一種新型氧化鋁金屬陶瓷密封件及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種新型氧化鋁金屬陶瓷密封件及其制備方法，其由氧化鋁、氧化鈰、鋁酸鹽、碳酸鈣、碳酸鎂、蠟乳液、聚甲基苯烯酸氨與高嶺土組成；采用上述組分的新型氧化鋁金屬陶瓷密封件在材料韌性與均勻度上均能有所改善。
【專利說明】一種新型氧化鋁金屬陶瓷密封件及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種密封件及其制備方法，尤其是一種新型氧化鋁金屬陶瓷密封件及其制備方法。
【背景技術】
[0002]氧化鋁陶瓷作為一種用途廣泛的陶瓷，因為其優越的性能，在現代社會的應用已經越來越廣泛。但隨著科技的發展，在航空航天、野外探測等工作環境惡劣的情況下，普通氧化鋁陶瓷材料的性能并不足以確保其部件工作的穩定性，尤其在陶瓷材料應用廣泛的密封部件中，普通氧化鋁陶瓷材料在韌性與其微觀結構的均勻度上均有所不足。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種氧化鋁金屬陶瓷密封件及其制備方法，其韌性與微觀結構中的材料均勻度均能得以改善。
[0004]為解決上述技術問題，本發明涉及一種新型氧化鋁金屬陶瓷密封件，其由氧化鋁、氧化鈰、鋁酸鹽、碳酸鈣、碳酸鎂、蠟乳液、聚甲基苯烯酸氨與高嶺土組成；所述新型氧化鋁金屬陶瓷密封件的組成組分按照下述重量百分比進行配制:氧化鋁67%~82%、氧化鈰2%~4%、鋁酸鹽2%~4%、碳酸鈣1.2%~3.1%、碳酸鎂1.2%~3.1%、蠟乳液0.8%~1.5%、聚甲基苯烯酸氨0.8%~1.5%,其余成分為高嶺土。
[0005]作為本發明的一種改進，所述新型氧化鋁金屬陶瓷密封件由其組分按照下述重量百分比進行配制:氧化鋁72%、氧化鈰4%、鋁酸鹽4%、碳酸鈣3.1 %、碳酸鎂3.1 %、蠟乳液1.5%、聚甲基苯烯酸氨1.5%、高嶺土 10.8%。
[0006]作為本發明的一種改進，所述新型氧化鋁金屬陶瓷密封件由其組分按照下述重量百分比進行配制:氧化鋁76%、氧化鈰3%、鋁酸鹽3%、碳酸鈣2.5%、碳酸鎂2.5%、蠟乳液I %、聚甲基苯烯酸氨I %、高嶺土 11%。
[0007]作為本發明的另一種改進，所述新型氧化鋁金屬陶瓷密封件由其組分按照下述重量百分比進行配制:氧化鋁82%、氧化鈰4%、鋁酸鹽2%、碳酸鈣1.2%、碳酸鎂3.1%、蠟乳液0.8%、聚甲基苯烯酸氨0.8%、高嶺土 6.1%。
[0008]上述新型氧化鋁金屬陶瓷密封件的制備方法包括下述工藝步驟:
1)將氧化鋁、氧化鈰、鋁酸鹽、碳酸鈣、碳酸鎂以及高嶺土按照重量比例混合均勻，并將其球磨機中進行濕磨45至50小時,其球料比為1:3,固液重量比為1:1 ;
2)將步驟I)中所得物采用蒸汽干燥箱將粉料烘干；
3)按照重量百分比取適量蠟乳液與聚甲基苯烯酸氨，將其在100至130°C的環境下加熱混合40至60分鐘，待其冷卻后過100~120目篩；
4)將步驟3)中混合物與步驟2)中所得粉料混合均勻；
5)向步驟4)中所得混合物加入代號為HB-C的合金專用成型劑，烘干后過80~100目篩；6)將上述過篩粒狀料加入鋼模中，加壓60~120MPa/cm2壓制成型；
7)將上述加壓成型后的素坯放入真空爐內燒結，溫度控制在1200~1350°C，保溫2~5小時；
8)將燒結的產品進行表面研磨加工，檢驗合格后入庫。
[0009]作為本發明的另一種改進，所述步驟I)中的球磨介質采用去離子水。
[0010]相比于現有技術，本發明具有如下優點:
1)在氧化鋁金屬陶瓷密封件中加入氧化鈰，其可以在不降低材料韌性的前提下，顯著提高其強度，使得氧化鋁金屬陶瓷密封件的工作環境更為廣泛；
2)在氧化鋁金屬陶瓷密封件中加入鋁酸鹽，其可以顯著增強材料的韌性，避免其發生斷裂，增強了氧化鋁金屬陶瓷密封件的可靠性與工作壽命；
