可控硅180mm内径产品的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种可控娃180mm内径产品的制备方法，属于陶瓷制品制备技术领域。
【背景技术】
[0002]现有的生产方法主要将三氧化二铝、碳酸钙、氧化硅、高岭土和滑石粉等原料按一定比例混合，使用热压铸的方式制成所需要的陶瓷胚体，经排蜡、高温烧结、上釉等工序得到所需要的产品，此类产品内径小于120mm。利用此种方法生产的产品合格率在35?50%之间，造成不良的主要原因是杂质、产品变形等。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决现有技术中含硅陶瓷的生产过程中因工艺方法及原料的选配制备只适用于制备内径小于120mm产品的问题，提供一种可控娃180mm内径产品的制备方法，能有效的降低产品的杂质，改善产品变形，提高产品的合格率。
[0004]本发明采用如下技术方案:一种可控硅180mm内径产品的制备方法，包括如下步骤:
(1)原料球磨:取93?94重量份氧化铝、1.5?2.5重量份氧化镁、2?4重量份氧化硅、I?2重量份碳酸钙、2?3重量份高岭土为原料倒入球磨机中，并在原料中依次加入粘结剂酚醛树脂和分散剂正辛醇，球磨得到粘度为6000?6009mpa.s的浆料；
(2)造粒:将球磨后的浆料加入离心喷雾机入口，喷雾机喷头以16?18Hz/RPM的频率旋转，得到的粉料粒径为98?220μπι ；
(3)筛选:筛选得到粒径大小为125?175μπι的粉料；
(4)匀化:将筛选后的粉料放入匀化机搅拌30?32min，匀化机转速16?20r/min，匀化机的进料口与出料口设置有永久性磁棒能够清理粉料中的铁及铁的氧化物等杂质；
(5)成型:使用等静压法成型，把筛选后的粉料放置入模具中，再把模具放入等静压机中，通过增压系统逐步加压，使等静压机的压力控制在236?240Mpa，得到陶瓷胚体；
(6)车加工:用车床将陶瓷胚体制成所需要的圆环形陶瓷胚体，产品内径达到205.5?208.5mm；
(7)烧结:在车加工后的陶瓷胚体两端面以1.7?2.4g/cm2均匀刷上涂抹浆料，将陶瓷胚体与已烧结的垫片放入隧道烧结炉炉膛的升温区，陶瓷胚体同轴放置在垫片上，陶瓷胚体的顶端面距离隧道烧结炉炉膛顶部为30?50mm，将陶瓷胚体与垫片从隧道烧结炉炉膛的升温区经过加热区推向冷却区，烧结完成后得到内径为178.8?181.3mm的圆环形陶瓷半成品，;
(8)钻孔:用数控车床进行可控硅起到触发作用的门极孔加工，门极孔到端面距离为3.0~3.5mm，孔径为1.0~2.0mm，深度3.5~4.0mm;
(9)清洗:将半成品与三角磨料以1.5:7?8的比例放入振动研磨机中15?18分钟后将清水倒入，冲洗研磨后留在产品表面的杂质； (10)平面磨:用磨床将产品的高度磨成17.5?17.7mm，半成品两端平面的表面粗糙度Ra在 3?3.5μηι；
(11)酸洗:将半成品浸泡于摩尔浓度为I?2mol/L的稀盐酸溶液中，浸泡20?30min去除半成品上附着的杂质，为上釉做好准备；
(12)烘干:将半成品摆放在瓷盘后放入烘箱2?3h，烘箱的温度为135?150°C;
(13)上釉:在半成品上喷涂一层釉水；
(14)烧釉:将上釉后的陶瓷体与已烧结的垫片放入隧道烧结炉炉膛的升温区，陶瓷体同轴放置在垫片上，陶瓷体的顶端面距离隧道烧结炉炉膛顶部为30?50mm，将陶瓷体与垫片从隧道烧结炉炉膛的升温区经过加热区推向冷却区，进行烧釉过程，结束得到圆环形陶瓷成品，产品内径为178.8?181.3_，高度17.5?17.7_。
[0005]进一步的，所述粘结剂酚醛树脂的加入量为原料总质量的5~6%，分散剂正辛醇的加入量为原料总质量的1.1?1.4%。
