多孔陶瓷軸承及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種多孔陶瓷軸承的制造方法，包括：將增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉料、造孔劑、粘結(jié)劑充分混勻，得混合漿料；將混合漿料干燥處理后的粉料用模具成型，獲得生坯；將生坯進(jìn)行燒結(jié)，獲得軸承坯體；將軸承坯體進(jìn)行真空浸油處理。本發(fā)明的制備方法，采用增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉料進(jìn)行軸承制作，通過(guò)技術(shù)手段強(qiáng)化后的部分穩(wěn)定氧化鋯強(qiáng)化了相變?cè)鲰g作用提升了陶瓷的力學(xué)性能，解決了現(xiàn)有部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的低溫老化問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多孔陶瓷軸承及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于多孔陶瓷材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種多孔陶瓷軸承及其制造方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002] 陶瓷軸承作為一種新興的機(jī)械基礎(chǔ)零件，在耐腐蝕耐氧化、力學(xué)性能、熱膨脹系 數(shù)、硬度和耐摩擦性等方面均具有金屬軸承無(wú)法比擬的優(yōu)良性能。因此，利用陶瓷材料本身 的優(yōu)良性能，來(lái)代替金屬材料制備風(fēng)扇軸承，可以大大延長(zhǎng)軸承的使用壽命，降低使用過(guò)程 中的噪聲。
[0003] 目前市場(chǎng)上使用較多的是氧化鋯陶瓷風(fēng)扇軸承，利用氧化鋯陶瓷制作成軸承的軸 套和軸芯，加工并拋光成鏡面，然后組裝成軸承。由于氧化鋯陶瓷的高硬度、拋光后的低摩 擦系數(shù)，這種軸承比金屬軸承有更長(zhǎng)的使用壽命，更小的噪聲。但這種軸承也存在固有缺 點(diǎn)：由于氧化鋯陶瓷為致命燒結(jié)體，吸水率為0,因此不可能像金屬含油軸承一樣吸附大量 潤(rùn)滑油，同時(shí)由于氧化鋯陶瓷低的熱導(dǎo)率，在運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后由于摩擦產(chǎn)生的熱量不能有 效散發(fā)，軸承發(fā)熱后將導(dǎo)致潤(rùn)滑油的大量揮發(fā)，增大了軸套和軸芯間的摩擦系數(shù)，加劇了軸 承的磨損。這在一定程度上縮短了和含油陶瓷軸承的使用壽命，降低了使用質(zhì)量。
[0004] 因此出于上述情形，為了提升軸承蓄油的能力，現(xiàn)有方法中多通過(guò)消失模式方法， 通過(guò)加入造孔劑制備一種多孔陶瓷軸承，利于蓄油。但這種方法的缺陷是顯而易見(jiàn)的，因?yàn)?蓄油的能力與足夠的孔隙率和孔徑成正比；而多孔陶瓷材料的力學(xué)性能如耐磨性隨著孔隙 率和孔徑的增大而急劇下降，這二者是矛盾對(duì)立的。此外，即便是使用氧化鋯中力學(xué)性能部 分穩(wěn)定最好的3Y-ZTP材質(zhì)搭配多孔結(jié)構(gòu)，但軸承在100-400°c的溫度下長(zhǎng)期工作時(shí)，容易 發(fā)生低溫老化現(xiàn)象，強(qiáng)度和耐磨性大大降低，甚至軸承內(nèi)表面發(fā)生材料剝落現(xiàn)象。因此僅通 過(guò)加入造孔劑制備的單一氧化物多孔質(zhì)陶瓷燒結(jié)體，其最終多孔陶瓷軸承的性能也不能完 全滿(mǎn)足風(fēng)扇陶瓷軸承的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種具有足夠的機(jī)械強(qiáng) 度、良好的耐磨性和耐低溫老化性的多孔陶瓷軸承的制造方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案如下：
[0007] -種多孔陶瓷軸承的制造方法，包括如下步驟：
[0008] 將增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉料、造孔劑、粘結(jié)劑充分混勻，得混合漿料；
