本发明涉及陶瓷缸套技术领域，具体涉及一种氧化锆陶瓷缸套的烧成方法。
背景技术：
缸套是液压缸的外部结构，用于容纳活塞并与其契合，从而使活塞在缸套内的密闭空间中通过往复运动进行做功。作为液压缸的外部结构，缸套的性能一方面体现在其与活塞的契合性上，另一方面，缸套应当具有充分的结构强度及良好的耐磨性。近年来，工程陶瓷材料以硬度高、耐磨、耐高温、抗腐蚀等技术优势越来越多的被用于缸套的制造，然而，要获得理想的材质性能，在材料的配方设计和烧成方法层面应当进行针对性设计。
烧成是生产陶瓷缸套的主要工序之一，其过程是按一定热工制度加热陶瓷坯体，使坯体在高温的特定条件下发生物理化学反应，最终成为体积固定并具有特定性能的陶瓷制品。氧化锆陶瓷，是以zro2为主要成分的工程陶瓷材料，具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质，氧化锆陶瓷的生产要求作为原料的氧化锆粉末应当具有纯度高、分散性能好、粒子超细、粒度分布窄等特性，而且，在成分一定的情况下烧成工艺对产品最终的性能也具有显著影响。现有技术中氧化锆陶瓷缸套的烧成方法有待改良，烧成的产品其内层和外层的机械性能不均一，而且在耐磨性方面有待提升。
技术实现要素：
本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种氧化锆陶瓷缸套的烧成方法，以解决现有技术用于氧化锆陶瓷缸套的常规烧成方法，所得产品的内层结构和外层结构机械性能不均一的技术问题。
本发明要解决的另一技术问题是如何通过烧成方法的改进以提升陶瓷缸套产品的硬度。
为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
氧化锆陶瓷缸套的烧成方法，包括以下步骤：
1)配制表面助剂悬浊液，所述表面助剂悬浊液包括以下重量份的成分：硅酸锆13份，锆英粉9份，氧化锡3份，硅藻土5份，石英砂粉2份，钛白粉6份，云母粉1份，硬脂酸镁1份，水35份；
2)在窑炉的侧壁以外，距陶瓷缸套坯体不超过10m的位置设超声波发生器，将陶瓷缸套坯体装入窑炉中，开启超声波发生器，以75khz的频率持续震荡；向窑炉中冲入氮气，直至窑炉中氮气体积分数不小于95％，而后调整冲入氮气的流速，以每分钟冲入氮气的体积为窑炉内气体总体的20％的速度持续冲入氮气；
3)将窑炉内温度升温至120℃，保持10min，而后降温至60℃，向所述陶瓷缸套坯体表面喷施所述表面助剂悬浊液，而后降温至45℃，停止冲入氮气，利用空气以5m/s的风速鼓风30min，而后再次向所述陶瓷缸套坯体表面喷施所述表面助剂悬浊液，以0.5℃/min的速率升温至120℃，保持20min，停止超声震荡；
4)以80℃/h的升温速率升温至540℃，保持1.5h；而后降温至320℃，再次开启超声震荡，以25khz的频率持续震荡，保持20min；而后以100℃/h的速率升温至1250℃，保温2小时，再以55℃/h的速率降温至420℃，保温1.5小时，而后自然冷却至常温。
作为优选，所述表面助剂悬浊液还包括5重量份的碳化硅粉末。
作为优选，所述表面助剂悬浊液还包括3重量份的镁砂粉。
作为优选，步骤3)中第一次喷施表面助剂悬浊液的厚度为0.2mm，第二次喷施表面助剂悬浊液的厚度为0.04mm。
作为优选，步骤4)中，窑炉内的空气流速不小于3m/s。
作为优选，在所述表面助剂悬浊液中，固形物的平均粒度不大于25μm。
作为优选，所述配制表面助剂悬浊液，包括以下步骤：在室温下，取配方量一半的水，向其中加入配方量的硅酸锆，锆英粉，氧化锡，硅藻土，以120rpm的转速搅拌10min，而后向其中加入配方量的石英砂粉，钛白粉，云母粉，将混合物升温至60℃，调整搅拌转速至200rpm，搅拌15min，而后停止搅拌，冷却至室温。
