專(zhuān)利名稱：注射成型氧化鋯制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注射成型工藝氧化鋯材料制作的導(dǎo)線輪的制作方法，特別涉及一種化纖紡織業(yè)中使用氧化鋯導(dǎo)線輪的制作方法，屬于紡織機(jī)械配件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，化纖紡織業(yè)中使用的導(dǎo)線輪多以Al2O3陶瓷制備。如公開(kāi)號(hào)為CN1242442A和CN1305975A均是涉及一種采用注射成型方法制備Al2O3導(dǎo)線輪的方法。由于采用注射成型方法，成型壓力大，坯體密度高，燒結(jié)后制品的硬度較大，表面光潔度較高，產(chǎn)品尺寸精度高。但是由于氧化鋁的固有特性，其產(chǎn)品強(qiáng)度、韌性和光潔度與氧化鋯相比均有較大差距。所以即使采用注射成型方法并沒(méi)有根本解決產(chǎn)品質(zhì)量的問(wèn)題。
在實(shí)際使用過(guò)程中，由于導(dǎo)線輪和絲線高速摩擦后，表面容易拉毛，出現(xiàn)次品，影響了產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
相對(duì)于Al2O3陶瓷，氧化鋯相變?cè)鲰g陶瓷是一種利用氧化鋯與馬氏體相變(即由四方相向單斜相轉(zhuǎn)變)效應(yīng)來(lái)改善脆性的陶瓷。從20世紀(jì)70年代出現(xiàn)所謂增韌氧化鋯材料，使該材料的機(jī)械性能大幅度提高，尤其是室溫韌性和強(qiáng)度高居陶瓷材料榜首，作為熱機(jī)、耐磨機(jī)械部件的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注，至今已制成的增韌陶瓷品種繁多，氧化釔穩(wěn)定的四方氧化鋯多晶陶瓷(Y-TZP)是其中最有代表性的一種。尤其自20世紀(jì)90年代，納米陶瓷的興起更賦予Y-TZP新的內(nèi)涵，隨晶粒尺寸降至納米量級(jí)則必然使Y-TZP的耐磨性、燒結(jié)性不同于先前微米量級(jí)Y-TZP。如能用納米級(jí)Y-TZP粉料制備化纖紡織業(yè)用的導(dǎo)線輪則其耐磨性可望將有進(jìn)一步提高，從而用其制備的導(dǎo)線輪性能，尤其是在耐磨性，表面光潔度方面有進(jìn)一步提升，在高速紡絲過(guò)程中，不易出現(xiàn)毛刺，從而提高化纖質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適合于氧化鋯陶瓷注射成型用導(dǎo)線輪的制備方法，它包括對(duì)市售的納米量級(jí)氧化鋯粉料進(jìn)行改性、粘結(jié)劑的選擇、注射成型和燒成制度的選擇三方面。通過(guò)這幾方面工藝的處理可使市售的(牌號(hào)為YSZ-3.0)粉料，原本僅適用于干壓和等靜壓成型，現(xiàn)在適合于注射成型導(dǎo)線輪。其主要技術(shù)指標(biāo)接近注射成型專(zhuān)用ZrO2粉體的要求。
現(xiàn)將其分別詳述如下(1)市售粉料的改性處理本發(fā)明使用的市售粉料牌號(hào)為YSZ-3.0粉體，Y2O3∶ZrO2＝5.4∶94.6(質(zhì)量比)；改性通常采用煅燒方法，煅燒過(guò)程中控制的工藝參數(shù)為煅燒升溫速率，煅燒溫度和保溫時(shí)間。即將粉體在電爐中按3-15℃/min的升溫速率，加熱到750-1000℃保溫0.5-20h。促使顆粒長(zhǎng)大，粉體比表面降低到12m2/g以下。然后再進(jìn)行噴霧造粒。造粒好的粉體的松裝密度為1.2g/cm3，堆積角小于30°。
(2)選用合適粘結(jié)劑按PP∶EVA∶PE∶PW＝1-7∶1-6∶1-7∶1-8(PP-聚丙烯，EVA-乙烯醋酸乙烯共聚物，PE聚乙烯，PW-石蠟)的比例配制粘結(jié)劑，經(jīng)融化混合冷卻后，再進(jìn)行機(jī)械粉碎。按粘結(jié)劑與改性后的釔穩(wěn)定氧化鋯(YSO-3.0)按18∶82比例，在80-150℃下進(jìn)行機(jī)械混合，冷卻后進(jìn)行破碎。將粉碎好的注射物料在造粒設(shè)備中進(jìn)行造粒，顆粒為小于4×4×4mm的小顆粒。
(3)注射成型及燒成注射成型，成型溫度為110-160℃，成型壓力為3-20Mpa，成型時(shí)間為2-10s。將注射好的制品放入密閉的電爐中，通空氣，在24-72小時(shí)內(nèi)升到600℃，脫脂。最終脫脂后的制品在1400-1600℃保溫1-3小時(shí)。
經(jīng)本發(fā)明提供的工藝條件制成的導(dǎo)線輪的主要技術(shù)指標(biāo)密度＞5.9g/cm3抗彎強(qiáng)度＞900MPa硬度HRA＞88本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.本發(fā)明的產(chǎn)品表面光潔度高，表面不易產(chǎn)生毛刺，可以大大延長(zhǎng)部件壽命。
2.本發(fā)明產(chǎn)品的硬度可以達(dá)到HRA88，可以滿足高速導(dǎo)線的需要3.由于本產(chǎn)品的混料均勻，因此素坯密度高，燒成品的密度也大于5.9g/cm3。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)下面實(shí)施例，以進(jìn)一步闡明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，但本發(fā)明絕非僅局限于所述的實(shí)施例。
