一种大尺寸陶瓷直管或棒的烧结方法
【技术领域】
[0001] 本发明是针对目前大尺寸的陶瓷直管或棒烧结后精度差、生产效率低的缺点而发 明的新型烧结方法，涉及陶瓷烧结技术领域，具体是一种用于大尺寸的陶瓷直管或棒的烧 结方法。
【背景技术】
[0002] 目前，市场上陶瓷直管或棒非常普遍，比如用于隧道塞的陶瓷漉棒，用于高温除尘 的陶瓷过滤管，用于冲压行业的陶瓷棒，还有用于皮带运输机上的陶瓷巧漉等等，送样的陶 瓷直管或棒涉及食品、制药、轻工、冶金、化工、兵工、环保、电子、医用材料等应用领域，送类 陶瓷制品非常重要，是未来材料发展的重要方向之一，市场前景非常可观。
[0003] 然而直至现在，送样的大尺寸的陶瓷直管或棒还是较难烧结。烧结过程中，陶瓷体 极易变形。为了制备此类陶瓷制品，现有的方法是在普通塞炉里埋烧、立烧，或者吊烧，然后 再精磨加工。
[0004] 1)埋烧是将产品装在匯鉢里，里面填充耐高温粉料，送种工艺的主要缺点是效率 低，劳动环境差，而且耗损大量能源。
[0005] 2)立烧是直接将产品立在棚板上烧结，送样的工艺主要缺点是由于产品在烧结过 程中的不均匀收缩，两头尺寸不一，易产生开裂，尤其是厚壁、大件产品的成品率很低。
[0006] 3)吊烧，就是将产品装夹在吊烧塞具上烧结，送样的工艺容易产生拉长变形。
[0007] 送样的生产工艺势必提高生产成本，降低工作效率，同时造成极大的环境的污染 和资源的浪费。
【发明内容】
[0008] 针对目前大尺寸的陶瓷直管或棒烧结方法产生的上述缺陷，本发明公开了一种大 尺寸陶瓷直管或棒的旋转烧结方法，通过旋转烧结方式，实现陶瓷直管或棒的均匀烧结，产 生均匀的收缩，能够使陶瓷管棒烧结后，无须加工即可达到所需的精度，从而制备高精度的 无变形陶瓷管或棒，大幅度提高生产效率。所采用的技术方案是： 大尺寸陶瓷管或棒的烧结过程中，待烧结的陶瓷管或棒做旋转运动。
[0009] 进一步的，烧结过程分为4个阶段： 1) 低温阶段；W0. 5^3°C/min的速率范围升温至20(TC，其中所述的大尺寸陶瓷管或 棒的转速范围为0~0. 5r/min; 2) 中温阶段；W0. 5^5°C/min的速率升温至80(TC，其中所述的大尺寸陶瓷管或棒的 转速为0; 3) 高温阶段；W2^1(TC/min的速率升温至烧成温度，其中所述的大尺寸陶瓷管或棒 的转速范围为0~2. 5r/min; 4) 降温阶段：所述的陶瓷管或棒保持0~2. 5r/min的转速范围，随炉冷却或控制冷却速 率至IOCTCW下。
[0010] 其中，低温阶段，其温度范围在是0~20(TC。
[0011] 中温阶段，其温度范围在是200~80(TC。
[0012] 高温阶段，其温度范围在是80(TC~所述的烧成温度。
[0013] 降温阶段，其温度范围是从所述的烧成温度到室温。
[0014] 进一步的，所述的烧成温度是800~1600°C。
[0015] 进一步的，所述大尺寸陶瓷管或棒，烧结的产品其管外径范围是0 6(T5OOmm，长度 范围是500~2500mm。
[0016] 进一步的，通空气、氮气、氮气其中一种气氛进行烧结。
[0017] 本发明的机理是；在低温阶段，是排除昆体内的残余水分，昆体有一定的强度，同 时为防止昆体开裂，此阶段应该是低升温速率和低的旋转速度，必要时可停止旋转；中温阶 段，伴随有机物燃烧和结晶水排除等，此时的昆体强度最低，在此阶段不需要旋转，同时选 择合适的升温速率；在高温阶段，高温结合剂开始烙融，整个昆体开始收缩，趋于致密化，此 时昆体已获得一定的强度，此时使昆体作旋转烧结，由于避免了重力和接触摩擦力对昆体 烧结收缩的影响，能让昆体烧结到理想的尺寸要求；降温阶段，产生的液相凝固，所W为防 止粘接，给予一定的转速。
[0018]与现有技术相比，本发明具有W下显著效果： 使用本发明，可W在较低的成本下提高工作效率，达到使用要求。根据烧成过程中的物 理、化学变化，在不同的阶段选择不同的旋转速度，对昆体实施烧结，由于避免了重力和接 触摩擦力对昆体烧结收缩的影响，由此克服了现有烧结工艺对陶瓷直管或棒烧结的不足之 处，实现陶瓷直管或棒的均匀烧结，产生均匀的收缩。使陶瓷管棒完成烧结后，无须后续加 工即可达到所需的精度，从而制备高精度的无变形陶瓷管或棒，大幅度提高生产效率。同时 能节约能源使用，降低生产成本。
[0019]【具体实施方式】： 下面通过具体的实施例来对本发现进行进一步说明： 实施例1 应用某领域的一种碳化娃材质陶瓷直管，尺寸要求为0 6O±O.5X15OO±2mm，壁厚 5 + 0. 2mm，形状公差要求圆柱度0 0. 5mm，同时外壁的粗糖度为Ra6. 4 ;使用温度120(TC。
