本发明设计一种化纤纺丝用导丝器及其制备工艺，尤其涉及一种高致密性，高硬度，耐磨损，自润滑，长寿命的化纤纺丝用氧化铝复合陶瓷导丝器及其制备方法。
背景技术：
：导丝器在纺织生产中具有不可取代的作用。在纤维生产加工及以后的纺织生产中，每根丝线要与导丝器不断接触40次甚至更多，每次接触大约会有1秒的摩擦。随着人们对超细纤维的需求不断增长，纤维生产的速度和张力也不断提高，从而对导丝器的质量需求也持续提高，因此，金属导丝器已无法满足要求。由于陶瓷材料具有高硬度，耐磨，耐高温，耐腐蚀等优良性能，所以人们将眼光转向陶瓷类的导丝器。目前，国内化纤行业中所用地导丝器，一般都以95％al2o3陶瓷为本质材料，其特点是硬度较高，耐磨性较好，表面光洁度较高。但在使用过程中，导丝器与纺丝高速磨擦后，瓷件表面会出现毛刺，轻则造成纺丝等级下降，重则造成毛丝或断丝现象，严重影响了化纤企业的经济效益。少数高端的使用99氧化铝。从成型工艺看，主要使用热压铸成型为主，少部分企业使用注射成型方式。从烧结工艺看，国内导丝器一般采用空气气氛中烧结，无后续致密化处理手段。从寿命看，国内导丝器的寿命一般在一到两年，而进口导丝器寿命一般在7到10年。从用途上看，大部分国内生产的导丝器是用于比较低端的场合，比如纺丝速度低于2000m/min低速纺丝。而在高端的应用场合，比如纺丝速度大于4000m/min，且对寿命和对纺丝的质量要求很高时，国内的化纤纺丝企业基本上还是使用进口的陶瓷导丝器。国内的导丝器生产厂家缺少对配方的设计，对粉料粒度大小的搭配，一般是将采购来的粉体直接投入使用，这样生产出来的氧化铝陶瓷气孔较多，晶界强度不够，和化纤丝高速摩擦时，表面晶粒容易被拔出，导致摩擦力增加，摩擦力增加导致了范围更大的晶粒拔出和破坏，从而使导丝器失效损坏。由于热压铸成型的压力只有0.4-0.7mpa，压力偏低，生坯致密度，烧结困难，且烧结后的气孔率偏高。注射成型相对热压铸成型，压力较高，但是由于模具排气等问题，也不可避免会残留微小的气孔。而导丝器工作面如果存在气孔，不仅降低导丝器的使用寿命，而且会导致化纤丝在生产过程中出现毛边、断丝等质量问题，严重影响企业效益。技术实现要素：针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种高致密性，高硬度，耐磨损，自润滑，长寿命的化纤纺丝用氧化铝复合陶瓷导丝器及其制备方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种化纺丝用氧化铝复合陶瓷导丝器，其原料配方的质量百分比如下：氧化铝：90-95；纳米氧化镁：0.01-0.1；纳米稀土氧化物：0.05-1；增韧纳米氧化锆：0.5-5；硬质增强相：0.2-5；玻璃相：0.05-0.2。进一步的，所述纳米稀土氧化物为y2o2、ceo2、er2o3、dy2o3、nd2o3中至少两种组合使用。进一步的，所述硬质增强相为cr3c2，b4c，zrb2，tic，si3n4，sic中的至少一种。一种化纺丝用氧化铝复合陶瓷导丝器的制备方法，其包括下列步骤：a、预制粉制备：选用醇铝法生产的纯度为99.9%，粒度为纳米级的氧化铝粉，在不同温度的下煅烧。煅烧温度分别为：1000℃，形成d50为0.3-0.6um的预制粉1；1200℃形成d50为0.5-0.9um的预制粉2；1350℃形成d50为0.9-3um的预制粉3；b、按比例配料：将预制粉1和预制粉2及预制粉3按照5：4:1的比例投入球磨罐，然后按上述提出的原料配方加入氧化镁，纳米稀土氧化物，增韧纳米氧化锆，硬质增强相，玻璃相；球磨混合20-40小时，然后将得到的浆料喷雾干燥，得到粉体；c、导丝器生坯：将得到的粉体和占粉体质量10-30%的去离子水，0.2-1%分散剂，0.05-0.2%的氨水，2-5%am,0.1-0.5mbam，球磨混合20-40h得到固含量高的浆料.