現(xiàn)將其分別詳述如下實(shí)施例一1.將粉體在電爐中按3℃/min的升溫速率，加熱到800℃保溫5h。促使顆粒長(zhǎng)大，粉體比表面降低到12m2/g以下。然后再進(jìn)行噴霧造粒。造粒好的粉體的松裝密度為1.2g/cm3，堆積角小于30°。
2.按PP∶EVA∶PE∶PW＝5∶5∶5∶5(PP-聚丙烯，EVA-乙烯醋酸乙烯共聚物，PE聚乙烯，PW-石蠟)的比例配制粘結(jié)劑，經(jīng)融化混合冷卻后，再進(jìn)行機(jī)械粉碎。按粘結(jié)劑與釔穩(wěn)定氧化鋯(Y2O3∶ZrO2＝5.4∶94.6)按18∶82比例，在140℃下進(jìn)行機(jī)械混合，冷卻后進(jìn)行破碎。將粉碎好的注射物料在造粒設(shè)備中進(jìn)行造粒，造粒后的顆粒為小于4×4×4mm的小顆粒。
3.注射成型，成型溫度為140℃，成型壓力為10MPa，成型時(shí)間為3s。脫脂將注射好的制品放入密閉的電爐中，通空氣，在72小時(shí)內(nèi)升到600℃。燒結(jié)脫脂后的制品在1500℃保溫3小時(shí)。
實(shí)施例二1.將粉體在電爐中按8℃/min的升溫速率，加熱到900℃保溫2h。促使顆粒長(zhǎng)大，粉體比表面降低到12m2/g以下。然后再進(jìn)行噴霧造粒。造粒好的粉體的松裝密度為1.2g/cm3，堆積角小于30°。
2.按PP∶EVA∶PE∶PW＝1∶3∶3∶5(PP-聚丙烯，EVA-乙烯醋酸乙烯共聚物，PE聚乙烯，PW-石蠟)的比例配制粘結(jié)劑，經(jīng)融化混合冷卻后，再進(jìn)行機(jī)械粉碎。按粘結(jié)劑與釔穩(wěn)定氧化鋯(Y2O3∶ZrO2＝5.4∶94.6)按18∶82比例，在130℃下進(jìn)行機(jī)械混合，冷卻后進(jìn)行破碎。將粉碎好的注射物料在造粒設(shè)備中進(jìn)行造粒，顆粒大小為小于4×4×4mm的小顆粒。
3.注射成型，成型溫度為130℃，成型壓力為15MPa，成型時(shí)間為4s。脫脂將注射好的制品放入密閉的電爐中，通空氣，在48小時(shí)內(nèi)升到600℃。燒結(jié)脫脂好的制品在1550℃保溫2小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種注射成型工藝氧化鋯材料制作的導(dǎo)線輪制造方法，其特征在于(1)市售的納米量級(jí)氧化鋯材料采用煅燒方法改性，(2)粘結(jié)劑選擇和混和，(3)注射成型和燒結(jié)工藝的選擇。
2.按權(quán)利要求1所述的注射成型工藝氧化鋯材料制作的導(dǎo)線輪制造方法，其特征在于市售的納米量級(jí)粉料采用煅燒方法改性的升溫速率為3-15℃/min，煅燒溫度750-1000℃，保溫0.5-20h。
3.按權(quán)利要求1所述的注射成型工藝氧化鋯材料制作的導(dǎo)線輪制造方法，其特征在于(1)按粘結(jié)劑和改性后的YSZ-3.0粉體按18∶82比例，在80-150℃機(jī)械混合，冷卻后粉碎，最后造粒；(2)粘結(jié)劑配比PP∶EVA∶PE∶PW＝1-7∶1-6∶1-7∶1-8。
4.按權(quán)利要求3所述的注射成型工藝氧化鋯材料制作的導(dǎo)線輪制造方法，其特征在于與粘結(jié)劑混合的粉料造粒是在造粒設(shè)備中進(jìn)行，顆粒為小于4×4×4mm的小顆粒。
5.按權(quán)利要求1所述的注射成型工藝氧化鋯材料制作的導(dǎo)線輪制造方法，其特征在于注射成型時(shí)成型溫度為110-160℃，壓力為3-20MPa，成型時(shí)間2-10s，脫脂是在24-72小時(shí)升到600℃。
6.按權(quán)利要求5所述的注射成型工藝氧化鋯材料制作的導(dǎo)線輪制造方法，其特征在于脫脂是在密閉的電爐中通空氣進(jìn)行的。
7.按權(quán)利要求1所述的注射成型工藝氧化鋯材料制作的導(dǎo)線輪制造方法，其特征在于脫脂后的導(dǎo)線輪燒結(jié)條件是1400-1600℃，保溫1-3小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種注射成型工藝氧化鋯制品的制作工藝。其特征在于包括(1)對(duì)市售的納米量級(jí)氧化鋯粉料采用煅燒方法進(jìn)行改性(2)粘結(jié)劑的選擇以及(3)注射成型和燒結(jié)制度的選擇。粉料煅燒是在電爐中按3－15℃/min升溫速率，加熱到700－1000℃保溫0.5－20h。粘結(jié)劑配比為PP∶EVA∶PE∶PW＝1－7∶1－6∶1－7∶1－8，粘結(jié)劑與改性后粉料按18∶82比例配制，在80－150℃下機(jī)械混合，造粒后注射成型，於1400－1600℃，保溫1－3小時(shí)燒結(jié)成制品。最終產(chǎn)品密度＞5.9g/cm
文檔編號(hào)C04B35/48GK1519406SQ0311516
公開(kāi)日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2003年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月24日
發(fā)明者施劍林, 蔣丹宇, 徐兵, 汪霖 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所