一种陶瓷烧结方法及其应用与流程

本发明涉及陶瓷加工领域，具体涉及一种陶瓷烧结方法及其应用。

背景技术：

1、对于陶瓷成型工艺而言，一般是将成型后的陶瓷生坯置于普通承烧板上进行烧结，但烧结成型后的陶瓷成品硬度、脆性较大，难以加工。对于非平面结构的陶瓷坯体，如现有的手机后盖坯体大多数会设计如外观面带有凸起(火山口)的特殊结构，将特殊结构坯体直接置于承烧板上经高温烧结后，出现坯体结构变形量大的现象。变形的主要原因归结为三个因素：窑炉烧结温差、热应力以及蠕变。该结构烧结后变形量大，造成原料浪费及加工成本高、易开裂等问题导致良品率较差。

2、为了满足特殊结构部位的烧结要求，专利cn213631563u中提出了一种专用烧结治具，设计的支撑板避让槽可以直接烧结包含凸起部的曲面陶瓷胚体形成陶瓷件，提升陶瓷件的良品率。但在实际生产过程中因摆坯定位较为困难，且上下夹具尺寸过大，实际操作时易出现将坯体撞崩口的现象，且在高温下烧结收缩的过程中，由于不同夹具表面摩擦力不同，导致坯体与夹具设计位置产生偏离，从而导致陶瓷在烧结过程中产生变形甚至出现开裂的现象。

技术实现思路

1、为了克服现有带火山口后盖烧结工艺存在烧结后变形量大以及开裂的问题，本发明目的之一在于提供一种陶瓷烧结方法，本发明目的之二在于提供这种陶瓷烧结方法的应用。

2、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

3、本发明第一方面提供了一种陶瓷烧结方法，包括以下步骤：

4、(1)将陶瓷浆料制备成型，得到生坯；

5、(2)将所述生坯进行一次烧结，获得素烧坯，所述素烧坯的收缩率为96％-98％；

6、(3)将所述素烧坯进行冷却处理；

7、(4)将冷却过后的素烧坯进行二次烧结，得到所述陶瓷。

8、优选的，这种陶瓷烧结方法中，陶瓷浆料包括以下质量百分比的固体组分：92wt％-97wt％zro2，3wt％-8wt％y2o3。

9、优选的，步骤(2)中，一次烧结具体步骤为：以升温速率为1.5-4.5℃/min升温至1220-1300℃，然后保温烧结；进一步优选的，一次烧结具体步骤为：以升温速率为2-4℃/min升温至1220-1300℃，然后保温烧结；再进一步优选的，一次烧结具体步骤为：以升温速率为2-4℃/min升温至1230-1290℃，然后保温烧结；更进一步优选的，保温烧结的时间为0.5-3h。

10、本发明中，素烧温度＜1220℃时，承烧板上坯体的收缩率＜96％，与烧结夹具匹配性差，且所得陶瓷强度差，且操作过程中易损坏坯体；素烧温度＞1300℃时，承烧板上坯体的烧结收缩过程基本完成，此时收缩率＞98％，坯体已无烧结活性，转移中不易损坏，但当素烧温度过大时，无支撑的坯体部位产生的扭曲变形量也会随之变大。

11、本发明的陶瓷烧结方法特别适合外观面带有凸起(火山口)的特殊结构，具有特殊结构的生坯体在一定温度下素烧后，已发生大部分收缩但未收缩完全(96-98％的收缩完成率)，此时坯体既有一定强度，又保留有一定的烧结活性，且在一定温度下坯体特殊结构处扭曲变形量较小，再将其内底面扣于烧结夹具上进行二次烧结，利用高温下坯体蠕变软化贴合夹具，获得内底轮廓度≤0.1mm坯体，并且能保证放置位置的精确度高，实际过程中可操作性强，所得成品的良率高，大大节省了原料与加工所需成本。

