一种支柱瓷绝缘子的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种支柱瓷绝缘子的制备方法，包括以下步骤，首先将35～40重量份的混合粘土、15～25重量份的瓷土、25～30重量份的煅烧矾土和9～13重量份的长石混合球磨后，得到制泥粉料；然后将上述步骤得到的制泥粉料经过制泥、成型和烘干后，得到坯件；最后将上述步骤得到的坯件再经过上釉和烧成后，得到支柱瓷绝缘子；所述烧成方式为座烧烧成。本发明采用一体化设计和座烧烧成，结合特定的组分和比例，减轻了产品本身的重量，减少了物料的应用，节约了资源与能源；而且由于一体化烧成成型，有效的避免了现有的分体式设计时上部分与下部分用胶合剂胶装的工艺，使产品从上到下均为一种材质组成，提高了产品应用时的安全可靠性。
【专利说明】
一种支柱瓷绝缘子的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于绝缘子制备技术领域，尤其涉及一种支柱瓷绝缘子的制备方法。
【背景技术】
[0002] 绝缘子是一种特殊的绝缘控件，能够在架空输电线路中起到重要作用，其在架空 输电线路中起着两个基本作用，即支撑导线和防止电流回地，同时也是为了增加爬电距离， 通常由玻璃或陶瓷制成。
[0003] 在实际应用中由于瓷绝缘子在耐候性、机械强度以及成本等方面均具有优势，因 而得到了广泛的应用。瓷绝缘子分类众多，按结构可分为支柱(柱式)绝缘子、悬式绝缘子、 针式绝缘子、蝶式绝缘子、拉紧绝缘子、防污型绝缘子和套管绝缘子等，按应用场合又分为 线路绝缘子和电站、电器绝缘子等。
[0004] 随着社会经济的高速发展，铺电线路、电网以及电力远距离传输的快速发展，线路 支柱瓷绝缘子(线路瓷支柱绝缘子)得到了广泛的应用和领域内生产厂商的关注。线路支柱 瓷绝缘子在电力系统中主要是将不同电位的导线之间或导线与接地构件连接起来，起到机 械支撑导线和电气绝缘的作用，所以对机械强度和电气绝缘性能提出较高的要求，尤其是 对高压线路瓷支柱绝缘子提出了进一步的要求，国家为此也制定了多种国标规定，如JB/T 8509-1996《高压线路柱式瓷绝缘子》标准规定等。
[0005] 高压线路柱式瓷绝缘子的型号很多，按照GB/T 21206-2007标准规定:R-线路柱式 绝缘子，R后的数字表示弯曲破坏负荷值，随后的字母E或J表示金属附件外胶装或内胶装， 再后的字母T、C、H分别表示顶部绑扎型、直立安装的顶部线夹型或水平安装的顶部线夹型， 后缀的数字表示规定的雷电冲击耐受电压值等等。在众多型号中，顶部绑扎型线路瓷支柱 绝缘子是指导线需绑扎于瓷支柱绝缘子顶部，故其顶部必须是槽型结构，才能绑扎牢固。而 当结构高度过高时，产品的细长结构极易容易引起产品弯曲变形，具有较大的生产加工的 难度，而随着高压技术的发展，电压等级不断提升，对高压线路柱式瓷绝缘子的尺寸要求又 一直是技术要求的关键方面，
[0006] 因而，现有技术通常采用现有技术方案是将其设计为分体式，分为上下两部分，上 部分为瓷帽，是带弧度部分，下部分为瓷体，两端为平面设计，如图1所示，图1为现有的高压 线路支柱瓷绝缘子示意图，其中，1为上部分瓷帽，2为下部分瓷体，3为水泥胶合剂，4为油 毡。并且下部分瓷体通常还要采用吊烧的烧成方式，下部分瓷体成型后应用时还要切掉吊 烧头，如图2所示，图2为现有的高压线路支柱瓷绝缘子的下部分瓷体示意图，其中，1为下部 分瓷体，2为吊烧头。
[0007] 但是分体式的设计以及吊烧的烧成方式，不仅在烧成结束后还得将吊烧头部分切 割掉，增加泥料成本与能源消耗，并且在切割工序会有噪音污染和粉尘污染排放，而且分体 式设计在上下两部分胶合处机械强度受胶合剂的强度影响很大，降低了产品应用时的安全 可靠性。
[0008] 因此，如何制备一种更适于应用的高压线路支柱瓷绝缘子，已成为行业内各生产 厂商亟待解决的问题。
【发明内容】
[0009] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种支柱瓷绝缘子的制备方法，特 别是一种高压线路支柱瓷绝缘子的制备方法，本发明提供的制备，采用一体化烧成设计，使 产品从上到下均为一种材质组成，提高了产品应用时的安全可靠性，具有更轻的自身的重 量，节约了资源与能源。
[0010] 本发明提供了一种支柱瓷绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
[0011] A)将35~40重量份的混合粘土、15~25重量份的瓷土、25~30重量份的煅烧矾土 和9~13重量份的长石混合球磨后，得到制泥粉料；
[0012] B)将上述步骤得到的制泥粉料经过制泥、成型和烘干后，得到坯件；
[0013] C)将上述步骤得到的坯件再经过上釉和烧成后，得到支柱瓷绝缘子；
[0014]所述烧成方式为座烧烧成。
[0015] 优选的，所述球磨的时间为8~15h;所述制泥粉料的粒度为小于等于63μπι。
