專利名稱：一種高精度薄壁陶瓷管的成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄壁陶瓷管成型技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高精度薄壁陶瓷管的成型方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有一種薄壁陶瓷管是采用等靜壓成型的，其工藝流程為
配方原料一加水球磨一噴霧造粒一擠管機(jī)擠管到金屬棒或柔性橡膠模上干燥一套上橡膠外模一高壓容器中等靜壓一脫模一燒成一加工一產(chǎn)品。配方原料(重量百分比)氧化鋁15 20%，剛玉砂30 40%，粘土 30 40%。此方法成型的陶瓷管致密度好，坯體強(qiáng)度高，燒成收縮小，管的長度可達(dá)4米以上。但此方法存在如下缺點(diǎn) ①當(dāng)內(nèi)模是采用金屬棒時
(a)此方法需采用噴霧干燥法制成坯體原料，因?yàn)檫@種原料的可塑性和流動性較差，因此在制作陶瓷管到金屬棒上時，由于阻力大，制作的陶瓷管容易出現(xiàn)大小頭，陶瓷管兩端直徑偏差大。同時等壓成型后，金屬棒內(nèi)模不容易拉出，半成品破損大，成品率低。(b)由于陶瓷管是外壁單向受壓，因而陶瓷管外壁致密度要比內(nèi)壁高，同時由于是單向受壓，陶瓷管坯體外壁容易產(chǎn)生突出的等壓線，使陶瓷管的圓度會產(chǎn)生較大的公差。②當(dāng)內(nèi)模采用柔性橡膠模時
內(nèi)模采用柔性材料，因此等壓后的陶瓷管雖然容易脫內(nèi)模，但由于內(nèi)模采用柔性橡膠模，故成型后的陶瓷管內(nèi)壁幾何尺寸難控制，精度不高，整條陶瓷管的直線度較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種高精度薄壁陶瓷管的成型方法，采用這種方法能生產(chǎn)出致密度高、管內(nèi)、外壁幾何尺寸準(zhǔn)確、內(nèi)壁光潔如鏡的高精度薄壁陶瓷管。本發(fā)明所提出的技術(shù)解決方案是這樣的一種高精度薄壁陶瓷管的成型方法，其方法步驟為；
(1)配方原料按重量百分比計(jì)為氧化鋁15 20%，剛玉砂30 40%，粘土30 40%; 將該配方原料加入球磨機(jī)中，加入與該配方原料重量等量的水球磨2小時后，得到的漿料過篩、除鐵、壓濾成泥餅，再通過真空練泥，得到泥料，陳腐待用；
(2)當(dāng)泥料含水量在13 14%時，按泥料重量百分比加入1 3%甲基纖維素粉料，通過真空練泥機(jī)均勻地混合攪拌，再練成泥段陳腐待用；
(3)把泥段通過已經(jīng)安裝有薄壁陶瓷管成型模具的真空擠管機(jī)擠出薄壁陶瓷管坯體， 把薄壁陶瓷管坯體直接依附在金屬內(nèi)模管上，并放置于干燥室烘干待壓；
(4)當(dāng)依附在金屬內(nèi)模管上的薄壁陶瓷管坯體含水量在3 5%時，在薄壁陶瓷管坯體外壁套上柔性耐油橡膠外模，在裝有金屬內(nèi)模管和橡膠外模的薄壁陶瓷管坯體兩端處的金屬內(nèi)模管與柔性耐油橡膠外模之間用耐油橡膠塞密封，金屬內(nèi)模管的中心孔外露，組成薄壁陶瓷管組件；
(5)把密封好的薄壁陶瓷管組件放置在高壓容器中采用雙向等靜壓成型，加壓介質(zhì)為礦物油，成型壓力在50 200MI^之間，保壓15 — 20秒，然后卸壓，將成型后的薄壁陶瓷管組件取出，脫去金屬內(nèi)模管和橡膠外模，制成高精度薄壁陶瓷管坯體；
(6)按常規(guī)燒結(jié)方法將高精度薄壁陶瓷管坯體吊裝燒成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著效果
(1)本發(fā)明在配方原料的加工處理工藝上，作為本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用加入作為粘結(jié)劑和脫模劑的甲基纖維素粉料到坯料中，通過均勻、混合及真空練泥，陳腐后，這種泥料具有優(yōu)越的可塑性和流動性，特別適用于擠成下列規(guī)格的、內(nèi)孔是圓形或方形的薄壁陶瓷管管徑從φ 10 φ 100 mm,管壁厚度在1 10mm，管長在100 5000mm。