12、优选的，步骤(3)中，冷却的速率为2.5-8.5℃/min；进一步优选的，冷却的速率为3-8℃/min。

13、本发明中，冷却速率>8.5℃/min时，素烧过后的坯体冷却过快，坯体在热应力作用下极易产生变形或出现开裂等耗损情况；冷却速率<2.5℃/min时，则生产效率低下，生产成本较高。

14、优选的，步骤(4)中，二次烧结的温度为1375-1475℃；进一步优选的，二次烧结的温度为1400-1450℃。

15、优选的，步骤(4)中，二次烧结的时间为1-3h。

16、进一步优选的，步骤(4)中，以升温速率为2-6℃/min升温至1000-1200℃，再以升温速率为1-3℃/min升温至1375-1475℃，然后保温烧结1-3h。

17、本发明的陶瓷烧结方法还包括精加工步骤，精加工步骤包括：对步骤(4)二次烧结后的陶瓷进行精细加工和/或抛光处理，得到所述陶瓷。

18、本发明第二方面提供了上述陶瓷烧结方法在非平面结构陶瓷制备中的应用。

19、优选的，所述非平面结构陶瓷包括手机后盖。

20、本发明的有益效果是：

21、本发明的陶瓷烧结方法特别适合外观面带有凸起(火山口)的特殊结构，一次烧结过后冷却相比于无冷却过程的直接二次烧结而言，降温过程增加了坯体韧性与强度，烧结冷却后的坯体外部具有一定强度的保护层后，在移动坯体至夹具的过程中降低火山口特殊部位的损耗率。

22、本发明的陶瓷烧结方法，控制素烧坯的收缩率为96％-98％，如此可使坯体保留一定的烧结活性，同时使得素坯尺寸接近致密烧坯，然后将该素烧坯进行二次烧结，在二次高温烧结过程中，贴合陶瓷夹具继续软化收缩，最终获得内形轮廓度小于0.1mm的陶瓷后盖烧坯。

技术特征：

1.一种陶瓷烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的陶瓷烧结方法，其特征在于，所述陶瓷浆料包括以下质量百分比的固体组分：92wt％-97wt％zro2，3wt％-8wt％y2o3。

3.根据权利要求1所述的陶瓷烧结方法，其特征在于，步骤(2)中，所述一次烧结具体步骤为：以升温速率为1.5-4.5℃/min升温至1220-1300℃，然后保温烧结。

4.根据权利要求3所述的陶瓷烧结方法，其特征在于，所述保温烧结的时间为0.5-3h。

5.根据权利要求1所述的陶瓷烧结方法，其特征在于，步骤(3)中，所述冷却的速率为2.5-8.5℃/min。

6.根据权利要求5所述的陶瓷烧结方法，其特征在于，步骤(3)中，所述冷却的速率为3-8℃/min。

7.根据权利要求1所述的陶瓷烧结方法，其特征在于，步骤(4)中，所述二次烧结的温度为1375-1475℃。

8.根据权利要求7所述的陶瓷烧结方法，其特征在于，所述二次烧结的时间为1-3h。

9.权利要求1至8任意一项所述的陶瓷烧结方法在非平面结构陶瓷制备中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述非平面结构陶瓷包括手机后盖。

技术总结
本发明公开了一种陶瓷烧结方法及其应用。一种陶瓷烧结方法，包括以下步骤：将陶瓷浆料制备成型，得到生坯；将生坯进行一次烧结，获得素烧坯，素烧坯的收缩率为96％‑98％；将素烧坯进行冷却处理；将冷却过后的素烧坯进行二次烧结，得到所述陶瓷。本发明的陶瓷烧结方法特别适合外观面带有凸起(火山口)的特殊结构，一次烧结过后冷却相比于无冷却过程的直接二次烧结而言，降温过程增加了坯体韧性与强度，烧结冷却后的坯体外部具有一定强度的保护层后，在移动坯体至夹具的过程中降低火山口特殊部位的损耗率。

技术研发人员：郑镇宏,邱基华
受保护的技术使用者：潮州三环（集团）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13