[0009] 將所述混合漿料干燥處理后的粉料用模具成型，獲得生坯；
[0010] 將所述生坯進(jìn)行燒結(jié)，獲得軸承坯體；
[0011] 將所述軸承坯體進(jìn)行真空浸油處理。
[0012] 本發(fā)明進(jìn)一步還提出一種由上述方法制備得到的多孔陶瓷軸承。
[0013] 本發(fā)明的制備方法，采用增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉料進(jìn)行軸承制作，通過(guò)技術(shù)手 段強(qiáng)化后的部分穩(wěn)定氧化鋯強(qiáng)化了相變?cè)鲰g作用提升了陶瓷的力學(xué)性能，解決了現(xiàn)有部分 穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的低溫老化問(wèn)題。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0015] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種多孔陶瓷軸承的制造方法，及由該制備方法得到的多孔陶 瓷軸承，其中方法過(guò)程包括如下步驟：
[0016] S10,制備增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉料；
[0017] S20,將增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉料與造孔劑、粘結(jié)劑充分混勻，得混合漿料；
[0018] S30,將混合漿料進(jìn)行干燥處理，得到干燥粉料；
[0019] S40,將干燥粉料用模具成型，獲得生坯；
[0020] S50,將生述進(jìn)行燒結(jié)，獲得軸承述體；
[0021] S60,將軸承坯體進(jìn)行真空浸油。
[0022] 在本發(fā)明的制備方法中，增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉料進(jìn)行軸承制作，其中技術(shù)手 段強(qiáng)化后的部分穩(wěn)定氧化鋯含有較多的增強(qiáng)功能成分，提升陶瓷的力學(xué)性能，抑制了部分 穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的低溫老化現(xiàn)象。其中，本發(fā)明中采用的增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉料是將 現(xiàn)有的普通的部分穩(wěn)定的氧化鋯復(fù)合陶瓷粉料（比如現(xiàn)有采用較多的氧化釔部分穩(wěn)定氧 化鋯、氧化鈰部分穩(wěn)定氧化鋯、氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯等）的基礎(chǔ)上增加第二增強(qiáng)相，用于 提升現(xiàn)有部分穩(wěn)定的氧化鋯的力學(xué)性能。
[0023] 而第二增強(qiáng)相在本發(fā)明中采取引入氧化鋁晶粒、晶須、納米氧化鋯顆粒、纖維等中 的至少一種。其中，
[0024] 氧化鋁晶粒本身的結(jié)構(gòu)形態(tài)性能為長(zhǎng)柱狀，且高彈性模量、高硬度；可利于多孔軸 承產(chǎn)生明顯的裂紋分叉和彎曲，使裂紋路徑變長(zhǎng)；并且增加可相變的氧化鋯晶粒的數(shù)量，還 能強(qiáng)化了相變?cè)鲰g作用；此外氧化鋁和氧化鋯二者的熱失配使氧化鋁晶粒在氧化鋯基體中 處于受壓狀態(tài)，晶界處不易形成微裂紋，而是形成半共格和共摻雜結(jié)構(gòu)，這使兩者可以更好 的鏈接，增強(qiáng)了機(jī)械強(qiáng)度，阻止了低溫下四方氧化鋯向單斜相氧化鋯的轉(zhuǎn)變，可以抑制普通 部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的低溫老化的情況。
[0025] 添加納米氧化鋯顆粒的功效上其基體顆粒以納米顆粒為核，發(fā)生致密化，而將納 米顆粒包裹在部分穩(wěn)定氧化鋯的基體晶粒內(nèi)部，形成"晶內(nèi)核"結(jié)構(gòu)，這樣便能減弱主晶界 的作用，誘發(fā)穿晶斷裂，增強(qiáng)其力學(xué)性能。
