专利名称：一种陶瓷辊棒等静压工艺及其专用等静压设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种等静压设备，尤其涉及一种用于对工件施加均勻的静态的高压的 专用于制造陶瓷辊棒的高等静压设备。
背景技术：
传统的烧制陶瓷辊棒的方法是将注浆形成管体或挤出成型的管状辊棒直接烧制 形成成品，产品的强度依靠材料成分决定。现有的陶瓷辊棒一般经过等静压成型方法，其方 法是通过挤管机把坯料挤压到金属管上，然后套上橡胶套，密封两端，经加压、卸压脱模而 成，其煅烧成品不易变形，密度均勻，收缩性小，成品抗弯强度高。随着陶瓷业的发展，陶瓷辊棒的刚性等要求越来越高，目前等静压工艺压力一般 在IOOMpa以下，对于陶瓷辊棒的生产由于其工艺压力过小将会导致辊棒致密性不足，从而 造成陶瓷辊棒强度不能满足使用要求，提高窑炉温度可以提高其刚性，但需要消耗更多的 能源。目前陶瓷辊棒的等静压工艺中均使用液压油作为压力介质，随着能源紧缺不断加 剧，液压油价格不断攀升，使得陶瓷辊棒生产成本增加。取出陶瓷辊棒工件的过程必然粘带 部分液压油出来，造成介质损耗的同时也造成周遭环境的污染，影响工人的工作条件以及 厂房地面的清洁。使用过的液压油需要回收并经过专门的过滤设备进行过滤才可以继续循 环使用，否则容易造成液压油路的堵塞，而回收、过滤等环节都会造成液压油损耗，同时也 需要增加设备和回收过滤的生产成本。液压油具有一定的腐蚀性，一旦渗入陶瓷辊棒中，将 会对陶瓷辊棒造成破坏，形成次品、废品，因此还需要专门的防腐蚀的耐油橡胶套。目前等静压设备中的高压供应系统中使用的液压阀是一般合金阀门。一般的阀其 耐磨性较差，承受超过IOOMpa的高压后容易磨损，进而发生泄漏。对高压水进行密封时，阀 门没有得到润滑，使用过程更加容易受到磨损而发生泄漏。水的密封对密封装置要求更高， 要求阀门的阀体和阀芯的配合更加精密，由于受到上述密封性能的限制，现有的设备无法 使用水作为高压压力介质。
发明内容
针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是提供一种节约成本、同时保持环 境清洁的专用于制造致密性更高、刚度更大的陶瓷辊棒的等静压工艺。本发明还提供一种节约成本、同时保持环境清洁的专用于制造陶瓷辊棒且可满足 细长陶瓷辊棒生产要求的等静压设备。为了克服现有工艺流程技术的不足，本发明采用的技术方案是一种陶瓷辊棒等 静压成形方法，将套设于刚性管体内模的管形胚体外再套上防水橡胶外膜，将其作为整体 工件置于高压釜内施加静态的高压，压力值取120Mpa以上，然后卸压脱模将管形胚体置入 窑炉煅烧，所述高压釜的长度彡4米。作为上述方案的改进，高压釜中对工件进行加压的压力介质为水。
作为上述方案的改进，所述压力值取150Mpa至250Mpa中的一个值进行保压。作为上述方案的改进，所述压力值取值为180Mpa或200Mpa。作为上述方案的改进，所述高压釜的长度为4 7米(含端值)。作为上述方案的改进，所述高压釜的长度为6 7米(含端值)。为了克服现有设备技术的不足，本发明采用的技术方案是一种陶瓷辊棒专用等 静压设备，用于上述陶瓷辊棒等静压成形方法中对所述陶瓷辊棒整体工件施加静态的高 压，所述高等静压设备包括两端开口的管状的静压缸、分别塞于所述静压缸的两端开口处 形成封闭静压腔的塞头、与所述静压腔连通的高压液体介质供应系统，高压液体供应系统 设置有防止高压液体介质逆流的单向阀，所述单向阀包括相互紧密配合的硬质合金阀芯和 硬质合金阀座。作为上述方案的改进，所述机架横向卧式设置，所述静压缸水平横向布置。作为上述方案的改进，所述高压液体供应系统包括增压器以及通过液流管道依次 连接的储液箱、次级液体泵、单向阀，所述单向阀与所述静压腔通过超高压液流管道连接， 所述增压器的输出端与该超高压液流管道连接。