[0016] 优选的，所述上釉方式为坯件整体淋釉；
[0017] 所述上釉的釉层厚度为〇.2~0.5mm。
[0018] 优选的，所述烧成过程中，将上釉后的坯件的底部放置在耐高温粉末上进行烧成。
[0019] 优选的，所述座烧烧成的温度为900~1280°C，所述座烧烧成的时间为15~25h;
[0020] 所述烧成过程中的冷却步骤采用先急冷后缓冷的方式。
[0021 ]优选的，所述混合粘土包括15~20重量份的原矿粘土、5~10重量份的球粘土和10 ~15重量份的淘洗粘土。
[0022] 优选的，所述瓷土包括60~70重量份的SiO2、15~25重量份的Al2O3和3.0~5.0重 量份的K2O。
[0023] 优选的，所述煅烧矾土包括5~10重量份的3丨02、80~85重量份的六1 203、1.5~2.5 重量份的Fe2O3和2.5~4.0重量份的TiO2。
[0024] 优选的，所述长石包括60~70重量份的Si02、15~20重量份的Al2〇3、7~15重量份 的K2O和0 · 5~2 · 5重量份的Na20。
[0025] 优选的，所述支柱瓷绝缘子为顶部绑扎型线路支柱瓷绝缘子和/或一体式支柱瓷 绝缘子；
[0026] 所述支柱瓷绝缘子的高度大于等于600_。
[0027] 本发明提供了一种支柱瓷绝缘子的制备方法，包括以下步骤，首先将35~40重量 份的混合粘土、15~25重量份的瓷土、25~30重量份的煅烧研^ 土和9~13重量份的长石混合 球磨后，得到制泥粉料;然后将上述步骤得到的制泥粉料经过制泥、成型和烘干后，得到坯 件;最后将上述步骤得到的坯件再经过上釉和烧成后，得到支柱瓷绝缘子;所述烧成方式为 座烧烧成。与现有技术相比，本发明采用一体化设计和座烧烧成，结合特定的组分和比例， 减轻了产品本身的重量，减少了物料的应用，节约了资源与能源；而且由于一体化烧成成 型，有效的避免了现有的分体式设计时上部分与下部分用胶合剂胶装的工艺，使产品从上 到下均为一种材质组成，提高了产品应用时的安全可靠性。实验结果表明，本发明制备的支 柱瓷绝缘子成品较分体式设计瓷件减轻约5%，胶合剂节省约1.2KG，成本约降低5 % ;坯件 烧成后弯曲变形不良率< 1%，成品外观、尺寸、机械强度和电气强度等各项性能符合 ANSI29.1，ANSI29.7、GB775或JB8509等相关标准要求。
【附图说明】
[0028] 图1为现有的高压线路支柱瓷绝缘子示意图；
[0029] 图2为现有的高压线路支柱瓷绝缘子的下部分瓷体示意图；
[0030] 图3为本发明实施例1提供的一体式顶部绑扎型线路支柱瓷绝缘子的结构简图；
[0031] 图4为本发明实施例1制备的支柱瓷绝缘子的微观组织图。
【具体实施方式】
[0032] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0033] 本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人 员熟知的常规方法制备的即可。
[0034] 本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或工业纯。
[0035] 本发明提供了一种支柱瓷绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
[0036] A)将35~40重量份的混合粘土、15~25重量份的瓷土、25~30重量份的煅烧矾土 和9~13重量份的长石混合球磨后，得到制泥粉料；
[0037] B)将上述步骤得到的制泥粉料经过制泥、成型和烘干后，得到坯件；
[0038] C)将上述步骤得到的坯件再经过上釉和烧成后，得到支柱瓷绝缘子；
[0039]所述烧成方式为座烧烧成。
[0040]本发明所述支柱瓷绝缘子的制备工序优选为配料、球磨、制泥、成型、烘干和上釉 步骤中的一种或多种，再经过烧成工艺后，得到支柱瓷绝缘子，更优选为依次经过配料、球 磨、制泥、成型、烘干和上釉步骤后，再经过烧成工艺后，得到支柱瓷绝缘子。
[0041 ]本发明首先将35~40重量份的混合粘土、15~25重量份的瓷土、25~30重量份的 煅烧矾土和9~13重量份的长石混合球磨后，得到制泥粉料。
[0042]本发明所述混合粘土含量优选35~40重量份，更优选为36~39重量份，最优选为 37~38重量份。本发明对所述混合粘土的具体组成没有特别限制，以本领域技术人员熟知 的混合粘土即可，本发明优选为包括原矿粘土、球粘土和淘洗粘土；本发明对所述原矿粘 土、球粘土和淘洗粘土的加入量有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、烧成 情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述原矿粘土的加入量优选占原料总质量的15 ~20重量份，更优选为16~19重量份，最优选为17~18重量份;本发明所述球粘土的加入量 优选占原料总质量的5~10重量份，更优选为6~9重量份，最优选为7~8重量份;本发明所 述淘洗粘土的加入量优选占原料总质量的10~15重量份，更优选为11~14重量份，最优选 为12~13重量份。
