一種抽濾注漿石膏模具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抽濾注漿石膏模具，其包括石膏模具本體和和金屬盤，石膏模具本體設(shè)在金屬盤內(nèi)，金屬盤底部對應(yīng)石膏模具本體的型腔處均布有孔洞，每個孔洞內(nèi)均倒扣有杯體，杯體的杯壁上均布有通孔，杯體延伸入石膏模具本體內(nèi)，所述石膏模具本體內(nèi)對應(yīng)每個杯體處設(shè)有抽濾通道，抽濾通道延伸至石膏模具本體的型腔表面，金屬盤底部的每個孔洞外端分別可拆卸連接有管道，管道連接至真空抽濾泵，管道上設(shè)有調(diào)節(jié)抽濾壓力的調(diào)節(jié)閥和壓力計。本發(fā)明可以針對不同的區(qū)域進(jìn)行抽濾壓力的調(diào)整，使得注漿制品的胚體表面平整、光滑無裂紋，對于應(yīng)用在大尺寸陶瓷異型靶材的制作上，流程簡單，生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高、適合大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】一種抽濾注漿石膏模具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抽濾注漿石膏模具。

【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷異型制品可以通過注漿方式制作，具體包括常壓注漿，加壓注漿，離心注漿，溶膠凝膠注漿等方法成型。關(guān)于注漿成型國內(nèi)外研究人員進(jìn)行了大量的研究，其顯著的特點是采用微米級別或者更細(xì)的陶瓷粉體制備高濃度的漿料在石膏模具中通過石膏吸水或者凝膠固化的方法來獲得所需要的坯體。具體工藝過程是將具有流動性的陶瓷漿料注入石膏模內(nèi)，利用石膏模的吸水性使陶瓷漿料中分散的顆粒粘附在模壁上，形成和模型相同形狀的坯體層，并隨時間的延長而逐漸增厚，當(dāng)達(dá)到一定程度時坯體層發(fā)生干燥收縮而與模型壁脫離，此時即可取出，形成粗坯，但是制備流動性好高濃度的注漿漿料比較困難，并且原料的粒徑受到一定程度的限制，這是注漿成型的一個缺點。另外，有時為了確保制備流動性好的陶瓷漿料，往往需要加入更多的水，由此導(dǎo)致了注漿成型過程中由于石膏模吸水導(dǎo)致的體積收縮較大且收縮速率和方向不一致，坯體容易因收縮應(yīng)力不均勻而發(fā)生開裂，導(dǎo)致了石膏注漿制品的壁厚受到限制，對于壁厚(5_為最佳)較厚的制品也無法制備。而凝膠注漿需要使用的有機單體、交聯(lián)劑和催化劑、誘發(fā)劑等均為對人體和環(huán)境有毒的有機物質(zhì)。注漿法制備的制品對于臨界顆粒較大(大于1 mm)、壁厚較厚(大于10 mm)并且三維尺寸都較大的形狀復(fù)雜的異型制品，注漿法目前還不能夠很好的制備。中國專利“采用石膏模具、振動成型耐火材料的工藝99105659.0”提出一種可用于異型耐火材料成型的方法，具體為將澆注料注入石膏模具利用石膏模具的吸水性能并且輔助振動排氣的方式成型。該方法雖然通過振動的方式輔助成型，但是仍然利用了石膏的吸水特性，坯體在吸水的方向上有著不可避免的密度梯度，對于產(chǎn)品的均一性不利，且坯體在石膏模吸水收縮過程中易發(fā)生開裂，即使成型時坯體未開裂，通過此種方法制備的產(chǎn)品均一性也不好，在實際使用過程中，容易產(chǎn)生應(yīng)力，屬于材料的薄弱環(huán)節(jié)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高的抽濾注漿石膏模具，該模具可以提高注漿制品坯體的均勻性和密度，其中注漿后的坯體表面平整、光滑無裂紋，燒結(jié)體不易碎裂或密度不均的現(xiàn)象。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種抽濾注漿石膏模具，其包括石膏模具本體和和金屬盤，所述石膏模具本體設(shè)在金屬盤內(nèi)，所述金屬盤底部對應(yīng)石膏模具本體的型腔處均布有孔洞，每個孔洞內(nèi)均倒扣有杯體，杯體的杯壁上均布有通孔，所述杯體延伸入石膏模具本體內(nèi)，所述石膏模具本體內(nèi)對應(yīng)每個杯體處設(shè)有抽濾通道，抽濾通道延伸至石膏模具本體的型腔表面，所述金屬盤底部的每個孔洞外端分別可拆卸連接有管道，管道連接至真空抽濾泵，所述管道上設(shè)有調(diào)節(jié)抽濾壓力的調(diào)節(jié)閥和壓力計。