[0026] 而在部分穩(wěn)定氧化鋯加入晶須或短纖維，在裂紋擴(kuò)展尖端應(yīng)力場(chǎng)中，增強(qiáng)體會(huì)導(dǎo) 致裂紋彎曲和偏轉(zhuǎn)，從而使氧化鋯基體的應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子降低，起到阻礙裂紋擴(kuò)展的作用。 隨增強(qiáng)體長(zhǎng)徑比的增加，裂紋彎曲增韌的效果增加。裂紋一般很難穿過(guò)晶須，更容易繞過(guò)晶 須并盡量貼近表面而擴(kuò)展，即裂紋發(fā)生偏轉(zhuǎn)，增強(qiáng)了陶瓷體的力學(xué)性能，同時(shí)在晶須或纖維 被拔出時(shí)，需要外力作功，也起到了增強(qiáng)作用。
[0027] 進(jìn)一步，本發(fā)明上述增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉料的制備步驟S10的過(guò)程，實(shí)施中 可以按照如下步驟進(jìn)行：
[0028] SI1，稱(chēng)取普通部分穩(wěn)定氧化鋯粉體溶于水中，配成80?90g/L的氧化鋯溶液；
[0029] S12,然后加入分散劑，并超聲分散1?2h，制得氧化鋯懸浮液；其中分散劑的加入 量為普通部分穩(wěn)定氧化鋯粉體質(zhì)量的〇. 2%?1% ;
[0030] S13,稱(chēng)取占氧化鋯粉體質(zhì)量的3%?10%的第二增強(qiáng)相物質(zhì)（如，氧化鋁粉體、納 米氧化鋯顆粒、晶須、纖維的其中一種或者混合）加入步驟S12得到的懸浮液，攪拌均勻，再 超聲分散2?4h，得分散液；
[0031] S14,將分散液進(jìn)行真空抽濾，以除去大部分水分，防止添加物和基體分層，然后放 入烘箱中烘干，得到增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉末塊體；
[0032] S15,將增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉末塊體置于空氣爐中燒結(jié)，其中燒結(jié)過(guò)程中可以 按照1?3°C/分鐘的升溫速率升溫至850?900°C的燒結(jié)溫度，然后保溫2?4小時(shí)；降 溫冷卻后取出即得到燒結(jié)的氧化鋁增強(qiáng)的氧化鋯的燒結(jié)體；
[0033] S16,使用振動(dòng)磨和氣流磨將燒結(jié)得到的燒結(jié)體充分粉碎至粒徑細(xì)度為0. 5? l.Oum后，即為本發(fā)明中采用的增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉體。
[0034] 其中在上述步驟S12中采用的分散劑優(yōu)選采用聚丙烯酸銨分散劑，可以利于保證 氧化鋯和添加物的界面分散細(xì)度，增加粒子活性。步驟S14中烘干溫度設(shè)定為50?70度， 防止硬團(tuán)塊的產(chǎn)生，對(duì)燒結(jié)產(chǎn)生不利影響。
[0035] 進(jìn)一步在步驟S20中將本發(fā)明中采用的原料進(jìn)行混煉，原料除了上述增強(qiáng)型氧化 鋯復(fù)合陶瓷粉料，還添加有造孔劑和粘結(jié)劑；其中造孔劑可以采用選自碳粉、石墨粉、聚苯 乙烯微球、PMMA微球、淀粉、聚氯乙烯球、鋸末中的任意一種或者多種組合。同時(shí)為了保證 最終生成的多孔的結(jié)構(gòu)與機(jī)械強(qiáng)度平衡，造孔劑物料粉末的粒度范圍10?200um，最優(yōu)為 20?70um。造孔劑的添加量出于更好的穩(wěn)定效果，造孔劑的添加量為增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶 瓷粉料的20%?70%質(zhì)量分?jǐn)?shù)；當(dāng)然在實(shí)際適用產(chǎn)品和力學(xué)要求不同，技術(shù)人員可以進(jìn)行 調(diào)整，并不一定現(xiàn)定于上述范圍。
[0036] 進(jìn)一步在本發(fā)明實(shí)施中為了保證多孔軸承孔洞的連通性以及良好的含油性，采用 不同粒度的造孔劑以一定的級(jí)配加入到氧化鋯陶瓷基體中，其中粗粒度：中粒度：細(xì)粒度 三種不同粒度的造孔劑比例為4?6:5?3:1，最終使多孔陶瓷內(nèi)部的孔洞的直徑大小不是 單一數(shù)值，而是多種孔徑并存，這有利于提高陶瓷軸承的含油量以及保油性能。