本发明提供了一种氧化锆陶瓷缸套的烧成方法，该技术方案在烧成过程中引入了表面助剂，并对烧成条件进行了创新性改进。具体来看，本发明首先考察造成缸体内外烧成效果不均一的成因，在此基础上，利用复合成分的表面助剂悬浊液以特定温度喷施于缸体表面，形成薄膜结构，并利用高频超声震荡使薄膜在缸体表面形成渗透作用，经两次喷施后，薄膜均匀包覆于缸套表面并得到固化，从而在薄膜内部形成均质化环境；在此基础上，首先以较低的升温速率执行一次升温，而后降温保持一段时间，再开启超声以促进陶瓷内部微观震动，有助于促进内部的热量传导，最后快速升温至焙烧温度。在整个烧成过程中缸体整体均处于表面助剂薄膜的保护内，一方面有助于最终产品的表面强度，另一方面，可使内部结构均一稳定，具有更好的产品品质。本发明以创新性的技术改进实现了更好的烧成效果，其成本较低、易于实现，因此具有良好的应用前景。
具体实施方式
以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。
实施例1
氧化锆陶瓷缸套的烧成方法，包括以下步骤：
1)配制表面助剂悬浊液，所述表面助剂悬浊液包括以下重量份的成分：硅酸锆13份，锆英粉9份，氧化锡3份，硅藻土5份，石英砂粉2份，钛白粉6份，云母粉1份，硬脂酸镁1份，水35份；
2)在窑炉的侧壁以外，距陶瓷缸套坯体不超过10m的位置设超声波发生器，将陶瓷缸套坯体装入窑炉中，开启超声波发生器，以75khz的频率持续震荡；向窑炉中冲入氮气，直至窑炉中氮气体积分数不小于95％，而后调整冲入氮气的流速，以每分钟冲入氮气的体积为窑炉内气体总体的20％的速度持续冲入氮气；
3)将窑炉内温度升温至120℃，保持10min，而后降温至60℃，向所述陶瓷缸套坯体表面喷施所述表面助剂悬浊液，而后降温至45℃，停止冲入氮气，利用空气以5m/s的风速鼓风30min，而后再次向所述陶瓷缸套坯体表面喷施所述表面助剂悬浊液，以0.5℃/min的速率升温至120℃，保持20min，停止超声震荡；
4)以80℃/h的升温速率升温至540℃，保持1.5h；而后降温至320℃，再次开启超声震荡，以25khz的频率持续震荡，保持20min；而后以100℃/h的速率升温至1250℃，保温2小时，再以55℃/h的速率降温至420℃，保温1.5小时，而后自然冷却至常温。
实施例2
氧化锆陶瓷缸套的烧成方法，包括以下步骤：
1)配制表面助剂悬浊液，所述表面助剂悬浊液包括以下重量份的成分：硅酸锆13份，锆英粉9份，氧化锡3份，硅藻土5份，石英砂粉2份，钛白粉6份，云母粉1份，硬脂酸镁1份，水35份；
2)在窑炉的侧壁以外，距陶瓷缸套坯体不超过10m的位置设超声波发生器，将陶瓷缸套坯体装入窑炉中，开启超声波发生器，以75khz的频率持续震荡；向窑炉中冲入氮气，直至窑炉中氮气体积分数不小于95％，而后调整冲入氮气的流速，以每分钟冲入氮气的体积为窑炉内气体总体的20％的速度持续冲入氮气；
3)将窑炉内温度升温至120℃，保持10min，而后降温至60℃，向所述陶瓷缸套坯体表面喷施所述表面助剂悬浊液，而后降温至45℃，停止冲入氮气，利用空气以5m/s的风速鼓风30min，而后再次向所述陶瓷缸套坯体表面喷施所述表面助剂悬浊液，以0.5℃/min的速率升温至120℃，保持20min，停止超声震荡；
4)以80℃/h的升温速率升温至540℃，保持1.5h；而后降温至320℃，再次开启超声震荡，以25khz的频率持续震荡，保持20min；而后以100℃/h的速率升温至1250℃，保温2小时，再以55℃/h的速率降温至420℃，保温1.5小时，而后自然冷却至常温。
其中，所述表面助剂悬浊液还包括5重量份的碳化硅粉末。所述表面助剂悬浊液还包括3重量份的镁砂粉。步骤3)中第一次喷施表面助剂悬浊液的厚度为0.2mm，第二次喷施表面助剂悬浊液的厚度为0.04mm。步骤4)中，窑炉内的空气流速不小于3m/s。在所述表面助剂悬浊液中，固形物的平均粒度不大于25μm。所述配制表面助剂悬浊液，包括以下步骤：在室温下，取配方量一半的水，向其中加入配方量的硅酸锆，锆英粉，氧化锡，硅藻土，以120rpm的转速搅拌10min，而后向其中加入配方量的石英砂粉，钛白粉，云母粉，将混合物升温至60℃，调整搅拌转速至200rpm，搅拌15min，而后停止搅拌，冷却至室温。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。