[0005]所述調(diào)節(jié)閥為針閥。
[0006]所述金屬盤底部孔洞的直徑為10mm。
[0007]所述金屬盤底部的孔洞按矩陣排列，相鄰兩個孔洞間的距離為30mm。
[0008]所述杯體由不銹鋼或塑料材質(zhì)成型。
[0009]所述杯體的杯壁上通孔的直徑為2mm。
[0010]所述抽濾通道外壁上設(shè)有一層疏水性薄膜。
[0011]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，可以針對不同的區(qū)域進(jìn)行抽濾壓力的調(diào)整，使得注漿制品的胚體在抽濾干燥過程中，坯體肉厚較厚的位置，干燥速率較快，坯體肉厚較薄的位置，干燥速率較慢，這樣可以減少因干燥速率不同造成密度或應(yīng)力分布不均勻，使坯體在燒結(jié)過程中產(chǎn)生翹曲變形、或碎裂，對于應(yīng)用在大尺寸陶瓷異型靶材的制作上，流程簡單，生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高、適合大規(guī)模生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
圖1為本發(fā)明一種抽濾注漿石膏模具的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，本發(fā)明包括石膏模具本體1和和金屬盤2，所述石膏模具本體1設(shè)在金屬盤2內(nèi)，所述金屬盤2底部對應(yīng)石膏模具本體1的型腔11處均布有孔洞21，每個孔洞21內(nèi)均倒扣有杯體3，杯體3的杯壁上均布有通孔，所述杯體3延伸入石膏模具本體1內(nèi)，所述石膏模具本體1內(nèi)對應(yīng)每個杯體3處設(shè)有抽濾通道12，抽濾通道12延伸至石膏模具本體1的型腔11表面，所述金屬盤2底部的每個孔洞21外端分別可拆卸連接有管道4，管道4連接至真空抽濾泵5，所述管道4上設(shè)有調(diào)節(jié)抽濾壓力的調(diào)節(jié)閥7和壓力計6。
[0014]所述調(diào)節(jié)閥7為針閥。
[0015]所述金屬盤2底部孔洞21的直徑為10mm。
[0016]所述金屬盤2底部的孔洞21按矩陣排列，相鄰兩個孔洞21間的距離為30mm。
[0017]所述杯體3由不銹鋼或塑料材質(zhì)成型。
[0018]所述杯體3的杯壁上通孔的直徑為2mm。
[0019]所述抽濾通道12外壁設(shè)有一層疏水性薄膜，材質(zhì)為PVDF，加速未來在抽濾注漿過程中液體排出。
[0020]本發(fā)明中杯體3是用于生成石膏模具本體1內(nèi)的抽濾通道12。
[0021]具體制造本發(fā)明注漿石膏模具本體1的方法如下:
1、先將金屬盤2的底部依照90度或60度的角度均勻鉆出孔洞21，每個孔洞21的直徑為10mm,相鄰兩孔洞21之間的距離為30mm。
[0022]2、選取直徑為10mm的杯體3，該杯體3的杯壁上均布有直徑為2mm的通孔，先將杯體3置入另一個模具中并倒入液體水，進(jìn)行冷凍使液體水變成固體冰，待全部的液體水都結(jié)成冰之后，再將內(nèi)含固體冰的杯體3取出，倒扣入金屬盤2底部的孔洞21內(nèi)。杯體3的杯壁上具有直徑為2mm的通孔，杯體3可以是不銹鋼材質(zhì)，也可以是塑料材質(zhì)如PP，PE及PTFE等。此步驟的目的是避免在石膏漿料到入金屬盤2內(nèi)時，造成金屬盤2底部的孔洞21及內(nèi)部空間被堵塞。