3)在氧化鋁金屬陶瓷密封件中加入蠟乳液，其可使得氧化鋁金屬陶瓷密封件的組分在球面的過程中球磨活性顯著增強，同時研磨后粉末更為均勻；
4)在氧化鋁金屬陶瓷密封件中加入聚甲基苯烯酸氨，可以使得粉體成型過程中消除坯體與壓片模具間的粘結，確保坯體的完整性。
【具體實施方式】
[0011]下面結合【具體實施方式】，進一步闡明本發明，應理解下述【具體實施方式】僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。
`[0012]實施例1
一種新型氧化鋁金屬陶瓷密封件，其由下述組分按照重量百分比進行配制:氧化鋁72%、氧化鈰4%、鋁酸鹽4%、碳酸鈣3.1 %、碳酸鎂3.1 %、蠟乳液1.5%、聚甲基苯烯酸氨
1.5%、高嶺土 10.8%。
[0013]上述新型氧化鋁金屬陶瓷密封件的制備方法包括下述工藝步驟:
1)將氧化鋁、氧化鈰、鋁酸鹽、碳酸鈣、碳酸鎂以及高嶺土按照重量比例混合均勻，并將其球磨機中進行濕磨45小時,其球料比為1: 3,固液重量比為1:1 ;
2)將步驟I)中所得物采用蒸汽干燥箱將粉料烘干；
3)按照重量百分比取適量蠟乳液與聚甲基苯烯酸氨，將其在100°C的環境下加熱混合40至60分鐘，待其冷卻后過100目篩；
4)將步驟3)中混合物與步驟2)中所得粉料混合均勻；
5)向步驟4)中所得混合物加入代號為HB-C的合金專用成型劑，烘干后過80目篩；
6)將上述過篩粒狀料加入鋼模中，加壓60MPa/cm2壓制成型；
7)將上述加壓成型后的素坯放入真空爐內燒結，溫度控制在1200°C，保溫5小時；
8)將燒結的產品進行表面研磨加工，檢驗合格后入庫。
[0014]作為本發明的另一種改進，所述步驟I)中的球磨介質采用去離子水。
[0015]相比于現有技術，本發明具有如下優點:
1)在氧化鋁金屬陶瓷密封件中加入氧化鈰，其可以在不降低材料韌性的前提下，顯著提高其強度，使得氧化鋁金屬陶瓷密封件的工作環境更為廣泛；
2)在氧化鋁金屬陶瓷密封件中加入鋁酸鹽，其可以顯著增強材料的韌性，避免其發生斷裂，增強了氧化鋁金屬陶瓷密封件的可靠性與工作壽命；3)在氧化鋁金屬陶瓷密封件中加入蠟乳液，其可使得氧化鋁金屬陶瓷密封件的組分在球面的過程中球磨活性顯著增強，同時研磨后粉末更為均勻；
4)在氧化鋁金屬陶瓷密封件中加入聚甲基苯烯酸氨，可以使得粉體成型過程中消除坯體與壓片模具間的粘結，確保坯體的完整性。
[0016]實施例2:
一種新型氧化鋁金屬陶瓷密封件，其由下述組分按照重量百分比進行配制:氧化鋁76%、氧化鈰3%、鋁酸鹽3%、碳酸鈣2.5%、碳酸鎂2.5%、蠟乳液I %、聚甲基苯烯酸氨1%、高嶺土 11%。
[0017]上述新型氧化鋁金屬陶瓷密封件的制備方法包括下述工藝步驟:
1)將氧化鋁、氧化鈰、鋁酸鹽、碳酸鈣、碳酸鎂以及高嶺土按照重量比例混合均勻，并將其球磨機中進行濕磨48小時,其球料比為1: 3,固液重量比為1:1 ;
2)將步驟I)中所得物采用蒸汽干燥箱將粉料烘干；
3)按照重量百分比取適量蠟乳液與聚甲基苯烯酸氨，將其在120°C的環境下加熱混合50分鐘,待其冷卻后過110目篩；
4)將步驟3)中混合物與步驟2)中所得粉料混合均勻；
5)向步驟4)中所得混合物加入代號為HB-C的合金專用成型劑，烘干后過90目篩；
6)將上述過篩粒狀料加入鋼模中，加壓80MPa/cm2壓制成型；
7)將上述加壓成型后的素坯放入真空爐內燒結，溫度控制在1280°C，保溫4小時；
8)將燒結的產品進行表面研磨加工，檢驗合格后入庫。
[0018]本發明其它特征與優點均與實施例1相同。
[0019]實施例3
一種新型氧化鋁金屬陶瓷密封件，其由下述組分按照重量百分比進行配制:氧化鋁82%、氧化鈰4%、鋁酸鹽2%、碳酸鈣1.2%、碳酸鎂3.1 %、蠟乳液0.8 %、聚甲基苯烯酸氨
0.8 % > 聞嶺土 6.1!%。
[0020]上述新型氧化鋁金屬陶瓷密封件的制備方法包括下述工藝步驟:
