专利名称：一种激光真空烧结保温陶瓷生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及陶瓷制造领域，具体涉及一种激光真空烧结保温陶瓷的生产工艺。
背景技术：
目前，市场上的保温陶瓷器皿基本以夹层陶瓷为主，有一定的保温效果，但是就其生产工艺而言并不能达到最佳的保温效果。主要有以下原因1、现有的夹层保温陶瓷是通过夹层与大气相通的双层陶瓷实现保温的，并没有实现真正意义上的真空保温技术。即只是在制作的过程中有意识的设计成夹层，并没有将夹层空气完全抽走，由于夹层中有空气的存在并与大气相通，所以保温效果达不到真正意义上的真空保温效果。2、夹层保温陶瓷在烧制过程中，采用的烧制工艺与普通陶瓷产品的烧制工艺没有区别，因此无法形成真正的夹层真空效果。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种激光真空烧结保温陶瓷的生产工艺，为一种真正意义上的夹层真空保温陶瓷生产工艺，制作出来的真空夹层陶瓷器皿具备有良好的保温功能。本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是一种激光真空烧结保温陶瓷生产工艺，所述工艺包括以下步骤
(1)、夹层陶瓷的预制采用注浆成型法或者拉坯成型法制作夹层陶瓷，并在夹层陶瓷的外层留有抽真空孔；
(2)、密封球的制备取坯泥揉搓成球状，经过干燥、施釉、烘干后备用，其中密封球的直径大于抽真空孔的直径，密封球的釉层比坯体上的釉层厚；
(3)、激光真空烧结密封将步骤(1)制备好的夹层陶瓷放入激光真空烧结密封炉中的旋转台上，夹层陶瓷可以随旋转台在炉腔内旋转，激光真空烧结密封炉的顶部设置有激光发生器，且激光真空烧结密封炉的炉腔连接有真空泵；取步骤(2)中制备好的密封球放在夹层陶瓷的抽真空孔上，先打开真空泵，使夹层陶瓷中夹层内的空气被抽走，然后开启激光发生器，在真空条件下，调节激光熔焊点，随着旋转台的转动，完成抽真空孔处的烧结密封，在烧结过程中，密封球的釉料会被激光产生的热能熔化，并在坯体表面流动，在流动过程中完成对抽真空孔处的密封，制成真空夹层保温陶瓷成品。所述步骤(1)中注浆法制夹层陶瓷的方法为
a、阴、阳模具合模将阴、阳模具分别进行干燥，干燥的温度不高于70°C，且干燥后阴、阳模具的含水率不小于4% ；将干燥后的阴、阳模具合模，准备注浆；
b、注浆成型注浆前，用湿海绵擦拭阴、阳模具表面，然后将泥浆充分搅拌，并注入合模的阴、阳模具中，从倒浆口倒出多余的泥浆，形成带有夹层的坯体，阴模注浆实现夹层陶瓷的外形成型，阳模注浆实现夹层陶瓷的内胆成型，倒浆口即为抽真空孔，阴、阳模相结合一次性注浆形成带有夹层的陶瓷粗坯；C、脱模将阴、阳模具脱去，取出夹层陶瓷粗坯；
d、修坯夹层陶瓷粗坯修坯；
e、干燥将修坯后的夹层陶瓷粗坯进行热风干燥，直至夹层陶瓷粗坯的含水率在6%以
下；
f、施釉烧结将干燥后的夹层陶瓷粗坯按常规方法施釉、高温烧结，制成夹层陶瓷。所述步骤(1)中拉坯成型法制夹层陶瓷的方法为
a、内、外坯体拉坯成型采用传统的拉坯制陶瓷方法分别制得内坯体和外坯体，内、外坯体能相互配合，组合后形成带有中间夹层的陶瓷坯体；
b、合坯取制好的内坯体和外坯体进行合坯，合坯后制得夹层陶瓷粗坯；
C、修坯对合坯后的夹层陶瓷粗坯进行修坯，并在修坯过程中，在粗坯的外层底部位置打有抽真空孔；
d、干燥将修坯后的夹层陶瓷粗坯进行热风干燥，直至夹层陶瓷粗坯的含水率在6%以
下；
f、施釉烧结将干燥后的夹层陶瓷粗坯按常规方法施釉、高温烧结，制成夹层陶瓷。所述步骤(2)中的密封球还可以用纯釉材制成。本发明的有益效果是