[0043]本发明对所述原矿粘土没有特别限制，以本领域技术人员熟知的原矿粘土即可， 本发明优选所述原矿粘土包括55~60重量份的Si02、18~28重量份的Al2〇3、0.5~1.5重量 份的Fe 2〇3、0.1~3重量份的K2O和5~10重量份的烧失量;其中，所述SiO 2在原矿粘土中的质 量含量分数优选为55~60重量份，更优选为56~59重量份，最优选为57~58重量份;所述 Al2O3在原矿粘土中的质量含量分数优选为18~28重量份，更优选为20~26重量份，最优选 为22~24重量份;所述Fe 2O3在原矿粘土中的质量含量分数优选为0.5~1.5重量份，更优选 为0.7~1.3重量份，最优选为0.9~1.1重量份;所述K 2O在原矿粘土中的质量含量分数优选 为0.1~3.0重量份，更优选为0.5~2.5重量份，最优选为1.0~2.5重量份;所述烧失量在原 矿粘土中的质量含量分数优选为5~10重量份，更优选为6~9重量份，最优选为7~8重量 份。本发明对所述原矿粘土的物理性能没有特别限制，以本领域技术人员熟知的原矿粘土 的物理性能即可，本发明具体优选参见表1，表1为本发明提供的原矿粘土、球粘土和淘洗粘 土的物理性能对比表。
[0044]本发明对所述球粘土没有特别限制，以本领域技术人员熟知的球粘土即可，本发 明优选所述球粘土包括40~50重量份的Si02、28~35重量份的Al2〇3、2.5~3.5重量份的 K20、1.5~2.5重量份的Fe2O3和5~10重量份的烧失量;其中，所述SiO 2在球粘土中的质量含 量分数优选为40~50重量份，更优选为42~48重量份，最优选为44~46重量份;所述ΑΙ2Ο3在 球粘土中的质量含量分数优选为28~35重量份，更优选为29~34重量份，最优选为30~33 重量份;所述K 2O在球粘土中的质量含量分数优选为2.5~3.5重量份，更优选为2.6~3.4重 量份，最优选为2.8~3.2重量份;所述Fe 2O3在球粘土中的质量含量分数优选为1.5~2.5重 量份，更优选为1.7~2.3重量份，最优选为1.9~2.1重量份;所述烧失量在球粘土中的质量 含量分数优选为5~10重量份，更优选为6~9重量份，最优选为7~8重量份。本发明对所述 球粘土的物理性能没有特别限制，以本领域技术人员熟知的球粘土的物理性能即可，本发 明具体优选参见表1，表1为本发明提供的原矿粘土、球粘土和淘洗粘土的物理性能对比表。 [0045]本发明对所述淘洗粘土没有特别限制，以本领域技术人员熟知的淘洗粘土即可， 本发明优选所述淘洗粘土包括45~55重量份的Si0 2、15~25重量份的Α12〇3、2.0~3.0重量 份的K20、1.5~2.5重量份的Fe 2O3和10~15重量份的烧失量;其中，所述SiO2在淘洗粘土中 的质量含量分数优选为45~55重量份，更优选为47~53重量份，最优选为49~51重量份;所 述Al 2O3在淘洗粘土中的质量含量分数优选为15~25重量份，更优选为17~23重量份，最优 选为19~21重量份;所述K 2O在淘洗粘土中的质量含量分数优选为2.0~3.0重量份，更优选 为2.2~2.8重量份，最优选为2.4~2.6重量份;所述Fe 2O3在淘洗粘土中的质量含量分数优 选为1.5~2.5重量份，更优选为1.7~2.3重量份，最优选为1.9~2.1重量份;所述烧失量在 淘洗粘土中的质量含量分数优选为10~15重量份，更优选为11~14重量份，最优选为12~ 13重量份。本发明对所述淘洗粘土的物理性能没有特别限制，以本领域技术人员熟知的淘 洗粘土的物理性能即可，本发明具体优选参见表1，表1为本发明提供的原矿粘土、球粘土和 淘洗粘土的物理性能对比表。
[0046]表1本发明提供的原矿粘土、球粘土和淘洗粘土的物理性能对比表
[0048] 注:上表中各项都是按照西安电瓷研究所《电瓷材料检验和工艺控制试验方法》检 测得到的。
[0049] 本发明采用包含特定比例的原矿粘土、球粘土和淘洗粘土组成的混合粘土，其中 原矿粘土干燥、烧成收缩小但可塑性与结合力较差，球粘土干燥、烧成收缩小且可塑性与结 合力好，而淘洗粘土干燥、烧成收缩大且可塑性与结合力好，三种粘土以一定比例加入配方 中即可得到同时满足塑性好与干燥、烧成收缩小的要求，为本发明能够实现一体式烧成支 柱瓷绝缘子设计奠定了坚实的基础。
[0050] 本发明所述瓷土的含量优选15~25重量份，更优选为17~23重量份，最优选为19 ~21重量份。本发明对所述瓷土的成分没有特别限制，以本领域技术人员熟知的瓷土即可， 本发明所述瓷土优选包括60~70重量份的Si〇2、15~25重量份的AI2O3和3.0~5.0重量份的 K2O;其中，所述SiO2在瓷土中的质量含量分数优选为61~69重量份，更优选为62~68重量 份，最优选为64~66重量份;所述AI2O3在淘洗粘土中的质量含量分数优选为15~25重量份， 更优选为17~23重量份，最优选为19~21重量份;所述K 2O在淘洗粘土中的质量含量分数优 选为3.3~4.7重量份，更优选为3.6~4.4重量份，最优选为3.8~4.2重量份。