(2)本發(fā)明由于采用以上方法處理后的泥料通過真空擠管機(jī)擠出薄壁陶瓷管坯體，并依附在薄壁的金屬內(nèi)模管上，待干燥后進(jìn)行雙向等靜壓，由于薄壁陶瓷管坯體中甲基纖維素的彈性作用，因此，經(jīng)等壓、卸壓后，薄壁陶瓷管組件中的金屬內(nèi)模管很容易取出，使生產(chǎn)過程中的半成品破損少，生產(chǎn)效率高。(3)本發(fā)明由于采用以上方法處理的泥料作為真空擠管機(jī)的擠出坯料，當(dāng)擠出所需要的薄壁陶瓷管坯體時，由于泥料流動性、可塑性非常好，因此當(dāng)薄壁陶瓷管坯體直接依附在經(jīng)特殊加工成平直度好、表面光潔如鏡的金屬內(nèi)模管時，薄壁陶瓷管坯體內(nèi)壁與金屬內(nèi)模管之間不會產(chǎn)生很大的阻力，因而能保證薄壁陶瓷管外徑和內(nèi)孔的幾何尺寸準(zhǔn)確，因而不會產(chǎn)生大小頭現(xiàn)象。(4)本發(fā)明所采用的薄壁金屬內(nèi)模管是用壁厚為Imm 2mm的金屬材料經(jīng)精密加工處理制成，其形狀可以是圓形或方形，加工好的薄壁金屬內(nèi)模管表面平直度好，管表面光潔如鏡，因此用此金屬內(nèi)模管組合成的薄壁陶瓷管坯體組件，放置在高壓容器中進(jìn)行等靜壓成型時，由于薄壁金屬內(nèi)模管內(nèi)空間同樣進(jìn)油受壓并處于相同的高壓狀態(tài)之中，因此薄壁陶瓷管在高壓容器中，其外壁和內(nèi)壁均同時受相同壓力而形成雙向等靜壓。采用薄壁金屬內(nèi)模管是本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)之一。(5)經(jīng)過以上方法成型后的薄壁陶瓷管管壁致密度高，燒成收縮率小，因而能制造成一種內(nèi)壁精度高具光潔如鏡、變形小、致密度高的薄壁陶瓷管。本發(fā)明所生產(chǎn)的高精度薄壁陶瓷管廣泛應(yīng)用于耐熱陶瓷生產(chǎn)設(shè)備中。


圖1是本發(fā)明第1、2個實(shí)施例的薄壁陶瓷管組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1所示薄壁陶瓷管坯體經(jīng)雙向等靜壓成型后得到的高精度薄壁陶瓷管坯體縱向剖視圖。圖3是圖2的A— A剖視圖。圖4是本發(fā)明第3個實(shí)施例的薄壁陶瓷管組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4所示薄壁陶瓷管坯體經(jīng)雙向等靜壓成型后得到的高精度薄壁陶瓷管坯體縱向剖視圖。圖6是圖5的B— B剖視圖。
具體實(shí)施例方式通過以下實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。實(shí)施例1
參見圖1一圖3所示，本發(fā)明通過雙向等靜壓成型制造高精度薄壁陶瓷管，該高精度薄壁陶瓷管坯體5的外形尺寸為長度為5000mm，內(nèi)孔直徑為Φ50πιπι，壁厚為5mm ；金屬內(nèi)模管1的外徑為Φ 50mm，壁厚為1mm，長度為5500mm。制造該高精度薄壁陶瓷管的方法步驟是
(1)把配方原料(按重量百分比計(jì)算)氧化鋁15 20%，剛玉砂30 40%，粘土30 40%放入球磨機(jī)中，加入與該配方原料重量等量的水，球磨2小時，得到的漿料除鐵、過篩、 壓濾成泥餅，再通過真空練泥，得到泥料陳腐待用；
(2)當(dāng)泥料含水量在13 14%時，按泥料重量百分比加入1%的甲基纖維素粉料，通過真空練泥機(jī)均勻地混合攪拌，再練成泥段陳腐待用；
(3)把泥段通過已經(jīng)安裝有薄壁陶瓷管成型模具的真空擠管機(jī)擠出薄壁陶瓷管坯體， 把薄壁陶瓷管坯體直接依附在金屬內(nèi)模管上，并放置于干燥室烘干待壓；
(4)當(dāng)依附在金屬內(nèi)模管1上的薄壁陶瓷管坯體2含水量在3 5%時，在薄壁陶瓷管坯體2外壁套上柔性耐油橡膠外模3，在裝有金屬內(nèi)模管1和橡膠外模3的薄壁陶瓷管坯體2兩端處的金屬內(nèi)模管1與柔性耐油橡膠外模3之間用耐油橡膠塞4密封，金屬內(nèi)模管 1的中心孔7外露，構(gòu)成薄壁陶瓷管組件；
(5)把密封好的薄壁陶瓷管組件放置在高壓容器中采用雙向等靜壓緩慢加壓成型，加壓介質(zhì)為礦物油，成型壓力為200MPa，保壓20秒，然后緩慢卸壓，將加壓成型后的薄壁陶瓷管組件取出，脫去橡膠外模3，取出金屬內(nèi)模管1，這樣就制成了直線度好、致密度高、內(nèi)孔幾何尺寸準(zhǔn)確、孔內(nèi)壁光潔如鏡的高精度薄壁陶瓷管坯體5 ；