1、本发明的方法为具有真正意义上的真空保温陶瓷制作方法，制得夹层真空保温陶瓷的比普通的夹层保温陶瓷有更好的保温效果，具有效延长烹饪后食物的保温时间，尤其是汤类食品，保温效果更加显著。2、本发明的工艺方法，不仅陶瓷盘、碗、汤盆等产品可以生产成真空保温陶瓷器皿，还可以将器皿盖也生产成真空保温型，能更有效的实现其保温效果。3、本发明的烧结密封工艺采用激光烧结密封，温度易控，成品率高，且由于激光真空烧结密封只需在产品的局部达到真空烧结密封所需的温度，因此节能效果更佳。4、本发明的烧结密封工艺采用激光烧结密封，可以实现局部加热熔化焊合，一方面可以在产品的旋转中对抽真空孔的密封球处进行局部加热熔化密封，降低能耗。另一方面也缩短了加热熔化密封的时间，进一步降低能耗，从而大大节约能源。
图1是本发明激光烧结密封工艺示意图。1、保温层，2、激光发生器，3、真空泵，4、旋转台，5、密封球。
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例实施例1
以制作一个真空保温陶瓷碗为例，其制作工艺包括以下步骤(1)夹层陶瓷碗的预制
按照常规陶瓷生产工艺调配陶瓷泥浆，其中泥浆的各成分按照质量百分比为高岭土；35%、瓷石10%、长石8%、石英；35%、骨灰12%。采用常规的注浆成型法制真空夹层陶瓷碗半成品a、阴、阳模具合模将阴、阳模具在60°C温度下分别进行干燥，干燥至阴、阳模具的含水率为6%左右；将干燥后的阴、阳模具合模，准备注浆；
b、注浆成型注浆前，用湿海绵擦拭阴、阳模具表面，然后将泥浆充分搅拌，并注入合模的阴、阳模具中，从倒浆口倒出多余的泥浆，形成带有夹层的坯体，阴模注浆实现夹层陶瓷的外形成型，阳模注浆实现夹层陶瓷的内胆成型，倒浆口即为抽真空孔，阴、阳模相结合一次性注浆形成带有夹层的陶瓷粗坯；
c、脱模将阴、阳模具脱去，取出夹层陶瓷粗坯；
d、修坯夹层陶瓷粗坯修坯，并在修坯过程中，在粗坯的外层底部位置打有抽真空孔；
e、干燥将修坯后的夹层陶瓷粗坯进行热风干燥，直至夹层陶瓷粗坯的含水率降到
5% ；
f、施釉烧结将干燥后的夹层陶瓷粗坯按常规方法施釉、高温烧结，可以普通常压烧结，也可以微波真空烧结，本实施例在普通常压烧结炉中高温烧结，烧结后制成真空夹层陶瓷半成品。(2)、密封球的制备取坯泥揉搓成球状，先经过干燥、上釉，烘干，制成陶瓷芯密封球备用，密封球要将步骤(1)中外坯上预留的抽真空孔堵住，所以密封球的直径要比大于抽真空孔的直径大一些，且密封球的釉层要比坯体上的釉层厚一些，这样能保证后一步烧结密封时的密封效果。密封球可以事先制作，放置备用，没有工艺顺序先后之分，密封球的形状也不局限于球形，任何能堵住抽真空孔的形状都可以，本实施例做成圆球状的。(3)、激光真空烧结密封将步骤(1)制备好的真空夹层陶瓷半成品放入激光真空烧结密封炉中的旋转台上，真空夹层陶瓷半成品可以随旋转台在炉腔内旋转，激光真空烧结密封炉的顶部设置有激光发生器，且激光真空烧结密封炉的炉腔连接有真空泵；取步骤(2)中制备好的密封球放在真空夹层陶瓷半成品底部的抽真空孔上，先打开真空泵，使真空夹层陶瓷半成品中夹层内的空气被抽走，然后开启激光发生器，在真空条件下，调节激光熔焊点，随着旋转台的转动，完成抽真空孔处的烧结密封，整个烧结密封过程分为三个阶段
a、预热阶段，调整激光光束的直径在1 15mm之间，激光的能量密度慢慢递增至200瓦/厘米2，本实施例把激光光束的直径设置为IOmm;
b、熔化阶段，调整激光光束的直径在0.1 5mm之间，激光的能量密度不小于200瓦/厘米2，本实施例把激光光束的直径设置为4mm ；