[0051 ]本发明所述煅烧矾土的含量优选25~30重量份，更优选为26~29重量份，最优选 为27~28重量份。本发明对所述煅烧矾土的成分没有特别限制，以本领域技术人员熟知的 煅烧矾土即可，本发明所述煅烧矾土优选包括5~10重量份的Si〇2、80~85重量份的AI2O3、 1.5~2.5重量份的Fe 2O3和2.5~4.0重量份的Ti〇2;其中，所述Si〇2在煅烧矾土中的质量含 量分数优选为5~10重量份，更优选为6~9重量份，最优选为7~8重量份;所述AI2O3在煅烧 矾土中的质量含量分数优选为80~85重量份，更优选为81~84重量份，最优选为82~83重 量份;所述Fe 2O3在煅烧矾土中的质量含量分数优选为1.5~2.5重量份，更优选为1.7~2.3 重量份，最优选为1.9~2.1重量份;所述TiO 2在煅烧矾土中的质量含量分数优选为2.5~ 4.0重量份，更优选为2.8~3.7重量份，最优选为3.1~3.4重量份。
[0052]本发明所述长石的含量优选9~13重量份，更优选为10~12重量份，最优选为10~ 11重量份。本发明对所述长石的成分没有特别限制，以本领域技术人员熟知的长石即可，本 发明所述长石优选包括60~70重量份的Si〇2、15~20重量份的AI2O3、7~15重量份的K2O和 0.5~2.5重量份的Na2〇;其中，所述Si〇2在长石中的质量含量分数优选为60~70重量份，更 优选为62~68重量份，最优选为64~66重量份;所述AI2O3在长石中的质量含量分数优选为 15~20重量份，更优选为16~19重量份，最优选为17~18重量份;所述K2〇在长石中的质量 含量分数优选为7~15重量份，更优选为8~14重量份，最优选为9~13重量份;所述Na2〇在 长石中的质量含量分数优选为〇. 5~2.5重量份，更优选为0.8~2.2重量份，最优选为1.2~ 1.8重量份。
[0053]本发明采用三种不同性能的黏土结合其他成分和比例，得到上述特定的配方，使 得支柱瓷绝缘子坯件在水分较低的情况下具有很好的可塑性与结合力，而且坯件水分低则 干燥时收缩小，弯曲变形小，并且通过上述配方能够减小坯件烧成收缩，避免在烧成时坯件 的超标弯曲变形，因而，能够进行后续一体式烧成成型，特别是一体式座烧烧成成型。
[0054]本发明对所述配料的具体工艺及参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的配 料工艺过程或参数即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、支柱瓷绝缘子的质量要 求或性能要求进行选择和调整，本发明优选为混合配料。
[0055] 本发明对所述球磨的具体工艺及参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的球 磨工艺过程或参数即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、支柱瓷绝缘子的质量要 求或性能要求进行选择和调整，本发明优选为15t球磨机球磨;所述球磨的时间优选为8~ 15h，更优选为9~14h，更优选为10~13h，最优选为11~12h;所述球磨后，得到的球磨原料 的粒度优选为小于等于63μπι，更优选为99%的球磨原料的粒度小于等于63μπι，更优选为 99%的球磨原料的粒度小于等于55μηι，最优选为99 %的球磨原料的粒度小于等于45μηι。
[0056] 本发明然后将上述步骤得到的制泥粉料经过制泥、成型和烘干后，得到坯件。
[0057] 本发明对所述制泥的具体工艺及参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的制 泥工艺过程或参数即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、支柱瓷绝缘子的质量要 求或性能要求进行选择和调整，本发明优选为采用真空练泥机进行制泥，更优选为采用Φ 630真空练泥机进行制泥。
[0058]本发明对所述制泥后的泥料的物理性能没有特别限制，以本领域技术人员熟知的 泥料的物理性能即可，本发明具体优选参见表2,表2为本发明提供的泥料的物理性能表。
[0059]表2本发明制泥后坯料的物理性能表
[0061] 本发明对所述成型的具体工艺及参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的成 型工艺过程或参数即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、支柱瓷绝缘子的外观要 求或性能要求进行选择和调整，本发明优选为一体式成型;所述成型设备优选为修坯机进 行，更优选为数控修坯机;本发明所述成型水分优选为14%~19%，更优选为15%~18%， 更优选为16%~17%，最优选为16.5%。