1)將氧化鋁、氧化鈰、鋁酸鹽、碳酸鈣、碳酸鎂以及高嶺土按照重量比例混合均勻，并將其球磨機中進行濕磨50小時，其球料比為1:3，固液重量比為1:1 ;
2)將步驟I)中所得物采用蒸汽干燥箱將粉料烘干；
3)按照重量百分比取適量蠟乳液與聚甲基苯烯酸氨，將其在130°C的環境下加熱混合60分鐘,待其冷卻后過120目篩；
4)將步驟3)中混合物與步驟2)中所得粉料混合均勻；
5)向步驟4)中所得混合物加入代號為HB-C的合金專用成型劑，烘干后過100目篩；
6)將上述過篩粒狀料加入鋼模中，加壓120MPa/cm2壓制成型；
7)將上述加壓成型后的素坯放入真空爐內燒結，溫度控制在1350°C，保溫2小時；
8)將燒結的產品進行表面研磨加工，檢驗合格后入庫。
[0021]本發明其它特征與優點均與實施例1相同。
[0022]本發明方案所公開的技術手段不僅限于上述實施方式所公開的技術手段，還包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。
【權利要求】
1.一種新型氧化鋁金屬陶瓷密封件，其特征在于，所述新型氧化鋁金屬陶瓷密封件的密封材料由氧化鋁、氧化鈰、鋁酸鹽、碳酸鈣、碳酸鎂、蠟乳液、聚甲基苯烯酸氨與高嶺土組成；所述新型氧化鋁金屬陶瓷密封件的組成組分按照下述重量百分比進行配制:氧化鋁67%~82%、氧化鈰2%~4%、鋁酸鹽2%~4%、碳酸鈣1.2%~3.1%、碳酸鎂1.2%~3.1%、蠟乳液0.8%~1.5%、聚甲基苯烯酸氨0.8%~1.5%，其余成分為高嶺土。
2.按照權利要求1所述的新型氧化鋁金屬陶瓷密封件，其特征在于，所述新型氧化鋁金屬陶瓷密封件由其組分按照下述重量百分比進行配制:氧化鋁72%、氧化鈰4%、鋁酸鹽4%、碳酸鈣3.1 %、碳酸鎂3.1 %、蠟乳液1.5%、聚甲基苯烯酸氨1.5%、高嶺土 10.8%。
3.按照權利要求1所述的新型氧化鋁金屬陶瓷密封件，其特征在于，所述新型氧化鋁金屬陶瓷密封件由其組分按照下述重量百分比進行配制:氧化鋁76%、氧化鈰3%、鋁酸鹽3%、碳酸鈣2.5%、碳酸鎂2.5%、蠟乳液I %、聚甲基苯烯酸氨I %、高嶺土 11%。
4.按照權利要求1所述的新型氧化鋁金屬陶瓷密封件，其特征在于，所述新型氧化鋁金屬陶瓷密封件由其組分按照下述重量百分比進行配制:氧化鋁82%、氧化鈰4%、鋁酸鹽2%、碳酸鈣1.2 %、碳酸鎂3.1 %、蠟乳液0.8%、聚甲基苯烯酸氨0.8%、高嶺土 6.1%。
5.一種新型氧化鋁金屬陶瓷密封件的制備方法，其特征在于，所述新型氧化鋁金屬陶瓷密封件的制備方法包括下述工藝步驟: 將氧化鋁、氧化鈰、鋁酸鹽、碳酸鈣、碳酸鎂以及高嶺土按照重量比例混合均勻，并將其球磨機中進行濕磨45至50小時,其球料比為1:3,固液重量比為1:1 ; 將步驟I)中所得物采用`蒸汽干燥箱將粉料烘干； 按照重量百分比取適量蠟乳液與聚甲基苯烯酸氨，將其在100至130°C的環境下加熱混合40至60分鐘，待其冷卻后過100~120目篩； 將步驟3)中混合物與步驟2)中所得粉料混合均勻； 向步驟4)中所得混合物加入代號為HB-C的合金專用成型劑，烘干后過80~100目篩； 將上述過篩粒狀料加入鋼模中，加壓60~120MPa/cm2壓制成型； 將上述加壓成型后的素坯放入真空爐內燒結，溫度控制在1200~1350°C，保溫2~5小時； 將燒結的產品進行表面研磨加工，檢驗合格后入庫。
6.按照權利要求5所述的新型氧化鋁金屬陶瓷密封件的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中的球磨介質采用去離子水。
【文檔編號】C04B35/10GK103771836SQ201310678482
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月14日 優先權日:2013年12月14日
【發明者】李友寶, 勵永平, 崔貴勝 申請人:寧波東聯密封件有限公司