专利名称：一种高精度薄壁陶瓷管的成型方法
技术领域：
本发明涉及薄壁陶瓷管成型技术领域，特别涉及一种高精度薄壁陶瓷管的成型方法。
背景技术：
现有一种薄壁陶瓷管是采用等静压成型的，其工艺流程为
配方原料一加水球磨一喷雾造粒一挤管机挤管到金属棒或柔性橡胶模上干燥一套上橡胶外模一高压容器中等静压一脱模一烧成一加工一产品。配方原料(重量百分比)氧化铝15 20%，刚玉砂30 40%，粘土 30 40%。此方法成型的陶瓷管致密度好，坯体强度高，烧成收缩小，管的长度可达4米以上。但此方法存在如下缺点 ①当内模是采用金属棒时
(a)此方法需采用喷雾干燥法制成坯体原料，因为这种原料的可塑性和流动性较差，因此在制作陶瓷管到金属棒上时，由于阻力大，制作的陶瓷管容易出现大小头，陶瓷管两端直径偏差大。同时等压成型后，金属棒内模不容易拉出，半成品破损大，成品率低。(b)由于陶瓷管是外壁单向受压，因而陶瓷管外壁致密度要比内壁高，同时由于是单向受压，陶瓷管坯体外壁容易产生突出的等压线，使陶瓷管的圆度会产生较大的公差。②当内模采用柔性橡胶模时
内模采用柔性材料，因此等压后的陶瓷管虽然容易脱内模，但由于内模采用柔性橡胶模，故成型后的陶瓷管内壁几何尺寸难控制，精度不高，整条陶瓷管的直线度较差。
发明内容
本发明目的在于提供一种高精度薄壁陶瓷管的成型方法，采用这种方法能生产出致密度高、管内、外壁几何尺寸准确、内壁光洁如镜的高精度薄壁陶瓷管。本发明所提出的技术解决方案是这样的一种高精度薄壁陶瓷管的成型方法，其方法步骤为；
(1)配方原料按重量百分比计为氧化铝15 20%，刚玉砂30 40%，粘土30 40%; 将该配方原料加入球磨机中，加入与该配方原料重量等量的水球磨2小时后，得到的浆料过筛、除铁、压滤成泥饼，再通过真空练泥，得到泥料，陈腐待用；
(2)当泥料含水量在13 14%时，按泥料重量百分比加入1 3%甲基纤维素粉料，通过真空练泥机均勻地混合搅拌，再练成泥段陈腐待用；
(3)把泥段通过已经安装有薄壁陶瓷管成型模具的真空挤管机挤出薄壁陶瓷管坯体， 把薄壁陶瓷管坯体直接依附在金属内模管上，并放置于干燥室烘干待压；
(4)当依附在金属内模管上的薄壁陶瓷管坯体含水量在3 5%时，在薄壁陶瓷管坯体外壁套上柔性耐油橡胶外模，在装有金属内模管和橡胶外模的薄壁陶瓷管坯体两端处的金属内模管与柔性耐油橡胶外模之间用耐油橡胶塞密封，金属内模管的中心孔外露，组成薄壁陶瓷管组件；
(5)把密封好的薄壁陶瓷管组件放置在高压容器中采用双向等静压成型，加压介质为矿物油，成型压力在50 200MI^之间，保压15 — 20秒，然后卸压，将成型后的薄壁陶瓷管组件取出，脱去金属内模管和橡胶外模，制成高精度薄壁陶瓷管坯体；
(6)按常规烧结方法将高精度薄壁陶瓷管坯体吊装烧成。与现有技术相比，本发明具有如下显著效果
(1)本发明在配方原料的加工处理工艺上，作为本发明的关键技术之一是采用加入作为粘结剂和脱模剂的甲基纤维素粉料到坯料中，通过均勻、混合及真空练泥，陈腐后，这种泥料具有优越的可塑性和流动性，特别适用于挤成下列规格的、内孔是圆形或方形的薄壁陶瓷管管径从φ 10 φ 100 mm,管壁厚度在1 10mm，管长在100 5000mm。(2)本发明由于采用以上方法处理后的泥料通过真空挤管机挤出薄壁陶瓷管坯体，并依附在薄壁的金属内模管上，待干燥后进行双向等静压，由于薄壁陶瓷管坯体中甲基纤维素的弹性作用，因此，经等压、卸压后，薄壁陶瓷管组件中的金属内模管很容易取出，使生产过程中的半成品破损少，生产效率高。