[0062] 本发明采用一体式成型工艺再结合配方良好的可塑性与结合力，既可防止坯件弯 曲变形，又可保证成型加工过程中坯件不开裂。
[0063] 本发明对所述烘干的具体工艺及参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的烘 干工艺过程或参数即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、支柱瓷绝缘子的质量要 求或性能要求进行选择和调整，本发明优选为采用干燥器进行烘干，更优选为采用间歇式 干燥器进行烘干。
[0064] 本发明最后将上述步骤得到的坯件再经过上釉和烧成后，得到支柱瓷绝缘子;所 述烧成方式为座烧烧成。
[0065] 本发明对所述上釉的具体工艺及参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的上 釉工艺过程或参数即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、支柱瓷绝缘子的质量要 求或性能要求进行选择和调整，本发明所述上釉方式优选为淋釉，更优选为坯件整体淋釉； 本发明对所述整体淋釉的具体过程没有特别限制，以本领域技术人员熟知的烘干后的坯件 整体淋釉过程即可，本发明具体过程优选为，通过上釉装置在坯件处于垂直水平面时，先夹 持坯件下端光杆处，然后将坯件转至与水平面平行，并使坯件以轴向中心线为中心进行旋 转，同时开始淋釉，淋完后再将坯件转至垂直位卸下坯件。本发明对所述上釉后的坯件釉层 厚度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规釉层厚度即可，本领域技术人员可以根 据实际生产情况、支柱瓷绝缘子的质量要求或性能要求进行选择和调整，本发明所述釉层 的厚度(平均厚度)优选为0.2~0.5mm，更优选为0.25~0.45mm，更优选为0.30~0.40mm，最 优选为〇. 35mm。
[0066] 本发明采用上述整体淋釉的方式实现了支柱瓷绝缘子坯件的一次性整体上釉，有 效的解决了现有技术在上釉时采取上部分浸釉，下部分两端夹持淋釉的方法，存在步骤复 杂且人工成本高的问题。
[0067] 本发明所述烧成方式优选为座烧，即在烧成过程中，采用座烧的装窑方式，而装窑 是烧成工艺中一道重要工序，即通常称为座烧烧成。本发明对所述座烧烧成的具体条件没 有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、支柱瓷绝缘子的质量要求或性能要 求进行选择和调整，本发明所述座烧烧成的温度优选为900~1280°C，更优选为950~1200 °C，更优选为1000~1150°C，最优选为1040~1100°C;所述座烧烧成的时间优选为15~25h， 更优选为17~23h，更优选为18~22,最优选为19~21h。本发明对所述座烧烧成的具体工艺 没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、支柱瓷绝缘子的质量要求或性能 要求进行选择和调整。本发明所述座烧烧成的过程中，优选将上釉后的坯件的底部放置在 耐高温粉末上进行烧成;本发明对所述耐高温粉末没有特别限制，以本领域技术人员熟知 的不与坯件发生反应的耐高温粉末即可，本发明优选为耐高温金属化合物粉末，更优选为 氧化铝、氧化错等耐高温金属氧化物粉末，最优选为氧化铝。
[0068] 本发明对所述座烧烧成的冷却方式没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际 生产情况、支柱瓷绝缘子的质量要求或性能要求进行选择和调整，本发明优选为先急冷后 缓冷的冷却方式;本发明对所述急冷的具体工艺条件没有特别限制，本领域技术人员可以 根据实际生产情况、支柱瓷绝缘子的质量要求或性能要求进行选择和调整，本发明所述急 冷的冷却速率优选为80~120°C/h，更优选为85~115°C/h，更优选为90~110°C/h，最优选 为95~105°C/h;所述急冷的冷却方式优选为由所述烧成温度急冷至850°C，更优选为急冷 至800°C，最优选为急冷至700°C;本发明所述缓冷的冷却速率优选为20~60°C/h，更优选为 25~55°C/h，更优选为30~50°C/h，最优选为35~45°C/h;所述缓冷的冷却方式优选为850 °C冷却至室温，更优选为800°C冷却至室温，最优选为700°C冷却至室温。本发明对所述室温 的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的室温定义即可，本发明优选为20~30°C。本 发明对所述烧成的设备没有特别限制，以本领域技术人员熟知的烧成设备即可，本发明优 选为梭式窑。