作为上述方案的改进，所述超高压液流管道与所述静压腔的接口设置于所述固定 塞头，所述超高压液流管道部分设置于所述固定塞头内部。作为上述方案的改进，所述陶瓷辊棒专用等静压设备还包括液压系统，所述液压 系统包括液压站、设置于所述机架的用于控制活动塞头伸缩的塞头液压油缸，所述液压站 与所述塞头液压油缸通过液压油管连接。作为上述方案的改进，所述陶瓷辊棒专用等静压设备还包括液压系统，所述液压 系统包括液压站、设置于所述机架的用于控制活动塞头伸缩的塞头液压油缸，所述液压站 与所述塞头液压油缸通过液压油管连接，所述液压站与所述增压器的油缸通过液压油管连 接，所述液压站与所述单向阀的液压控制接口通过液压油管连接。本发明的有益效果是在等静压过程中对高压釜中的工件施加超过120Mpa设置 更高的压力，可以使得陶瓷辊棒能够得到更加有效的挤压，使得陶瓷辊棒胚体具有更高的 致密性，从而使得陶瓷辊棒成品具有更好的强度和刚性，符合产品生产标准，致密性高的胚 体不需要更高的煅烧温度就可以达到产品所要求的强度和刚性，减少了煅烧能耗，达到节 能减排的效果。在等静压过程中使用水代替液压油作为压力介质，使得介质本身成本降低从而降 低了生产成本；水作为压力介质还可以使得厂房保持清洁，减少生产过程对环境造成的污 染；水作为介质其回收循环利用更加简单，不需要专门的过滤设备，只需要普通过滤装置就 可以完成过滤进行循环使用；水的流动性比液压油更好，因此其更容易从静压缸中流出，更 好地避免了杂质堵塞液压管道。使用水作为压力介质，可以采用普通防水橡胶套取代液压 油介质所要求的耐油橡胶套，进一步降低生产成本。与静压腔连通的高压液体流经的是超高压液流管道，该管道与常压液体以及液体 供应装置之间设置包括硬质合金阀芯和硬质合金阀座的单向阀。普通阀体承受高压很容易 磨损而发生泄漏，使用硬质合金阀体在承受ISOMpa以上压力均有良好的密封性，从而可以 有效地阻隔高、低压液体介质，可以使用水作为高压介质，代替了液压油，降低了生产成本。 硬质合金阀体对于水作为介质的高压环境也具有良好的阻隔性能，可以承受ISOMpa以上的压力。
图1为本发明中的陶瓷辊棒专用等静压设备的整体构造示意图。
具体实施例方式下面对本发明的实施方式进行具体描述。一种陶瓷辊棒等静压成形方法，将套设于刚性管体内模的管形胚体外再套上防水 橡胶外膜，将其作为整体工件置于高压釜内施加静态的高压，压力值取120Mpa以上，然后 卸压脱模将管形胚体置入窑炉煅烧。其中，为了适合目前的陶瓷辊棒的长度要求而不浪费设备空间，目前的陶瓷辊棒 的长度在4米到7米范围内的使用量较大。因此，高压釜的长度应该取其值为4米或4米 以上，高压釜的较理想的长度为4 7m(含端值)，更理想的长度为6 7m(含端值)。本发明中的高压釜即高压等静压设备。在等静压过程中对高压釜中的工件施加超过120Mpa设置更高的压力，可以使得 陶瓷辊棒能够得到更加有效的挤压，使得陶瓷辊棒胚体具有更高的致密性，从而使得陶瓷 辊棒成品具有更好的强度和刚性，符合产品生产标准。致密性高的胚体不需要更高的煅烧 温度就可以达到产品所要求的强度和刚性，减少了煅烧能耗，达到节能减排的效果。更佳地，高压釜中对工件进行加压的压力介质为水。在等静压过程中使用水代替 液压油作为压力介质，使得介质本身成本降低从而降低了生产成本；水作为压力介质还可 以使得厂房保持清洁，减少生产过程对环境造成的污染；水作为介质其回收循环利用更加 简单，不需要专门的过滤设备，只需要普通过滤装置就可以完成过滤进行循环使用；水的流 动性比液压油更好，因此其更容易从静压缸中流出，更好地避免了杂质堵塞液压管道。使用 水作为压力介质，即使用水作为高压液体介质，可以才有普通防水橡胶套取代液压油介质 所要求的耐油橡胶套，进一步降低生产成本。