[0023]3、將金屬盤2與杯體3組合完成后，往金屬盤2中倒入石膏漿料并將異型模板放至于石膏漿料頂部以進(jìn)行塑型，之后再整體放入負(fù)18°C的冷凍干燥機中，先不開啟真空裝置，使石膏漿料中的液體水進(jìn)行凝固反應(yīng)轉(zhuǎn)為固體冰。其中，石膏漿料的配方，可以是單一種石膏粉或石膏液，或以兩種以上石膏粉進(jìn)行混合調(diào)漿，固含量為4(Γ60%，使用PVDF當(dāng)作黏結(jié)劑，添加量為5%，目的除了加強石膏模具本體1的強度外，同時在后續(xù)成型的抽濾通道12外圍形成一層疏水性PVDF薄膜，加速未來在抽濾注漿過程中液體排出。
[0024]在石膏漿料中的液體水凝固成為固體冰的過程中，石膏漿料中的液體水會先在杯體3的位置開始成核，同時垂直向上3成長，形成冰柱。
[0025]4、進(jìn)行負(fù)18°C冷凍處理后1.5小時，再進(jìn)行負(fù)40°C冷凍處理3小時后，開啟冷凍干燥機的真空泵，將冷凍干燥機的真空度降至SOlOmtorr，使冰柱在真空環(huán)境下升華成為水蒸氣排出，而留下一個具有均勻分布單向性通道的石膏模具本體1，單向性通道即為本發(fā)明中的抽濾通道12。
[0026]另外，本發(fā)明抽濾干燥的原理為:將注漿原料注入石膏模具本體1的型腔11上，在抽濾的過程中，可以通過針閥控制每一個孔洞21的抽濾壓力或?qū)⒔饘俦P2的底部分為復(fù)數(shù)個區(qū)域，針對不同區(qū)域進(jìn)行抽濾壓力的調(diào)整，此時，同區(qū)域中的孔洞21的抽濾壓力均相同或可以再略做微調(diào)，達(dá)到控制坯體不同厚度的區(qū)域的抽濾干燥速度，在注漿制品坯體較厚的位置，干燥速率控制快些，較薄的位置，干燥速率控制慢些，這樣可以減少因干燥速率不同造成密度或應(yīng)力分布不均勻，使坯體在燒結(jié)過程中產(chǎn)生翹曲變形、或碎裂，并更能應(yīng)用于制作異型大尺寸的陶瓷靶材。
【權(quán)利要求】
1.一種抽濾注漿石膏模具，其特征在于:其包括石膏模具本體和和金屬盤，所述石膏模具本體設(shè)在金屬盤內(nèi)，所述金屬盤底部對應(yīng)石膏模具本體的型腔處均布有孔洞，每個孔洞內(nèi)均倒扣有杯體，杯體的杯壁上均布有通孔，所述杯體延伸入石膏模具本體內(nèi)，所述石膏模具本體內(nèi)對應(yīng)每個杯體處設(shè)有抽濾通道，抽濾通道延伸至石膏模具本體的型腔表面，所述金屬盤底部的每個孔洞外端分別可拆卸連接有管道，管道連接至真空抽濾泵，所述管道上設(shè)有調(diào)節(jié)抽濾壓力的調(diào)節(jié)閥和壓力計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抽濾注漿石膏模具，其特征在于:所述調(diào)節(jié)閥為針閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抽濾注漿石膏模具，其特征在于:所述金屬盤底部孔洞的直徑為10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抽濾注漿石膏模具，其特征在于:所述金屬盤底部的孔洞按矩陣排列，相鄰兩個孔洞間的距離為30mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抽濾注漿石膏模具，其特征在于:所述杯體由不銹鋼或塑料材質(zhì)成型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抽濾注漿石膏模具，其特征在于:所述杯體的杯壁上通孔的直徑為2mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抽濾注漿石膏模具，其特征在于:所述抽濾通道外壁上設(shè)有一層疏水性薄膜。
【文檔編號】B28B7/46GK104290179SQ201410549350
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】林杰, 張群 申請人:福建省諾希新材料科技有限公司