[0069] 本发明采用座烧的烧成方式，特别将上釉后的坯件在装窑车时用耐高温粉末将坯 件底部垫平，因为耐高温金属氧化物在烧制过程中的收缩量可以忽略不计，这样就能有效 的分散在高温烧成过程中，坯件受热变形以及坯件底部不规整，造成底部的受力不均匀的 问题，从而进一步克服了烧成时坯件的弯曲变形的缺陷。
[0070] 本发明经过上述步骤得到了支柱瓷绝缘子，本发明对所述支柱瓷绝缘子没有特别 限制，以本领域技术人员熟知的支柱瓷绝缘子即可，本发明优选为线路支柱瓷绝缘子，更优 选为顶部绑扎型线路支柱瓷绝缘子，更优选为顶部绑扎型高压线路支柱瓷绝缘子。本发明 所述线路支柱瓷绝缘子，在实际使用中优选还包括金属底座和/或胶合剂等其他部件或材 料组成的一种钢性绝缘子，本发明并无特别限制，通常用装在金属底座上的双头螺栓或一 个或几个螺栓钢性地安装在支持结构上。常规用于标称电压高于1000V，频率不大于100Hz， 海拔不超过l〇〇〇m，普通地区和中、重污秽地区的交流电力线路中，起绝缘和支持导线作用， 其安装地点的环境温度在_40°C~+40°C之间。本发明所述支柱瓷绝缘子还优选为一体式支 柱瓷绝缘子，更优选为高度大于等于600mm的一体式支柱瓷绝缘子，更优选为高度大于等于 650mm的一体式支柱瓷绝缘子，更优选为高度大于等于700mm的一体式支柱瓷绝缘子。
[0071] 本发明通过特定配方的组分和比例，采用一体化设计和座烧烧成，减轻了产品本 身的重量，减少了物料的应用，节约了资源与能源;而且由于一体化座烧烧成成型，有效的 避免了现有的分体式设计时上部分与下部分用胶合剂胶装的工艺，使产品从上到下均为一 种材质组成，提高了产品应用时的安全可靠性，具有更轻的自身的重量;再进一步结合特定 的成型、上釉和烧成步骤，得到了支柱瓷绝缘子。实验结果表明，本发明制备的支柱瓷绝缘 子成品较分体式设计瓷件减轻约5%，胶合剂节省约1.2KG，成本约降低5%;，坯件烧成后弯 曲变形不良率< 1%，成品外观、尺寸、机械强度和电气强度等各项性能符合ANSI29.1、 ANSI29.7、GB775或JB8509等相关标准要求。
[0072] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种支柱瓷绝缘子的制 备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0073] 实施例1
[0074] 首先，按照质量百分比组成配制原料，混合粘土38%，瓷土22%，煅烧矾土27%，长 石13%。其中混合粘土中，原矿粘土 18%、球粘土 18%和淘洗粘土 12%。将上述原料在混料 机里进行混合配制后，得到混合原料。
[0075]参照西安电瓷研究所的《电瓷材料检验和工艺控制试验方法》对原矿粘土、球粘土 和淘洗粘土的物理性能的物理性能进行检测，检测结果参见表3,表3为本发明实施例1提供 的原矿粘土、球粘土和淘洗粘土的物理性能对比表。
[0076]表3本发明实施例1提供的原矿粘土、球粘土和淘洗粘土的物理性能对比表
[0078] 然后将上述混合原料送入15t球磨机进行球磨，球磨IOh后，得到99%的混合原料 粒度小于63μπι的球磨原料，再将上述球磨原料送入Φ630真空练泥机中进行制泥工艺，得到 泥料。
[0079] 参照西安电瓷研究所的《电瓷材料检验和工艺控制试验方法》对泥料的物理性能 进行检测，检测结果参见表4,表4为本发明实施例1制备的泥料的物理性能表。
[0080] 表4本发明实施例1制备的泥料的物理性能表
[0082]随后将上述泥料送入数控修坯机进行一体式成型工艺，得到顶部绑扎型线路支柱 瓷绝缘子坯料，成型水分控制在16.5%。参见图3,图3为本发明实施例1提供的一体式顶部 绑扎型线路支柱瓷绝缘子的结构简图。
[0083]再将支柱瓷绝缘子坯料放入45m3间歇式干燥器中进行烘料工艺，烘干150h后，得 到坯件。对坯件进行淋釉工艺，通过上釉装置在坯件处于垂直水平面时，先夹持坯件下端光 杆处，然后将坯件转至与水平面平行，并使坯件以轴向中心线为中心进行旋转，同时开始淋 釉，淋完后再将坯件转至垂直位卸下坯件，得到上釉后的坯件，坯件的釉层平均厚度为 0.35mm〇
[0084] 并将上釉后的坯件进行座烧烧成工艺。其中，装窑步骤采用座烧方式，将坯件放入 40m3的梭式窑中，并且在坯件装窑车时用氧化铝粉将坯件底部垫平，然后进行烧成，烧成的 最高温度为1280°C，保温2h后以100°C/h的速率急冷至850°C，然后以40°C/h的速率冷却至 室温，烧成工艺结束，烧成的时间为20h，座烧烧成的总时间为80h。
[0085] 本发明经过上述步骤制备得到了高度为600mm的一体式顶部绑扎型线路支柱瓷绝 缘子，对其进行检测，其中坯件烘干后弯曲变形不良率为〇，成品弯曲破坏负荷对比测试表 明，有釉的瓷绝缘子比无釉的瓷绝缘子抗弯曲破坏负荷提高约30%，说明坯釉结合性良好。 [0086] 按照4吧129.1^吧129.7、68775和邛8509的相关标准进行成品外观、尺寸、机械强 度和电气强度等各项性能进行检测，均符合上述标准的要求。其中机械强度为15.9kN，超过 标准要求的12.5kN的1.2倍以上，雷电冲击耐受电压325kV符合标准值。