[0020] 将配料按配比均匀混合并压制成型，再车削到外径为0 63. 3X1498mm，壁厚 5. 1mm，形状公差到圆柱度0 0. 2mm，粗糖度为Ra8. 4的昆体。将该昆体放入旋转烧结炉氧化 铅炉膛中进行烧结。
[0021] 从本发明的机理出发，相应的烧结制度为：
进一步的，在8〇(Ti35(rc旋转是为了克服重力和接触摩擦力对昆体烧结收缩的影响。 135(TC冷却过程中，旋转的目的是消除陶瓷制品与炉壁的粘连。
[0022] 烧结后，在不需加工的情况下，最后测试产品尺寸（性能）；外形尺寸为 0 59. 9X1501mm，壁厚4. 9mm，形状公差到圆柱度0 0. 05mm，粗糖度为Ra2. 3,所W尺寸公差和 形状公差均满足产品要求。
[002引 实施例2 应用某领域的一种氮化娃材质陶瓷直棒，尺寸要求为0 500 + 0. 5X500 +2mm，形状公差 要求圆柱度0 0.6mm，同时外壁的粗糖度为Ra6. 4 ;使用温度140(TC。
[0024] 将配料按配比均匀混料后压制成型，再车削到外径为0 510. 5X490mm，形状公差到 圆柱度(60. 3mm，粗糖度为Ra8. 4的昆体。将昆体旋转烧结炉氧化铅炉膛中，在氮气气氛下烧 结。
[0025] 从本发明的机理出发，相应的烧结制度为：
进一步的，在80(Tl60(rC旋转是为了克服重力和接触摩擦力对昆体烧结收缩的影响。 160(TC冷却过程中，旋转的目的是消除陶瓷制品与炉壁的粘连。
[0026] 烧结后，在不需加工的情况下，最后测试产品尺寸（性能）；外形尺寸为 0 501X499mm，形状公差到圆柱度0 0. 4mm，粗糖度为Ra2. 3,所W尺寸公差和形状公差均满 足产品要求。
[0027] 实施例3 应用某领域的一种刚玉材质陶瓷直棒，尺寸要求为0 6O±O.4X25OO±lOmm，形状公差 要求圆柱度0 0. 9mm，使用温度1100°C。
[002引将配料按配比均匀混料后压制成型，再车削到外径为0 63X2486mm，形状公差到圆 柱度0 0. 3mm的昆体。将昆体旋转烧结炉氧化铅炉膛中，在空气气氛下烧结。
[0029] 从本发明的机理出发，相应的烧结制度为：
进一步的，在80(ri37(rC旋转是为了克服重力和接触摩擦力对昆体烧结收缩的影响。 137CTC冷却过程中，旋转的目的是消除陶瓷制品与炉壁的粘连。
[0030] 烧结后，在不需加工的情况下，最后测试产品尺寸（性能）；外形尺寸为 0 59. 8X2506mm，形状公差到圆柱度0 0.6mm，所W尺寸公差和形状公差同样满足产品要求。
【主权项】
1. 一种大尺寸陶瓷管或棒的烧结方法，其特征在于，在烧结过程中，待烧结的陶瓷管或 棒做旋转运动。2. 如权利要求1所述的大尺寸陶瓷管或棒的烧结方法，其特征在于，烧结过程分为4个 阶段： 低温阶段：以〇. 5~3°C/min的速率范围升温至200°C，其中所述的大尺寸陶瓷管或棒的 转速范围为(Γ〇. 5r/min; 中温阶段：以〇. 5~5°C/min的速率升温至800°C，其中所述的大尺寸陶瓷管或棒的转速 为〇 ; 高温阶段：以2~10°C/min的速率升温至烧成温度，其中所述的大尺寸陶瓷管或棒的转 速范围为〇~2. 5r/min; 降温阶段：所述的陶瓷管或棒保持〇~2. 5r/min的转速范围，随炉冷却或控制冷却速率 至100°C以下。3. 如权利要求2所述的大尺寸陶瓷管或棒的烧结方法，其特征在于，所述的低温阶段， 其温度范围是(T200°C。4. 如权利要求2所述的大尺寸陶瓷管或棒的烧结方法，其特征在于，所述的中温阶段， 其温度范围是20(T80(TC。5. 如权利要求2所述的大尺寸陶瓷管或棒的烧结方法，其特征在于，所述的高温阶段， 其温度范围是800°C~所述的烧成温度。6. 如权利要求2所述的大尺寸陶瓷管或棒的烧结方法，其特征在于，所述的降温阶段， 其温度范围是从所述的烧成温度到室温。7. 如权利要求2所述的大尺寸陶瓷管或棒的烧结方法，其特征在于，所述的烧成温度 是 80(Tl600°C。8. 如权利要求2所述的大尺寸陶瓷管或棒的烧结方法，其特征在于，所述大尺寸陶瓷 管或棒，其外径范围是0 6(T500mm，长度范围是50(T2500mm。
【专利摘要】本发明涉及一种大尺寸陶瓷直管或棒的烧结方法，属于陶瓷烧结技术领域。通过在烧结过程中，待烧结的陶瓷管或棒做旋转运动，实现陶瓷直管或棒的均匀烧结，适应各种尺寸和各种烧成制度的需要，产生均匀的收缩，能够使陶瓷直管或棒烧结后，无须后续加工即可达到所需的精度，从而制备高精度的无变形陶瓷直管或棒，大幅度提高生产效率。
【IPC分类】C04B35/64
【公开号】CN105272270
【申请号】CN201410256500
【发明人】章文, 李建林, 陈彬彬
【申请人】海南大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年6月10日