更佳地，所述压力值取150Mpa至250Mpa中的一个值进行保压。将高压釜内的压 力控制在150Mpa或以上的压力，提高了陶瓷辊棒胚体的致密性，不需超高温烧结即可以满 足辊棒的刚性要求；进一步将压力值提高到250Mpa，可以得到刚性更好的陶瓷辊棒。超过 250Mpa以后，陶瓷辊棒的致密度提高随压力值升高不明显，而且对于设备性能的要求非常 高，因此需要根据陶瓷辊棒的强度要求来选择适合的等静压压力值。更佳地，所述压力值取值为180Mpa或200Mpa。对于一般的刚性要求，取180Mpa或 200Mpa的压力值进行等静压即可满足，其在现有设备基础上作改进即可以满足生产要求， 同时降低能耗，综合衡量其成本以及能耗因素，ISOMpa至200Mpa范围内的压力值是比较适 中的等静压压力值。陶瓷辊棒的产品性能与等静压压力的联系如下表所示
权利要求
1.一种陶瓷辊棒等静压成形方法，将套设于刚性管体内模的管形胚体外再套上防水橡 胶外膜，将其作为整体工件置于高压釜内施加静态的高压，压力值取120Mpa以上，然后卸 压脱模将管形胚体置入窑炉煅烧，所述高压釜的长度> 4米。
2.根据权利要求1所述的陶瓷辊棒等静压成形方法，其特征在于高压釜中对工件进 行加压的压力介质为水。
3.根据权利要求1所述的陶瓷辊棒等静压成形方法，其特征在于所述压力值取 150Mpa至250Mpa中的一个值进行保压。
4.根据权利要求3所述的陶瓷辊棒等静压成形方法，其特征在于所述压力值取值为 180Mpa 或 200Mpa。
5.根据权利要求1所述的陶瓷辊棒等静压成形方法，其特征在于所述高压釜的长度 为6 7米。
6.一种陶瓷辊棒专用等静压设备，用于权利要求1所述的陶瓷辊棒等静压成形方法中 对所述陶瓷辊棒整体工件施加静态的高压，其特征在于所述高等静压设备包括两端开口 的管状的静压缸、分别塞于所述静压缸的两端开口处形成封闭静压腔的塞头、与所述静压 腔连通的高压液体介质供应系统，高压液体供应系统设置有防止高压液体介质逆流的单向 阀，所述单向阀包括相互紧密配合的硬质合金阀芯和硬质合金阀座。
7.根据权利要求6所述的陶瓷辊棒专用等静压设备，其特征在于所述机架横向卧式 设置，所述静压缸水平横向布置。
8.根据权利要求6所述的陶瓷辊棒专用等静压设备，其特征在于所述高压液体供应 系统包括增压器以及通过液流管道依次连接的储液箱、次级液体泵、单向阀，所述单向阀与 所述静压腔通过超高压液流管道连接，所述增压器的输出端与该超高压液流管道连接。
9.根据权利要求8所述的陶瓷辊棒专用等静压设备，其特征在于所述超高压液流管 道与所述静压腔的接口设置于所述固定塞头，所述超高压液流管道部分设置于所述固定塞 头内部。
10.根据权利要求6所述的陶瓷辊棒专用等静压设备，其特征在于所述陶瓷辊棒专用 等静压设备还包括液压系统，所述液压系统包括液压站、设置于所述机架的用于控制活动 塞头伸缩的塞头液压油缸，所述液压站与所述塞头液压油缸通过液压油管连接。
全文摘要
本发明公开了陶瓷辊棒等静压成形方法，将套设于刚性管体内模的管形胚体外再套上防水橡胶外膜，将其作为整体工件置于高压釜内施加静态的高压，压力值取120Mpa以上，然后卸压脱模将管形胚体置入窑炉煅烧。提高等静压的压力，可以得到致密度更高的胚体，不需超高温烧结就可以达到刚性要求，实现节能减排的目的。使用水作为加压的压力介质，可使用普通防水橡胶套包于辊棒外，节约介质成本同时节约了橡胶套成本。本发明还公开了用于上述等静压成形方法的陶瓷辊棒专用等静压设备。
文档编号B28B3/20GK102092082SQ20091021373
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者冯斌, 周天虹, 张脉官, 杨华亮, 王志良 申请人:佛山市南海金刚新材料有限公司, 佛山市陶瓷研究所有限公司