(3)本发明由于采用以上方法处理的泥料作为真空挤管机的挤出坯料，当挤出所需要的薄壁陶瓷管坯体时，由于泥料流动性、可塑性非常好，因此当薄壁陶瓷管坯体直接依附在经特殊加工成平直度好、表面光洁如镜的金属内模管时，薄壁陶瓷管坯体内壁与金属内模管之间不会产生很大的阻力，因而能保证薄壁陶瓷管外径和内孔的几何尺寸准确，因而不会产生大小头现象。(4)本发明所采用的薄壁金属内模管是用壁厚为Imm 2mm的金属材料经精密加工处理制成，其形状可以是圆形或方形，加工好的薄壁金属内模管表面平直度好，管表面光洁如镜，因此用此金属内模管组合成的薄壁陶瓷管坯体组件，放置在高压容器中进行等静压成型时，由于薄壁金属内模管内空间同样进油受压并处于相同的高压状态之中，因此薄壁陶瓷管在高压容器中，其外壁和内壁均同时受相同压力而形成双向等静压。采用薄壁金属内模管是本发明的关键技术之一。(5)经过以上方法成型后的薄壁陶瓷管管壁致密度高，烧成收缩率小，因而能制造成一种内壁精度高具光洁如镜、变形小、致密度高的薄壁陶瓷管。本发明所生产的高精度薄壁陶瓷管广泛应用于耐热陶瓷生产设备中。
图1是本发明第1、2个实施例的薄壁陶瓷管组件结构示意图。图2是图1所示薄壁陶瓷管坯体经双向等静压成型后得到的高精度薄壁陶瓷管坯体纵向剖视图。图3是图2的A— A剖视图。图4是本发明第3个实施例的薄壁陶瓷管组件结构示意图。图5是图4所示薄壁陶瓷管坯体经双向等静压成型后得到的高精度薄壁陶瓷管坯体纵向剖视图。图6是图5的B— B剖视图。
具体实施例方式通过以下实施例对本发明作进一步详细阐述。实施例1
参见图1一图3所示，本发明通过双向等静压成型制造高精度薄壁陶瓷管，该高精度薄壁陶瓷管坯体5的外形尺寸为长度为5000mm，内孔直径为Φ50πιπι，壁厚为5mm ；金属内模管1的外径为Φ 50mm，壁厚为1mm，长度为5500mm。制造该高精度薄壁陶瓷管的方法步骤是
(1)把配方原料(按重量百分比计算)氧化铝15 20%，刚玉砂30 40%，粘土30 40%放入球磨机中，加入与该配方原料重量等量的水，球磨2小时，得到的浆料除铁、过筛、 压滤成泥饼，再通过真空练泥，得到泥料陈腐待用；
(2)当泥料含水量在13 14%时，按泥料重量百分比加入1%的甲基纤维素粉料，通过真空练泥机均勻地混合搅拌，再练成泥段陈腐待用；
(3)把泥段通过已经安装有薄壁陶瓷管成型模具的真空挤管机挤出薄壁陶瓷管坯体， 把薄壁陶瓷管坯体直接依附在金属内模管上，并放置于干燥室烘干待压；
(4)当依附在金属内模管1上的薄壁陶瓷管坯体2含水量在3 5%时，在薄壁陶瓷管坯体2外壁套上柔性耐油橡胶外模3，在装有金属内模管1和橡胶外模3的薄壁陶瓷管坯体2两端处的金属内模管1与柔性耐油橡胶外模3之间用耐油橡胶塞4密封，金属内模管 1的中心孔7外露，构成薄壁陶瓷管组件；
(5)把密封好的薄壁陶瓷管组件放置在高压容器中采用双向等静压缓慢加压成型，加压介质为矿物油，成型压力为200MPa，保压20秒，然后缓慢卸压，将加压成型后的薄壁陶瓷管组件取出，脱去橡胶外模3，取出金属内模管1，这样就制成了直线度好、致密度高、内孔几何尺寸准确、孔内壁光洁如镜的高精度薄壁陶瓷管坯体5 ；
(6)按常规烧结方法，把高精度薄壁陶瓷管坯体5吊装烧成。烧成温度1500°C、保温5 小时，采用吊装烧成是保证薄壁陶瓷管具有良好的直线度。本例的薄壁陶瓷管的内孔呈圆形。实施例2