然后把混合好的浆料真空除气后边搅拌边加入催化剂temed，引发剂aps，然后将浆料在压力作用下注入模具腔，等待30-100分钟，待凝胶固化，然后脱模，得到湿坯；d、干燥及烘干：固化后的坯体在恒温恒湿箱中，90%湿度，20-35度环境下干燥30-70小时，然后50-70度烘干10-30小时；e、排除坯体中有机物：烘干后的生坯放入真空排胶炉中，按0.5-2度每分钟的速度升温到500度，并保温1-5小时，从而排除坯体中的有机物；f、坯体烧结：把排除有机物的放入氢气气氛中烧结，氢气流量控制在0.5-2l/分，升温速度为2-5℃/分，最高温1600-1800℃，保温2-5小时；g、致密化处理：把烧结好的坯体放入热等静压炉中，进行致密化处理，消除孔洞和微裂纹；h、产品研磨去边角：致密化完成的毛坯机加工到尺寸，然后放入滚筒中，加入锥形陶瓷研磨石，和金刚石研磨液，去除产品锐利边角，把产品表面研磨光滑；i、热腐蚀：将抛光好的产品放入真空炉中，再次加热到1400-1600度，进行热腐蚀，制造出大中小三种晶粒堆积的类似鹅卵石表面；j：火焰喷涂:通过火焰喷涂在导丝器工作面上沉积一层mos2涂层，产生自润滑作用，进一步减小摩擦系数，改善摩擦性能，提高导丝器的使用寿命。与现有技术相比，本发明的有益效果是采用上述原料配方的质量百分比生成的氧化铝复合陶瓷导丝器具有高致密性，高硬度，耐磨损，自润滑，长寿命的特性。上述原料配方按照所述的工艺进行加工，整个工艺流程设计合理，能满足产品的质量要求，且环保、经济。具体实施方式下面将结合本发明具体实施例，为本发明实施例中的优选实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1一种化纤纺丝用氧化铝复合陶瓷导丝器包含以下组份：一种化纺丝用氧化铝复合陶瓷导丝器的制备方法，其包括下列步骤：a1、选用醇铝法生产的纯度为99.9％，粒度为纳米级的氧化铝粉，在不同温度的下煅烧。煅烧温度分别为：1000℃，形成d50为0.3-0.6um的预制粉1；1200℃形成d50为0.5-0.9um的预制粉2，1350℃形成d50为0.9-3um的预制粉3。煅烧的目的是使化学法生产的氧化铝粉晶粒发育等完整，阿尔法氧化铝转化率达到95％以上，同时产生大中小不同粒度的颗粒搭配b1、将预制粉1和预制粉2及预制粉3按照5：4:1的质量比例投入球磨罐，同时按照表格内配方加入纳米氧化镁，稀土氧化物，增韧纳米氧化锆，硬质增强相和玻璃相。球磨混合20小时，然后将混合好的浆料喷雾干燥，得到粉体。c1、将得到的粉体和占粉体质量15%的去离子水，0.5%分散剂，0.1%的氨水，3%am,0.2%mbam，球磨混合20h得到固含量高的浆料.然后把混合好的浆料真空除气后边搅拌边加入催化剂temed，引发剂aps，然后将浆料在压力作用下注入模具腔，等待50分钟，待凝胶固化，然后脱模，得到湿坯。d1、固化后的坯体在恒温恒湿箱中，90%湿度，25度环境下干燥30小时，然后60℃烘干10小时。e1、烘干后的生坯放入真空排胶炉中，按0.5度每分钟的速度升温到500度，并保温2小时，排除坯体中的有机物。f1、把排除有机物的放入氢气气氛中烧结，氢气流量控制在0.5l/分，升温速度为2℃/分，最高温1700℃，保温3小时。g1、把烧结好的坯体放入热等静压炉中，进行致密化处理，消除孔洞和微裂纹。热等静压处理温度为1500℃，压力200mpa，保温2小时。h1、致密化完成的毛坯机加工到尺寸，然后放入滚筒中，加入锥形陶瓷研磨石，和金刚石研磨液，去除产品锐利边角，把产品表面研磨光滑i1、将抛光好的产品放入真空炉中，再次加热到1500度，进行热腐蚀，制造出大中小三种晶粒堆积的类似鹅卵石表面，化纤原丝在这种表面上形成点接触效果，大大降低了摩擦阻力，因此这种表面具有低摩效果。j1、通过火焰喷涂，在导丝器工作面上沉积一层mos2涂层，产生自润滑作用，进一步减小摩擦系数，改善摩擦性能，提高导丝器的使用寿命。实施例2一种化纤纺丝用氧化铝复合陶瓷导丝器包含以下组份：氧化铝纳米氧化镁nd2o3增韧纳米氧化锆b4c玻璃相sio294.660.020.0750.20.05一种化纺丝用氧化铝复合陶瓷导丝器的制备方法，其包括下列步骤：a2、选用醇铝法生产的纯度为99.9%，粒度为纳米级的氧化铝粉，在不同温度的下煅烧。煅烧温度分别为：1000℃，形成d50为0.3-0.6um的预制粉1；1200℃形成d50为0.5-0.9um的预制粉2，1350℃形成d50为0.9-3um的预制粉3。