降低了成型性能；而本发明中的橡皮泥在常温空气中，可长时间(超过1星期)保持较好的可塑性，因此更适合加工一些精密和需成型周期长的陶瓷或合金器件坯体。

在同样的烧结条件下，普通含水陶瓷或硬质合金泥料成型的坯体密度较低，获得的陶瓷或硬质合金器件相对密度较低，因此获得的器件的机械强度降低；而本发明中的橡皮泥采用溶剂量较少，固含量高，这样使坯体密度提高，因此可获得的陶瓷或硬质合金器件的相对密度较高，从而使获得的器件的机械强度提高。

具体实施方式：

实施例1：可加工成致密透氧陶瓷膜的橡皮泥

将具有透氧性能的类钙钛矿SrCo₀₈Fe₀₂O_3-5粉体(粉体粒度的中位径为2微米)作为无机填料，称取重量百分数80％的该填料，在其中加入重量百分数15％的含乙基纤维素的松油醇(乙基纤维素重量百分浓度15％)、3％的凡士林以及2％的机油，在红外灯照射加热的陶瓷研钵中搅拌混合1小时，加热温度约80℃左右；然后再捣打练泥2小时，获得可烧成陶瓷的橡皮泥。橡皮泥在柱塞式挤管机中塑性挤出成型为陶瓷管坯体，最后烧成致密的在中高温时有较高氧分离性能的SrCo₀₈Fe₀₂O_3-5管状陶瓷透氧膜。

在相同的成型和烧结条件下，用上述方法获得陶瓷管状膜的相对密度比用水做溶剂的陶瓷泥料获得的陶瓷膜提高5％以上，并且克服了水对类钙钛矿SrCo₀₈Fe₀₂O_3-5氧化物陶瓷性能的影响。

实施例2：可加工成钇稳定氧化锆致密陶瓷管的橡皮泥

将含氧化钇摩尔百分数为8％的完全稳定立方氧化锆粉体作为无机填料，粉体粒度为0.01微米；在陶瓷研钵中加入重量百分数为75％的该粉体和20％的含乙基纤维素的松油醇(乙基纤维素重量百分浓度20％)、3％的凡士林以及2％的机油，然后在红外灯照射加热下搅拌混合3小时(加热温度80℃)，再捣打练泥1.5小时，获得可烧成陶瓷的橡皮泥。这种橡皮泥在常温下可以塑性成型为一端封头的陶瓷管坯，在1550℃左右烧结成相对密度97％以上的立方氧化锆陶瓷管，它可用在炼钢的氧传感器上。

实施例3：可加工成高岭石质艺术陶瓷晶的橡皮泥

将煅烧高岭土粉体作为无机填料，粉体粒度的中位径为1微米，在可加热的搅拌锅中，加入重量百分数75％的上述粉体，15％的微晶石蜡，5％的烷基硅油，3％的凡士林，1.9％的机油，0.1％的香精；所配料在80℃保温下搅拌混合200分钟，冷却后成为可以烧成陶瓷的橡皮泥；这种橡皮泥经过手工塑性成型，再经过排出塑性有机成分，然后在1300℃烧结，变成具各种用途和有欣赏价值的陶瓷工艺品。

Claims (5)

1、一种用于烧制陶瓷和硬质合金器件的橡皮泥，其特征在于它是由陶瓷粉体或硬质合金粉体作为无机填料，粉体的粒度为0.01-10微米，以及加入的由机油、微晶石蜡、烷基硅油和含乙基纤维素的松油醇中的一种或一种以上以及0-10wt％的凡士林和0-5wt％的香精组成的有机塑性成分组成，其中乙基纤维素重量百分浓度为5-30％，所述的原料及各组分质量配比为：无机填料65％-95％，有机塑性成分5-35％。

2、根据权利要求1所述的橡皮泥，其特征在于所述的陶瓷粉体为天然陶瓷矿物，经过煅烧和粉磨后获得的高温下具烧结性能的无机非金属材料粉体。

3、根据权利要求1所述的橡皮泥，其特征在于所述的陶瓷粉体为经过人工方法合成的高温下具烧结性能的无机非金属材料粉体。

4、根据权利要求1所述的橡皮泥，其特征在于所述的硬质合金粉体为人工合成的高温下具烧结性能的硬质合金粉体。

5、根据权利要求1所述的橡皮泥的制备方法，其特征在于：在无机填料粉体中按配方量加入有机塑性成分，在加热到40-120℃的条件下，搅拌5-300分钟后，冷却到室温，或在常温下经过30-100分钟练泥制成。