(6)按常規(guī)燒結(jié)方法，把高精度薄壁陶瓷管坯體5吊裝燒成。燒成溫度1500°C、保溫5 小時，采用吊裝燒成是保證薄壁陶瓷管具有良好的直線度。本例的薄壁陶瓷管的內(nèi)孔呈圓形。實(shí)施例2
參見圖1 一圖3所示，本實(shí)施例的高精度薄壁陶瓷管坯體5的外形尺寸為長度為 3000mm，內(nèi)孔直徑為Φ20πιπι，壁厚為Imm;金屬內(nèi)模管1的外徑為Φ20πιπι，壁厚為0. 6mm，長度為3200mm。配方泥料與實(shí)施例相同，甲基纖維素粉料加入量為泥料重量的2%，陳腐后泥坯含水量為13%，雙向等靜壓成型壓力為50MPa，保壓15秒，其余工藝方法步驟與實(shí)施例1 相同。經(jīng)雙向等靜壓成型后，薄壁陶瓷管坯體5內(nèi)孔直徑為Φ20mm，壁厚為0.8mm，孔內(nèi)壁 6平滑光潔，光亮如鏡。實(shí)施例3
參見圖4一圖6所示，本實(shí)施例的高精度薄壁陶瓷管坯體15的外形尺寸為長度為 2000mm,內(nèi)孔尺寸為25mmX25mm的正方形，壁厚為1. 5mm ；金屬內(nèi)模管11的外形尺寸為 25mmX 25mm的正方形，壁厚為0. 5mm,長度為2200mm。配方泥料與實(shí)施例1相同，甲基纖維素粉料加入量為泥料重量的3%，陳腐后泥坯含水量為14%，雙向等靜壓成型壓力為150MPa， 保壓18秒，其余工藝步驟與實(shí)施例1相同。經(jīng)雙向等靜壓成型后，薄壁陶瓷管坯體15內(nèi)孔尺寸為25mmX25mm的正方形，壁厚為1. 2mm，方孔內(nèi)壁16平滑光潔，光亮如鏡。
權(quán)利要求
1.一種高精度薄壁陶瓷管的成型方法，其特征在于該方法步驟為(1)配方原料按重量百分比計(jì)為氧化鋁15 20%，剛玉砂30 40%;粘土30 40%; 將該配方原料加入球磨機(jī)中，加入與該配方原料重量等量的水，球磨2小時后，得到的漿料過篩、除鐵、壓濾成泥餅，再通過真空練泥，得到泥料，陳腐待用；(2)當(dāng)泥料含水量在13 14%時，按泥料重量百分比加入1 3%的甲基纖維素粉料， 通過真空練泥機(jī)均勻地混合攪拌，再練成泥段陳腐待用；(3)把泥段通過經(jīng)已安裝有薄壁陶瓷管成型模具的真空擠管機(jī)擠出薄壁陶瓷管坯體， 把薄壁陶瓷管坯體直接依附在金屬內(nèi)模管上，并放置于干燥室烘干待壓；(4)當(dāng)依附在金屬內(nèi)模管上的薄壁陶瓷管坯體含水量在3 5%時，在薄壁陶瓷管坯體外壁套上柔性耐油橡膠外模，在裝有金屬內(nèi)模管和橡膠外模的薄壁陶瓷管坯體兩端處的金屬內(nèi)模管與柔性耐油橡膠外模之間用耐油橡膠塞密封，金屬內(nèi)模管的中心孔外露，組成薄壁陶瓷管組件；(5)把密封好的薄壁陶瓷管組件放置在高壓容器中采用雙向等靜壓成型，加壓介質(zhì)為礦物油，成型壓力在50 200MI^之間，保壓15— 20秒，然后卸壓，將成型后的薄壁陶瓷管組件取出，脫去金屬內(nèi)模管和橡膠外模，制成高精度薄壁陶瓷管坯體；(6)按常規(guī)燒結(jié)方法將高精度薄壁陶瓷管坯體吊裝燒成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度薄壁陶瓷管的成型方法，其特征在于所述薄壁陶瓷管坯體內(nèi)孔形狀為圓形或方形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高精度薄壁陶瓷管的成型方法，采用這種方法能生產(chǎn)出致密度高、管內(nèi)、外壁幾何尺寸準(zhǔn)確、內(nèi)壁光潔如鏡的高精度薄壁陶瓷管。該薄壁陶瓷管的定型方法步驟為(1)將配方原料加水球磨得到泥料；(2)在泥料加入1—3％甲基纖維素粉料，煉成泥段；(3)將泥段擠成薄壁陶瓷管坯體并直接依附在金屬內(nèi)模管上干燥待壓；(4)在陶瓷管坯體外壁套上柔性耐油橡膠外模并在陶瓷管坯體兩端處的金屬內(nèi)模管與橡膠外套之間用耐油橡膠塞密封；(5)將該薄壁陶瓷管組件放入高壓容器中雙向等靜壓成型，脫去內(nèi)、外模，得到高精度薄壁陶瓷管坯體；(6)按常規(guī)燒結(jié)方法將薄壁陶瓷管坯體吊裝燒成。
文檔編號B28B21/52GK102431086SQ20111036554
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者何錫伶 申請人:何錫伶