c、退火阶段，调整激光光束的直径在1 15mm之间，激光的能量密度慢慢递减至关闭，本实施例把激光光束的直径设置为8mm ；
预热区域和退火区域最好大于熔化区域，使得退火辐射能和预热辐射能最好作用于比熔化辐射能要大的表面区域上，使预热和退火辐射能不仅对熔化区域本身起作用，而且也对熔化区域周围的区域起作用。在烧结过程中，密封球的釉料会被激光产生的热能熔化，并在坯体表面流动，在流动过程中完成对抽真空孔处的密封，制成真空夹层保温陶瓷成品。为了增加保温效果，可以用同样的工艺制作碗盖，真空保温碗盖配合真空保温碗，能达到非常好的保温效果。注浆成型工艺简单，适于生产一些形状复杂且不规则、外观尺寸要求不严格、壁薄及大型厚胎的制品。
实施例2
以制作一个真空保温陶瓷缸为例，其制作工艺包括以下步骤 (1)真空夹层陶瓷缸的预制
按照常规陶瓷生产工艺调配陶瓷泥浆，其中泥浆的各成分按照百分比为粘土 35%、长石12%、石英8%、骨灰45%ο采用常规的注浆成型法制真空夹层陶瓷缸半成品
a、内、外坯体拉坯成型采用传统的拉坯制陶瓷方法分别制得内坯体和外坯体，内、外坯体能相互配合，组合后形成带有中间夹层的陶瓷坯体；
b、合坯取制好的内坯体和外坯体进行合坯，合坯后制得夹层陶瓷粗坯；
C、修坯对合坯后的夹层陶瓷粗坯进行修坯，并在修坯过程中，在粗坯的外层底部位置打有抽真空孔；
d、干燥将修坯后的夹层陶瓷粗坯进行热风干燥，直至夹层陶瓷粗坯的含水率在6%以
下；
f、施釉烧结将干燥后的夹层陶瓷粗坯按常规方法施釉、高温烧结，制成真空夹层陶瓷半成品。(2)、密封球的制备取坯泥揉搓成球状，先经过干燥、上釉，烘干，制成陶瓷芯密封球备用，密封球要将步骤(1)中外坯上预留的抽真空孔堵住，所以密封球的直径要比大于抽真空孔的直径大一些，且密封球的釉层要比坯体上的釉层厚一些，这样能保证后一步烧结密封时的密封效果。密封球可以事先制作，放置备用，没有工艺顺序先后之分，密封球的形状也不局限于球形，任何能堵住抽真空孔的形状都可以，本实施例做成圆球状的。(3)、激光真空烧结密封将步骤(1)制备好的真空夹层陶瓷半成品放入激光真空烧结密封炉中的旋转台上，真空夹层陶瓷半成品可以随旋转台在炉腔内旋转，激光真空烧结密封炉的顶部设置有激光发生器，且激光真空烧结密封炉的炉腔连接有真空泵；取步骤 (2)中制备好的密封球放在真空夹层陶瓷半成品底部的抽真空孔上，先打开真空泵，使真空夹层陶瓷半成品中夹层内的空气被抽走，然后开启激光发生器，在真空条件下，调节激光熔焊点，随着旋转台的转动，完成抽真空孔处的烧结密封，整个烧结密封过程分为三个阶段
a、预热阶段，调整激光光束的直径在1 15mm之间，激光的能量密度慢慢递增至200 瓦/厘米2，本实施例把激光光束的直径设置为8mm ；
b、熔化阶段，调整激光光束的直径在0.1 5mm之间，激光的能量密度不小于200瓦/ 厘米2，本实施例把激光光束的直径设置为2mm ；
c、退火阶段，调整激光光束的直径在1 15mm之间，激光的能量密度慢慢递减至关闭， 本实施例把激光光束的直径设置为6mm ；
预热区域和退火区域最好大于熔化区域，使得退火辐射能和预热辐射能最好作用于比熔化辐射能要大的表面区域上，使预热和退火辐射能不仅对熔化区域本身起作用，而且也对熔化区域周围的区域起作用。在烧结过程中，密封球的釉料会被激光产生的热能熔化，并在坯体表面流动，在流动过程中完成对抽真空孔处的密封，制成真空夹层保温陶瓷成品。为了增加保温效果，可以用同样的工艺制作缸盖，真空保温缸盖配合真空保温缸， 能达到非常好的保温效果。
在制作尺寸相对较大的陶瓷件时适用拉坯法制作内外坯，再合坯，烧结密封。
