專利名稱：陶瓷外螺旋軸套材料及其制備工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于高性能結(jié)構陶瓷材料技術領域，具體涉及一種陶瓷外螺旋軸套材料及其制備工藝。
背景技術：
在煤燃燒系統(tǒng)中，等離子點火器廣泛使用外螺旋軸套。在現(xiàn)有技術中，普遍采用的外螺旋軸套都是工程塑料或金屬材料制品。由于工程塑料存在耐熱性差，易老化的缺點，而金屬材料又存在耐磨損性和耐腐蝕性差的缺點，導致這兩種材料的外螺旋軸套使用壽命短，可靠性差，難以滿足在600℃的高溫條件下耐熱性、耐腐蝕性以及耐磨損性的要求。采用工程結(jié)構陶瓷材料替代上述兩種材料是一種不錯的選擇，但研究出具有高的抗彎強度和斷裂韌性，同時具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)異性能的陶瓷材料是本技術領域中的難點。此外，由于外螺旋軸套是異形產(chǎn)品，形狀復雜，采用一般的壓制成型和注漿成型工藝難以制備，且生產(chǎn)效率低，因此還要找到適當?shù)闹苽浞椒ā?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有有機高分子和金屬外螺旋軸套耐熱性和耐磨損性差，使用壽命短的問題，提供一種耐熱性和力學性能優(yōu)良，性能價格比較合理，且適宜于等離子點火器工作環(huán)境的陶瓷外螺旋軸套材料及其制備工藝。
本發(fā)明提供的陶瓷外螺旋軸套材料，其特征在于以氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(簡稱3Y-TZP)為基礎，以普通工業(yè)氧化鋯(ZrO2)為輔助，以氧化鋁(Al2O3)、氧化鎂(MgO)、氧化硅(SiO2)為添加劑的多元體系高性能氧化鋯基陶瓷材料。
上述材料優(yōu)化的組成比例(重量比)為3Y-TZP粉60～80wt％，工業(yè)用ZrO2粉10～20wt％，Al2O3粉5～10wt％，MgO粉1～5wt％，SiO2粉0.5～5wt％。
本發(fā)明提供的制備陶瓷外螺旋軸套材料的工藝，按上述材料組成成分，先將3Y-TZP粉和工業(yè)ZrO2、Al2O3、MgO、SiO2均勻混合后，再與有機粘結(jié)劑進行熱混煉，混煉溫度150～170℃，時間0.5～1小時；混煉后的顆粒料通過注射成型機成型出含有有機粘結(jié)劑的陶瓷外螺旋軸套的生坯體，再將該生坯體放入加熱爐中進行脫脂，于500～600℃下保溫2～5小時排出生坯體內(nèi)的有機粘結(jié)劑得到陶瓷外螺旋軸套的素坯，該素坯置于高溫爐內(nèi)于1500～1550℃溫度范圍內(nèi)保溫2～4小時，即可得到致密度高于99％的陶瓷體，再經(jīng)磨床研磨加工制成所需尺寸精度的陶瓷外螺旋軸套。
這種多元體系氧化鋯基陶瓷材料不僅在室溫，而且在600℃的高溫環(huán)境下仍可保持優(yōu)異的力學性能、耐腐蝕性和耐磨損性，完全可滿足等離子點火器的苛刻工作環(huán)境。
具體實施例方式
本發(fā)明陶瓷外螺旋軸套之制備工藝特征為注射成型，主要包括以下方面(1)陶瓷粉與有機粘結(jié)劑進行熱混煉按實施例附表中所列的組成配好陶瓷粉，并與有機粘結(jié)劑進行熱混煉，陶瓷粉重量比為80～90wt％，有機粘結(jié)劑重量比為10～20wt％，所用有機粘結(jié)劑為聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，微晶石蠟，聚苯二甲酸二辛酯，聚苯二甲酸二丁酯中的3種，4種或5種?；鞜捲跍囟瓤煽氐幕鞜挋C中進行，溫度調(diào)至130～180℃?；鞜挄r間0.5～1小時。
(2)射出成型將上述混煉好的顆粒料倒入注射機料筒內(nèi)，于130～160℃加熱后，在50～150MPa壓力下將粘稠的物料注射進入摸腔內(nèi)，得到陶瓷外螺旋軸套的坯體。
(3)脫脂將上述陶瓷外螺旋軸套的坯體放入坩堝內(nèi)，并埋入剛玉粉中，然后放入加熱爐中，以5～10℃/h的速度升至500～600℃，保溫2～5小時，自然冷卻至室溫，即可脫除坯體內(nèi)有機粘結(jié)劑，得到陶瓷外螺旋軸套的素坯。
(4)高溫燒結(jié)將上述素坯置于高溫爐中常壓(即一個大氣壓)燒結(jié)，以25～35℃/小時的升溫速度升溫至1500～1550℃，保溫2～4小時，隨爐冷卻至室溫，得到致密度高于99％的陶瓷外螺旋軸套。
(5)表面研磨加工燒結(jié)后的陶瓷外螺旋軸套，在萬能磨床上進行內(nèi)圓和外圓表面研磨，在平面磨床上進行端面研磨，達到要求的尺寸精度。
實施例附表

權利要求
1.一種陶瓷外螺旋軸套材料，其特征在于以氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(簡稱3Y-TZP)為基礎，以普通工業(yè)氧化鋯(ZrO2)為輔助，以氧化鋁(Al2O3)、氧化鎂(MgO)、氧化硅(SiO2)為添加劑的多元體系氧化鋯基陶瓷材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的陶瓷外螺旋軸套材料，其特征是所述多元體系氧化鋯基陶瓷材料的組成比例(重量比)為3Y-TZP粉60～80wt％，工業(yè)用ZrO2粉10～20wt％，Al2O3粉5～10wt％，MgO粉1～5wt％，SiO2粉0.5～5wt％。
3.一種如權利要求1或2所述的陶瓷外螺旋軸套材料的制備工藝為先將3Y-TZP粉和工業(yè)ZrO2、Al2O3、MgO、SiO2均勻混合后，再與有機粘結(jié)劑進行熱混煉，混煉溫度150～170℃，時間0.5～1小時；混煉后的顆粒料通過注射成型機成型出含有有機粘結(jié)劑的陶瓷外螺旋軸套的生坯體，再將該生坯體放入加熱爐中進行脫脂，于500～600℃下保溫2～5小時排出生坯體內(nèi)的有機粘結(jié)劑得到陶瓷外螺旋軸套的素坯，該素坯置于高溫爐內(nèi)于1500～1550℃溫度范圍內(nèi)保溫2～4小時，即可得到致密度高于99％的陶瓷體，再經(jīng)磨床研磨加工制成所需尺寸精度的陶瓷外螺旋軸套。
全文摘要
本發(fā)明公開一種陶瓷外螺旋軸套材料，其特征在于它是以氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(簡稱3Y－TZP)為基礎，以普通工業(yè)氧化鋯(ZrO
文檔編號C04B35/622GK1919789SQ20061015964
公開日2007年2月28日 申請日期2006年9月20日 優(yōu)先權日2006年9月20日
發(fā)明者曾興華, 謝志鵬 申請人:景德鎮(zhèn)市新紀元精密陶瓷有限公司