[0006]进一步的，所述步骤(7)中的涂抹浆料的制备方法为:将羧甲基纤维素与水以6?6.5:1的重量比例进行混合，得到混合液，并将混合液与80?90目的刚玉沙按4?5:1.5的重量比例混合得到涂抹浆料。
[0007]进一步的，所述步骤(7)中所述陶瓷胚体在加热区被烧结成陶瓷成品，加热区的温度控制在1540?1577°C，连续从升温区向加热区推进陶瓷胚体，每推一次即向前推进25?27mm，每推一次耗时3?5min，每推一次间隔时间控制在45?48min，通过升温区的总耗时控制在11?12h，通过加热区的总耗时控制在3.2-3.5h，通过冷却区的总耗时控制在16?17h。
[0008]进一步的，所述步骤(12)中将陶瓷体与垫片从隧道烧结炉炉膛的升温区经过加热区推向冷却区，陶瓷体在加热区被烧结成陶瓷成品，加热区的温度控制在1530?1580°C，每推一次即向前推进20?30mm，每推一次耗时3?5min，每推一次间隔时间控制在40?50min，通过升温区的总耗时控制在10?12h，通过加热区的总耗时控制在3?4h，通过冷却区的总耗时控制在15?18h。
[0009]进一步的，所述步骤(4)中首先经过80?90目的筛子然后再经过150?160目的筛子筛选
进一步的，所述步骤(5)中等静压机的作业环境温度为22?24°C。
[0010]进一步的，所述步骤(I)中原料与球磨机中球石的质量比为4?4.5:1，球磨25?30小时，球磨机转速31?32r/min。
[0011 ]进一步的，所述步骤(7)中烧结后产品的变形率为5%。?8%0。
[0012]进一步的，所述步骤(7)中垫片的厚度15?16mm，烧结炉内加热区位于水平线上三点间的温差控制在I?6°C。
[0013]本发明制备方法简单，步骤易于操作，原料中添加氧化镁，可降低陶瓷粉料在成型过程中的摩擦力，进一步提高陶瓷胚体的密度和密度均匀性，采用等静压成型的陶瓷胚体经车加工制成所需要的形状，减少加工过程中陶瓷胚体与铁质模具接触，避免模具上微小的铁杂质进入产品，制备出结构稳定且内径可控的180_大尺寸产品。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0015]实施例一:
(1)原料球磨:将93重量份氧化铝、4重量份氧化硅、1.5重量份碳酸钙、3重量份高岭土、
1.5重量份氧化镁的原料倒入球磨机，原料与球磨机中球石的质量比为3:1，同时加入原料总质量5%的粘结剂?￥4、原料总质量1%的分散剂正辛醇，球磨机转速3(^/11^11，球磨23.5小时，得到粘度601 Ompa.s的楽料；
(2)造粒:将浆料加入离心喷雾机入口，喷雾机喷头以16Hz/RPM的频率旋转，得到的粉料粒径98?220μπι;
(3)筛选:筛选得到粒径大小为125?175μπι的粉料；；
(4)匀化:将筛选后的粉料放入匀化机搅拌32min，匀化机转速16r/min匀化机的进料口与出料口设置有永久性磁棒能够清理粉料中的铁及铁的氧化物等杂质；
(5)成型:使用等静压法成型，把筛选后的粉料放置入模具中，再把模具放入等静压机中，通过增压系统逐步加压，等静压机的压力控制在236Mpa，得到陶瓷胚体，作业环境温度保持22°C ；
(6)车加工:利用车床将陶瓷胚体制成所需要的圆环形陶瓷胚体，产品内径达到205.5mm；
(7)烧结:①将羧甲基纤维素与水以6:1的重量比例进行混合，得到混合液，并将混合液与80目的刚玉沙按4:1的重量比例混合，得到涂抹浆料；
②在车加工后的陶瓷胚体两端面以1.7g/cm2均匀刷上涂抹浆料；
③将陶瓷胚体与已烧结的垫片放入隧道烧结炉炉膛的升温区，陶瓷胚体同轴放置在垫片上，陶瓷胚体的顶