一种内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球及其制备方法与流程

文档序号:11906277阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球,其特征在于:由纯钛或α钛合金制成的一体结构的、表面进行复合陶瓷涂层处理的骨架和包裹其外的陶瓷球体组成,通过整体压合、高温烧结的方式制造;所述纯钛或α钛合金骨架总体积为陶瓷球体积的3-5%,最长方向尺寸小于陶瓷球体外径的70%;陶瓷球体采用氧化铝基陶瓷材料制成。

2.根据权利要求1所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球,其特征在于:所述纯钛或α钛合金骨架为整体压铸成型的树枝状或鱼骨状结构。

3.根据权利要求1或2所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球,其特征在于:所述纯钛或α钛合金骨架表面进行的复合陶瓷涂层处理工艺为等离子体氧化法、空气喷涂法或悬浊涂布并钨极氩弧熔覆的方法。

4.根据权利要求3所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球,其特征在于:所述陶瓷球体的配方为:氧化铝92-95%、三氧化二铁0.5-2%、高岭土0.8-3%、碳化硅0.2-2%、二氧化钛1.5-2%、碳化钛0.8-1%、二硫化钼0.3-2%。

5.根据权利要求4所述的一种内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球的制备方法,其特征在于:包括原料准备、球磨、喷雾造粒、料仓陈腐、压型加工、高温烧结、清粉抛光、成品干燥等工序,其特征在于:

a.所述压型加工工序包括以下子工序:

1)初灌粉料:步进式输送带(10)将下半球模(1)输送到工位一,将陶瓷造粒用的粉料(2)通过输料管(3)灌注进下半球模(1),粉料(2)的水份控制在0.5%以下;

2)骨架落位:将下半球模(1)输送到工位二,然后通过放置纯钛或α钛合金骨架(4)的装置将整体压铸成型的树枝状或鱼骨状的纯钛或α钛合金骨架(4)放置到下半球模(1)内的粉料(2)的表面中心位置;

3)球体压合整圆:将下半球模(1)输送到工位三;将袋装粉料(6)放入上半球模(5)的上部入口(51),然后压模机(7)以与上半球模(5)中的上部入口(54)平行的方式进入,在到达上内圆槽(52)后顺时针旋转90°,压模机(7)与上半球模(5)在竖直方向上固定;随后压模机(7)带动上半球模(5)下行,至上半球模(5)与下半球模(1)接触,压模机(7)逆时针旋转90°,压模机(7)与上半球模(5)在竖直方向上解除固定;压模机(7)下行,将袋装粉料(6)的袋子压破,其内的袋装粉料(6)通过压粉孔(55)被挤进上半球模腔(56); 压模机(7)继续下行至到达下内圆槽(53),袋装粉料(6)与纯钛或α钛合金骨架(4)、粉料(2)被挤压成一体,形成完整的陶瓷球坯(9);压模机(7)顺时针旋转90°后继续旋转,受下内圆槽(53)的封闭段(56)的限制,压模机(7)带动上半球模腔(56)旋转,旋转进行至少3圈,上半球模腔(56)将陶瓷球坯(9)表面的多余坯料切削掉;随后压模机(7)提起,带动上半球模腔(56)离开陶瓷球坯(9);

4)球坯转移:将下半球模(1)输送到工位四,通过转移装置(8)将陶瓷球坯(9)转移到高温匣钵,撒上隔离砂;

b.所述高温烧结工序具体为:将装有压型加工工序得到的陶瓷球坯(9)的高温匣钵送入气密性好的高温窑内;高温窑内在加热过程中保持通惰性气体,高温烧结温度1350-1500℃,烧成周期26-36h;高温烧结结束后的冷却方式为随窑冷至1050-1100℃,然后向窑内送风加速冷却。

6.根据权利要求5所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球的制备方法,其特征在于:所述球坯转移过程中采用的转移装置(8)为负压吸附式。

7.根据权利要求6所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球的制备方法,其特征在于:在工位一填充的粉料(2)为陶瓷球总用量的48-52%,工位三的袋装粉料(6)的容量应为压粉孔(55)的体积与陶瓷球总用量的55-58%的和。

8.根据权利要求7所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球的制备方法,其特征在于:所述高温烧结工序中的高温窑为隧道窑,温度为1350-1500℃,烧成周期为26-30h。

9.根据权利要求7所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球的制备方法,其特征在于:所述高温烧结工序中的高温窑为梭式窑,温度为1450-1500℃,烧成周期为35-36h。

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