[0087] 对本发明上述制备工艺与传统的分体式制备工艺进行平行对比比较，瓷件支柱瓷 绝缘子减轻约5 %，胶合剂节省约1.2KG，成本约降低5 %，制备的时间缩短约4%，人工成本 降低约10%，总成本降低约15%。
[0088] 实施例2
[0089] 首先，按照质量百分比组成配制原料，混合粘土38%，瓷土22%，煅烧矾土27%，长 石13%。其中混合粘土中，原矿粘土 17%、球粘土8%和淘洗粘土 13%。将上述原料在混料机 里进行混合配制后，得到混合原料。
[0090] 参照西安电瓷研究所的《电瓷材料检验和工艺控制试验方法》对原矿粘土、球粘土 和淘洗粘土的物理性能的物理性能进行检测，检测结果参见表5,表5为本发明实施例2提供 的原矿粘土、球粘土和淘洗粘土的物理性能对比表。
[0091] 表5本发明实施例2提供的原矿粘土、球粘土和淘洗粘土的物理性能对比表
[0093] 然后将上述混合原料送入15t球磨机进行球磨，球磨IOh后，得到99%的混合原料 粒度小于63μπι的球磨原料，再将上述球磨原料送入Φ630真空练泥机中进行制泥工艺，得到 泥料。
[0094] 参照西安电瓷研究所的《电瓷材料检验和工艺控制试验方法》对泥料的物理性能 进行检测，检测结果参见表6,表6为本发明实施例2制备的泥料的物理性能表。
[0095] 衷6本发明实施例2制备的泥料的物理件能衷
[0097]随后将上述泥料送入数控修坯机进行一体式成型工艺，得到顶部绑扎型线路支柱 瓷绝缘子坯料，成型水分控制在16.5%。
[0098]再将支柱瓷绝缘子坯料放入45m3间歇式干燥器中进行烘料工艺，烘干150h后，得 到坯件。对坯件进行淋釉工艺，通过上釉装置在坯件处于垂直水平面时，先夹持坯件下端光 杆处，然后将坯件转至与水平面平行，并使坯件以轴向中心线为中心进行旋转，同时开始淋 釉，淋完后再将坯件转至垂直位卸下坯件，得到上釉后的坯件，坯件的釉层平均厚度为 O.35mm〇
[0099]并将上釉后的坯件进行座烧烧成工艺。其中，装窑步骤采用座烧方式，将坯件放入 40m3的梭式窑中，并且在坯件装窑车时用氧化铝粉将坯件底部垫平，然后进行烧成，烧成的 最高温度为1280°C，保温2h后以120°C/h的速率急冷至900°C，然后以40°C/h的速率冷却至 室温，烧成工艺结束，烧成的时间为23h，座烧烧成的总时间为84h。本发明经过上述步骤制 备得到了高度为600mm的一体式顶部绑扎型线路支柱瓷绝缘子，对其进行检测，其中坯件烘 干后弯曲变形不良率为〇,成品弯曲破坏负荷对比测试表明，有釉的瓷绝缘子比无釉的瓷绝 缘子抗弯曲破坏负荷提高约30%，说明坯釉结合性良好。
[0100] 按照4吧129.1^吧129.7、68775和邛8509的相关标准进行成品外观、尺寸、机械强 度和电气强度等各项性能进行检测，均符合上述标准的要求。其中机械强度为16.3kN，超过 标准要求的12.5kN的1.2倍以上，雷电冲击耐受电压325kV符合标准值。
[0101] 对本发明上述制备工艺与传统的分体式制备工艺进行平行对比比较，瓷件支柱瓷 绝缘子减轻约5 %，胶合剂节省约1.2KG，成本约降低5 %，制备的时间缩短约4%，人工成本 降低约10%，总成本降低约15%。
[0102] 实施例3
[0103] 首先，按照质量百分比组成配制原料，混合粘土 38%，瓷土 22%，煅烧矾土 27%，长 石13%。其中混合粘土中，原矿粘土 18%、球粘土7%和淘洗粘土 13%。将上述原料在混料机 里进行混合配制后，得到混合原料。
[0104] 参照西安电瓷研究所的《电瓷材料检验和工艺控制试验方法》对原矿粘土、球粘土 和淘洗粘土的物理性能的物理性能进行检测，检测结果参见表7,表7为本发明实施例3提供 的原矿粘土、球粘土和淘洗粘土的物理性能对比表。
[0105] 表7本发明实施例3提供的原矿粘土、球粘土和淘洗粘土的物理性能对比表
[0107] 然后将上述混合原料送入15t球磨机进行球磨，球磨IOh后，得到99%的混合原料 粒度小于63μπι的球磨原料，再将上述球磨原料送入Φ630真空练泥机中进行制泥工艺，得到 泥料。
[0108] 参照西安电瓷研究所的《电瓷材料检验和工艺控制试验方法》对泥料的物理性能 进行检测，检测结果参见表8,表8为本发明实施例3制备的泥料的物理性能表。
[0109] 表8本发明实施例3制备的泥料的物理性能表
Com]随后将上述泥料送入数控修坯机进行一体式成型工艺，得到顶部绑扎型线路支柱 瓷绝缘子坯料，成型水分控制在16.5%。