参见图1 一图3所示，本实施例的高精度薄壁陶瓷管坯体5的外形尺寸为长度为 3000mm，内孔直径为Φ20πιπι，壁厚为Imm;金属内模管1的外径为Φ20πιπι，壁厚为0. 6mm，长度为3200mm。配方泥料与实施例相同，甲基纤维素粉料加入量为泥料重量的2%，陈腐后泥坯含水量为13%，双向等静压成型压力为50MPa，保压15秒，其余工艺方法步骤与实施例1 相同。经双向等静压成型后，薄壁陶瓷管坯体5内孔直径为Φ20mm，壁厚为0.8mm，孔内壁 6平滑光洁，光亮如镜。实施例3
参见图4一图6所示，本实施例的高精度薄壁陶瓷管坯体15的外形尺寸为长度为 2000mm,内孔尺寸为25mmX25mm的正方形，壁厚为1. 5mm ；金属内模管11的外形尺寸为 25mmX 25mm的正方形，壁厚为0. 5mm,长度为2200mm。配方泥料与实施例1相同，甲基纤维素粉料加入量为泥料重量的3%，陈腐后泥坯含水量为14%，双向等静压成型压力为150MPa， 保压18秒，其余工艺步骤与实施例1相同。经双向等静压成型后，薄壁陶瓷管坯体15内孔尺寸为25mmX25mm的正方形，壁厚为1. 2mm，方孔内壁16平滑光洁，光亮如镜。
权利要求
1.一种高精度薄壁陶瓷管的成型方法，其特征在于该方法步骤为(1)配方原料按重量百分比计为氧化铝15 20%，刚玉砂30 40%;粘土30 40%; 将该配方原料加入球磨机中，加入与该配方原料重量等量的水，球磨2小时后，得到的浆料过筛、除铁、压滤成泥饼，再通过真空练泥，得到泥料，陈腐待用；(2)当泥料含水量在13 14%时，按泥料重量百分比加入1 3%的甲基纤维素粉料， 通过真空练泥机均勻地混合搅拌，再练成泥段陈腐待用；(3)把泥段通过经已安装有薄壁陶瓷管成型模具的真空挤管机挤出薄壁陶瓷管坯体， 把薄壁陶瓷管坯体直接依附在金属内模管上，并放置于干燥室烘干待压；(4)当依附在金属内模管上的薄壁陶瓷管坯体含水量在3 5%时，在薄壁陶瓷管坯体外壁套上柔性耐油橡胶外模，在装有金属内模管和橡胶外模的薄壁陶瓷管坯体两端处的金属内模管与柔性耐油橡胶外模之间用耐油橡胶塞密封，金属内模管的中心孔外露，组成薄壁陶瓷管组件；(5)把密封好的薄壁陶瓷管组件放置在高压容器中采用双向等静压成型，加压介质为矿物油，成型压力在50 200MI^之间，保压15— 20秒，然后卸压，将成型后的薄壁陶瓷管组件取出，脱去金属内模管和橡胶外模，制成高精度薄壁陶瓷管坯体；(6)按常规烧结方法将高精度薄壁陶瓷管坯体吊装烧成。
2.根据权利要求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体内孔形状为圆形或方形。
全文摘要
本发明公开了一种高精度薄壁陶瓷管的成型方法，采用这种方法能生产出致密度高、管内、外壁几何尺寸准确、内壁光洁如镜的高精度薄壁陶瓷管。该薄壁陶瓷管的定型方法步骤为(1)将配方原料加水球磨得到泥料；(2)在泥料加入1—3％甲基纤维素粉料，炼成泥段；(3)将泥段挤成薄壁陶瓷管坯体并直接依附在金属内模管上干燥待压；(4)在陶瓷管坯体外壁套上柔性耐油橡胶外模并在陶瓷管坯体两端处的金属内模管与橡胶外套之间用耐油橡胶塞密封；(5)将该薄壁陶瓷管组件放入高压容器中双向等静压成型，脱去内、外模，得到高精度薄壁陶瓷管坯体；(6)按常规烧结方法将薄壁陶瓷管坯体吊装烧成。
文档编号B28B21/52GK102431086SQ20111036554
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者何锡伶 申请人:何锡伶