权利要求
1.一种激光真空烧结保温陶瓷生产工艺，其特征在于所述工艺包括以下步骤(1)、夹层陶瓷的预制采用注浆成型法或者拉坯成型法制作夹层陶瓷，并在夹层陶瓷的外层留有抽真空孔；(2)、密封球的制备取坯泥揉搓成球状，经过干燥、施釉、烘干后备用，其中密封球的直径大于抽真空孔的直径，密封球的釉层比坯体上的釉层厚；(3)、激光真空烧结密封将步骤(1)制备好的夹层陶瓷放入激光真空烧结密封炉中的旋转台上，夹层陶瓷可以随旋转台在炉腔内旋转，激光真空烧结密封炉的顶部设置有激光发生器，且激光真空烧结密封炉的炉腔连接有真空泵；取步骤(2)中制备好的密封球放在夹层陶瓷的抽真空孔上，先打开真空泵，使夹层陶瓷中夹层内的空气被抽走，然后开启激光发生器，在真空条件下，调节激光熔焊点，随着旋转台的转动，完成抽真空孔处的烧结密封，在烧结过程中，密封球的釉料会被激光产生的热能熔化，并在坯体表面流动，在流动过程中完成对抽真空孔处的密封，制成真空夹层保温陶瓷成品。
2.根据权利要求1所述的一种激光真空烧结保温陶瓷生产工艺，其特征在于所述步骤(1)中注浆法制夹层陶瓷的方法为a、阴、阳模具合模将阴、阳模具分别进行干燥，干燥的温度不高于70°C，且干燥后阴、阳模具的含水率不小于4% ；将干燥后的阴、阳模具合模，准备注浆；b、注浆成型注浆前，用湿海绵擦拭阴、阳模具表面，然后将泥浆充分搅拌，并注入合模的阴、阳模具中，从倒浆口倒出多余的泥浆，形成带有夹层的坯体，阴模注浆实现夹层陶瓷的外形成型，阳模注浆实现夹层陶瓷的内胆成型，倒浆口即为抽真空孔，阴、阳模相结合一次性注浆形成带有夹层的陶瓷粗坯；C、脱模将阴、阳模具脱去，取出夹层陶瓷粗坯；d、修坯夹层陶瓷粗坯修坯；e、干燥将修坯后的夹层陶瓷粗坯进行热风干燥，直至夹层陶瓷粗坯的含水率在6%以下；f、施釉烧结将干燥后的夹层陶瓷粗坯按常规方法施釉、高温烧结，制成夹层陶瓷。
3.根据权利要求1所述的一种激光真空烧结保温陶瓷生产工艺，其特征在于所述步骤(1)中拉坯成型法制夹层陶瓷的方法为a、内、外坯体拉坯成型采用传统的拉坯制陶瓷方法分别制得内坯体和外坯体，内、外坯体能相互配合，组合后形成带有中间夹层的陶瓷坯体；b、合坯取制好的内坯体和外坯体进行合坯，合坯后制得夹层陶瓷粗坯；C、修坯对合坯后的夹层陶瓷粗坯进行修坯，并在修坯过程中，在粗坯的外层底部位置打有抽真空孔；d、干燥将修坯后的夹层陶瓷粗坯进行热风干燥，直至夹层陶瓷粗坯的含水率在6%以下；f、施釉烧结将干燥后的夹层陶瓷粗坯按常规方法施釉、高温烧结，制成夹层陶瓷。
4.根据权利要求1所述的一种激光真空烧结保温陶瓷生产工艺，其特征在于所述步骤(2)中的密封球还可以用纯釉材制成。
全文摘要
本发明涉及一种激光真空烧结保温陶瓷生产工艺，包括以下步骤(1)夹层陶瓷的预制采用注浆成型法或者拉坯成型法制作夹层陶瓷，并在夹层陶瓷的外层留有抽真空孔；(2)密封球的制备取坯泥揉搓成球状，高温干燥，然后施釉烘干；(3)激光真空烧结密封将步骤(1)制备好的夹层陶瓷放入激光真空烧结密封炉中，将步骤(2)中制备好的密封球放在夹层陶瓷的抽真空孔上，在真空条件下，调节激光熔焊点，随着旋转台的转动，完成抽真空孔处的烧结密封。本发明的抽真空、密封以及烧制过程都是在真空烧结炉中完成，制得的真空夹层保温陶瓷比普通的夹层保温陶瓷有更好的保温效果。且烧结密封工艺采用激光真空烧结密封，能实现局部加热，节能效果明显。
文档编号C04B33/34GK102557581SQ20121000075
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者廖亮, 董铁有 申请人:河南科技大学