[0112] 再将支柱瓷绝缘子坯料放入45m3间歇式干燥器中进行烘料工艺，烘干150h后，得 到坯件。对坯件进行淋釉工艺，通过上釉装置在坯件处于垂直水平面时，先夹持坯件下端光 杆处，然后将坯件转至与水平面平行，并使坯件以轴向中心线为中心进行旋转，同时开始淋 釉，淋完后再将坯件转至垂直位卸下坯件，得到上釉后的坯件，坯件的釉层平均厚度为 0.35mm〇
[0113] 并将上釉后的坯件进行座烧烧成工艺。其中，装窑步骤采用座烧方式，将坯件放入 40m3的梭式窑中，并且在坯件装窑车时用氧化铝粉将坯件底部垫平，然后进行烧成，烧成的 最高温度为1280°C，保温2h后以100°C/h的速率急冷至800°C，然后以40°C/h的速率冷却至 室温，烧成工艺结束，烧成的时间为18h，座烧烧成的总时间为78h。
[0114] 本发明经过上述步骤制备得到了高度为600_的一体式顶部绑扎型线路支柱瓷绝 缘子，对其进行检测，其中坯件烘干后弯曲变形不良率为〇，成品弯曲破坏负荷对比测试表 明，有釉的瓷绝缘子比无釉的瓷绝缘子抗弯曲破坏负荷提高约30%，说明坯釉结合性良好。
[0115] 按照4吧129.1^吧129.7、68775和邛8509的相关标准进行成品外观、尺寸、机械强 度和电气强度等各项性能进行检测，均符合上述标准的要求。其中机械强度为16.OkN，超过 标准要求的12.5kV的1.2倍以上，雷电冲击耐受电压325kV符合标准值。
[0116] 对本发明上述制备工艺与传统的分体式制备工艺进行平行对比比较，瓷件支柱瓷 绝缘子减轻约5 %，胶合剂节省约1.2KG，成本约降低5 %，制备的时间缩短约4%，人工成本 降低约10%，总成本降低约15%。
[0117] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对 于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行 若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0118] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种支柱瓷绝缘子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： A) 将35~40重量份的混合粘土、15~25重量份的瓷土、25~30重量份的煅烧矾土和9~ 13重量份的长石混合球磨后，得到制泥粉料； B) 将上述步骤得到的制泥粉料经过制泥、成型和烘干后，得到坯件； C) 将上述步骤得到的坯件再经过上釉和烧成后，得到支柱瓷绝缘子； 所述烧成方式为座烧烧成。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的时间为8~15h;所述制泥 粉料的粒度为小于等于63μπι。3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述上釉方式为坯件整体淋釉； 所述上釉的釉层厚度为〇. 2~0.5mm。4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧成过程中，将上釉后的坯件的 底部放置在耐高温粉末上进行烧成。5. 根据权利要求1所述的支柱瓷绝缘子，其特征在于，所述座烧烧成的温度为900~ 1280°C，所述座烧烧成的时间为15~25h; 所述烧成过程中的冷却步骤采用先急冷后缓冷的方式。6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合粘土包括15~20重量份的原 矿粘土、5~10重量份的球粘土和10~15重量份的淘洗粘土。7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述瓷土包括60~70重量份的Si02、15 ~25重量份的AI2O3和3.0~5.0重量份的K 20。8. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧矾土包括5~10重量份的 Si02、80~85重量份的Ah〇3、1.5~2.5重量份的Fe2〇3和2.5~4.0重量份的Ti0 2。9. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述长石包括60~70重量份的Si02、15 ~20重量份的Ah〇3、7~15重量份的K2O和0.5~2.5重量份的他 20。10. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述支柱瓷绝缘子为顶部绑扎型线 路支柱瓷绝缘子和/或一体式支柱瓷绝缘子； 所述支柱瓷绝缘子的高度大于等于600mm。
【文档编号】C04B33/32GK106007657SQ201610087078
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年2月16日
【发明人】王红, 李志群, 李勇军, 李启财, 李鑫
【申请人】醴陵市阳东电瓷电器有限公司