煅烧的目的是使化学法生产的氧化铝粉晶粒发育等完整，阿尔法氧化铝转化率达到95%以上，同时产生大中小不同粒度的颗粒搭配b2、将预制粉1和预制粉2及预制粉3按照5：4:1的质量比例投入球磨罐，同时按照表格内配方加入纳米氧化镁，稀土氧化物，增韧纳米氧化锆，硬质增强相和玻璃相。球磨混合25小时，然后将混合好的浆料喷雾干燥，得到粉体。c2、将得到的粉体和占粉体质量10%的去离子水，0.2%分散剂，0.2%的氨水，5%am,0.1%mbam，球磨混合30h得到固含量高的浆料.然后把混合好的浆料真空除气后边搅拌边加入催化剂temed，引发剂aps，然后将浆料在压力作用下注入模具腔，等待100分钟，待凝胶固化，然后脱模，得到湿坯。d2、固化后的坯体在恒温恒湿箱中，90%湿度，30度环境下干燥70小时，然后70℃烘干30小时。e2、烘干后的生坯放入真空排胶炉中，按2度每分钟的速度升温到500度，并保温3小时，排除坯体中的有机物。f2、把排除有机物的放入氢气气氛中烧结，氢气流量控制在2l/分，升温速度为5℃/分，最高温1800℃，保温2小时。g2、把烧结好的坯体放入热等静压炉中，进行致密化处理，消除孔洞和微裂纹。热等静压处理温度为1700℃，压力150mpa，保温1小时。h2、致密化完成的毛坯机加工到尺寸，然后放入滚筒中，加入锥形陶瓷研磨石，和金刚石研磨液，去除产品锐利边角，把产品表面研磨光滑i2、将抛光好的产品放入真空炉中，再次加热到1400度，进行热腐蚀，制造出大中小三种晶粒堆积的类似鹅卵石表面，化纤原丝在这种表面上形成点接触效果，大大降低了摩擦阻力，因此这种表面具有低摩效果。j2、通过火焰喷涂，在导丝器工作面上沉积一层mos2涂层，产生自润滑作用，进一步减小摩擦系数，改善摩擦性能，提高导丝器的使用寿命。实施例3一种化纤纺丝用氧化铝复合陶瓷导丝器包含以下组份：氧化铝纳米氧化镁er2o3增韧纳米氧化锆si3n4玻璃相sio2900.113.750.2一种化纺丝用氧化铝复合陶瓷导丝器的制备方法，其包括下列步骤：a3、选用醇铝法生产的纯度为99.9%，粒度为纳米级的氧化铝粉，在不同温度的下煅烧。煅烧温度分别为：1000℃，形成d50为0.3-0.6um的预制粉1；1200℃形成d50为0.5-0.9um的预制粉2，1350℃形成d50为0.9-3um的预制粉3。煅烧的目的是使化学法生产的氧化铝粉晶粒发育等完整，阿尔法氧化铝转化率达到95%以上，同时产生大中小不同粒度的颗粒搭配b3、将预制粉1和预制粉2及预制粉3按照5：4:1的质量比例投入球磨罐，同时按照表格内配方加入纳米氧化镁，稀土氧化物，增韧纳米氧化锆，硬质增强相和玻璃相。球磨混合30小时，然后将混合好的浆料喷雾干燥，得到粉体。c3、将得到的粉体和占粉体质量30%的去离子水，1%分散剂，0.05%的氨水，2%am,0.5%mbam，球磨混合40h得到固含量高的浆料.然后把混合好的浆料真空除气后边搅拌边加入催化剂temed，引发剂aps，然后将浆料在压力作用下注入模具腔，等待30分钟，待凝胶固化，然后脱模，得到湿坯。d3、固化后的坯体在恒温恒湿箱中，90%湿度，20度环境下干燥50小时，然后50℃烘干10小时。e3、烘干后的生坯放入真空排胶炉中，按1度每分钟的速度升温到500度，并保温5小时，排除坯体中的有机物。f3、把排除有机物的放入氢气气氛中烧结，氢气流量控制在1l/分，升温速度为5℃/分，最高温1600℃，保温5小时。g3、把烧结好的坯体放入热等静压炉中，进行致密化处理，消除孔洞和微裂纹。热等静压处理温度为1600℃，压力250mpa，保温3小时。h3、致密化完成的毛坯机加工到尺寸，然后放入滚筒中，加入锥形陶瓷研磨石，和金刚石研磨液，去除产品锐利边角，把产品表面研磨光滑i3、将抛光好的产品放入真空炉中，再次加热到1700度，进行热腐蚀，制造出大中小三种晶粒堆积的类似鹅卵石表面，化纤原丝在这种表面上形成点接触效果，大大降低了摩擦阻力，因此这种表面具有低摩效果。j3、通过火焰喷涂，在导丝器工作面上沉积一层mos2涂层，产生自润滑作用，进一步减小摩擦系数，改善摩擦性能，提高导丝器的使用寿命对比例：采用直接购买的99氧化铝粉，热压铸成型，脱除坯体中的有机物后，空气中1600度烧结，保温2,5小时。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。当前第1页12