一种陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺，该陶瓷拉丝模模芯的原料由主料Al2O3粉料、增韧剂ZrO2、活性剂AS以及热塑性有机载体组成，通过混炼、注射成型及虹吸脱脂工艺后制得毛坯，所述的拉丝模模芯的烧结工艺采用固相烧结法。本发明揭示了一种陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺，该烧结工艺安排得当，实施过程简便，烧结温度控制合理，制得的陶瓷拉丝模模芯具有均衡的密度及收缩率，尤其在抗弯强度、硬度及韧性等方面表现突出，有效的提升了拉丝模模芯的使用寿命和使用性能。
【专利说明】 一种陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种拉丝模模芯的烧结工艺，尤其涉及一种综合性能优良的陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺，属于模具制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在陶瓷拉丝模模芯的制备过程中，除了注射成型和脱脂之外，最重要的一个步骤就是烧结。由于固态中分子相互吸引，通过加热使粉体产生颗粒粘结，经过物质迁移使粉末体产生强度并导致致密化和再结晶的过程称为烧结。陶瓷粉料具有很大的表面能，该能量使得粉体具有较高的活性，粉末与烧结体相比是处在能量不稳定状态。粉状物料的表面能大于多晶烧结体的晶界能，有自发降低能量的趋势，所以粉体的表面能就是烧结的推动力。粉体经烧结后，晶界能取代了表面能，这就是多晶材料稳定存在的原因。但由于粉体表面能推动力相对于其他能量还是很小，所以材料需要在很高的温度下才能使烧结过程进行。
[0003]陶瓷材料在高温下发生的主要变化是:颗粒间接触面积扩大，颗粒中心距变小形成晶界；气孔形状变化，体积缩小；从联通的气孔变成各自孤立的气孔并逐渐缩小，以致最后大部分气孔甚至全部气孔从晶体中排出。因此，如何在烧结过程中控制烧结温度，以至气体的顺畅排出，是影响陶瓷模芯密度、收缩平稳性以及抗弯强度、韧性等力学性能的决定性因素。
【发明内容】
[0004]针对上述需求，本发明提供了一种陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺，该烧结工艺安排合理，实施简便，制得的陶瓷拉丝模模芯密度均匀、收缩过程平稳，且具有突出的抗弯强度和韧性。
[0005]本发明是一种陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺，该陶瓷拉丝模模芯的原料由主料A1203粉料、增韧剂Zr02、活性剂AS以及热塑性有机载体组成，通过混炼、注射成型及虹吸脱脂工艺后制得毛坯，所述的拉丝模模芯的烧结工艺采用固相烧结法。
[0006]在本发明一较佳实施例中，所述的拉丝模模芯在注射成型过程中具有三种装载量，分别为53%、55%和59%，不同装载量的烧结工艺略有不同。
[0007]在本发明一较佳实施例中，所述的固相烧结法采用两步烧结，设备选用KSL-1700X高温烧结炉，其最高烧结温度控制在1480°C -1520°C。
[0008]在本发明一较佳实施例中，所述的两步烧结操作过程如下:首先，按照5°C /min的速度进行升温，将温度提升至最高烧结温度；然后，按照10°c /min的速度进行降温，将温度降至1250°C -1300°C，并在该温度下保温5-5.5小时；最后，缓冷至室温。
[0009]在本发明一较佳实施例中，所述的烧结工艺实施过程中使用氢气作为保护气体。
[0010]本发明揭示了一种陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺，该烧结工艺安排得当，实施过程简便，烧结温度控制合理，制得的陶瓷拉丝模模芯具有均衡的密度及收缩率，尤其在抗弯强度、硬度及韧性等方面表现突出，有效的提升了拉丝模模芯的使用寿命和使用性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明实施例陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0013]图1是本发明实施例陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺图；该陶瓷拉丝模模芯的原料由主料A1203粉料、增韧剂Zr02、活性剂AS以及热塑性有机载体组成，通过混炼、注射成型及虹吸脱脂工艺后制得毛坯，所述的拉丝模模芯的烧结工艺采用固相烧结法。
[0014]进一步说明，该固相烧结法采用两步烧结，设备选用KSL-1700X高温烧结炉，其最高烧结温度控制在1480°C -1520°C ;两步烧结操作过程如下:首先，按照5°C /min的速度进行升温，将温度提升至最高烧结温度；然后，按照10°C /min的速度进行降温，将温度降至12500C -1300°C，并在该温度下保温5-5.5小时；最后，缓冷至室温；烧结工艺实施过程中使用氢气作为保护气体。
[0015]根据拉丝模模芯在注射成型过程中所采用的53%、55%和59%三种装载量，其烧结工艺具体实施过程如下:
实施例1
注射成型过程中所采用的装载量为53%时，两步烧结操作过程如下:首先，按照5°C /min的速度进行升温，将温度提升至1520°C ;然后，按照10°C /min的速度进行降温，将温度降至1300°C，并在该温度下保温5小时；最后，缓冷至室温；断裂韧性约为10.2MPaXml/2、弯曲强度约为911.4MPa。
[0016]实施例2
注射成型过程中所采用的装载量为55%时，两步烧结操作过程如下:首先，按照5°C /min的速度进行升温，将温度提升至1500°C ;然后，按照10°C /min的速度进行降温，将温度降至1280°C，并在该温度下保温5小时；最后，缓冷至室温；断裂韧性约为10.8MPaXml/2、弯曲强度约为935.8MPa。
[0017]实施例3
注射成型过程中所采用的装载量为59%时，两步烧结操作过程如下:首先，按照50C /min的速度进行升温，将温度提升至1480°C ;然后，按照10°C /min的速度进行降温，将温度降至13001:，并在该温度下保温5.5小时；最后，缓冷至室温；断裂韧性约为11.2MPaXml/2、弯曲强度约为 952.8MPa。
[0018]通过上述工艺可知，注射成型时的装载量为59%，烧结温度控制在1480°C，制得的陶瓷拉丝模模芯的力学性能最为优良的。
[0019]本发明揭示了一种陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺，其特点是:该烧结工艺安排得当，实施过程简便，烧结温度控制合理，制得的陶瓷拉丝模模芯具有均衡的密度及收缩率，尤其在抗弯强度、硬度及韧性等方面表现突出，有效的提升了拉丝模模芯的使用寿命和使用性倉泛。
[0020]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺，其特征在于，该陶瓷拉丝模模芯的原料由主料八1203粉料、增韧剂21*02、活性剂防以及热塑性有机载体组成，通过混炼、注射成型及虹吸脱脂工艺后制得毛坯，所述的拉丝模模芯的烧结工艺采用固相烧结法。
2.根据权利要求1所述的陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺，其特征在于，所述的拉丝模模芯在注射成型过程中具有三种装载量，分别为53%、55%和59%，不同装载量的烧结工艺略有不同。
3.根据权利要求1所述的陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺，其特征在于，所述的固相烧结法采用两步烧结，设备选用高温烧结炉，其最高烧结温度控制在14801 -15201。
4.根据权利要求3所述的陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺，其特征在于，所述的两步烧结操作过程如下:首先，按照51加化的速度进行升温，将温度提升至最高烧结温度；然后，按照101加化的速度进行降温，将温度降至12501 -13001，并在该温度下保温5-5.5小时；最后，缓冷至室温。
5.根据权利要求1至4所述的陶瓷拉丝模模芯的烧结工艺，其特征在于，所述的烧结工艺实施过程中使用氢气作为保护气体。
【文档编号】C04B35/10GK104355605SQ201410595681
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】马广兴 申请人:苏州广型模具有限公司