[0037] 在步驟S10完成之后，步驟S20中將增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉體與粘結(jié)劑、造孔劑 等進(jìn)行配料，配料的比例可以直接采用多孔陶瓷軸承制備的常用配比進(jìn)行。同時(shí)本步驟S20 中添加的粘結(jié)劑可選擇聚乙烯醇縮丁醛、CMC等比較常見(jiàn)的陶瓷粘結(jié)劑，添加控制為氧化鋯 復(fù)合陶瓷粉料的〇. 5 %?5 %，更優(yōu)選的加入量為1 %。在整體制備的過(guò)程中，可以采用先將 粘結(jié)劑配置成5%左右的溶液，然后再將溶液加入至原料混合漿料中進(jìn)行球磨分散。
[0038] 本發(fā)明中在該步驟S20實(shí)施過(guò)程中，可以分步進(jìn)行，包括：
[0039] S21，先將步驟S10的增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉料與造孔劑按所需比例秤取，置于 球磨罐中進(jìn)行液相球磨；
[0040]S22,然后將粘結(jié)劑配制為溶液后，加入步驟S21的球磨漿料中繼續(xù)進(jìn)行球磨1-10 小時(shí)，優(yōu)選為2小時(shí)，球磨完成之后即得到混合漿料。
[0041] 整體球磨分散的步驟S20中，磨球可以選擇氧化鋯、氧化鋁、氮化硅等磨球；如果 進(jìn)一步為避免造成污染，優(yōu)選氧化鋯磨球，磨球的加入量為氧化鋯復(fù)合陶瓷粉料總質(zhì)量的 1?2倍。并且在步驟S21中最初進(jìn)行液相球磨時(shí)，可以采用添加溶劑無(wú)水乙醇、丙醇等有 機(jī)溶劑進(jìn)行；從本身的分散效果上考量，最好采用乙醇進(jìn)行，溶劑的添加量為增強(qiáng)型氧化鋯 復(fù)合陶瓷粉料總質(zhì)量的0. 4?0. 6倍。同時(shí)，在步驟S21中為保證造孔劑在氧化鋯粉體體 系中均勻分布，同時(shí)確保造孔劑的顆粒尺寸不會(huì)被明顯磨小，球磨混合的時(shí)間應(yīng)為5-20小 時(shí)，優(yōu)選為10小時(shí)；球磨轉(zhuǎn)速可設(shè)定為20-80轉(zhuǎn)/分，優(yōu)選為30轉(zhuǎn)/分。
[0042] 進(jìn)一步將步驟S20球磨完成得到的混合漿料，在步驟S30中進(jìn)行干燥處理，使其能 進(jìn)行后續(xù)的制備；干燥的方法較多，在本發(fā)明中最優(yōu)采用噴霧干燥，在蠕動(dòng)噴霧步驟完成之 后，可以使獲得的干燥粉料能夠具有良好的流動(dòng)性。具體操作過(guò)程可以參考如下：把球磨好 的混合漿料倒入帶攪拌槳的料缸中，利用蠕動(dòng)泵將漿料送入噴霧干燥機(jī)進(jìn)行噴霧干燥。其 中，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速可設(shè)定為30?80/分；噴霧干燥機(jī)的進(jìn)口溫度設(shè)置為100?300°C，優(yōu)選為 220°C;出口溫度設(shè)置為90?150°C，優(yōu)選為120°C;噴霧干燥機(jī)的霧化器轉(zhuǎn)速設(shè)置為20? 60Hz，優(yōu)選為 40Hz。
[0043] 步驟S40中進(jìn)一步將步驟S30得到的干燥粉料進(jìn)行生坯成型，成型可以采用干壓 或者注射成型的方式進(jìn)行，均可：
[0044] (1)采用干壓成型方法，使用圓筒形干壓成型模具和制備的不同孔隙率的多孔氧 化鋯原料，壓制多孔陶瓷軸承生坯；壓機(jī)使用四柱液壓機(jī)，壓力為20到50MPa可調(diào)，優(yōu)選為 30MPa。
[0045] (2)采用注射成型方法，將制得的干燥粉料與石蠟、聚乙烯、聚丙烯、油酸等在混煉 機(jī)中進(jìn)行混煉制成注射喂料，混煉溫度可設(shè)置為165-190°C，混煉時(shí)間150-200分鐘；然后 按一定的收縮比和軸承圖紙尺寸制作成型模具，最后利用注塑成型機(jī)成型出合格的多孔陶 瓷軸承生坯。
[0046] 之后，在本發(fā)明中并不直接將生坯進(jìn)行直接燒結(jié)，而是采用步驟S51以及S52先進(jìn) 行預(yù)燒結(jié)，之后再最終二次燒結(jié)；當(dāng)然，在燒結(jié)之前根據(jù)需要還可以將生坯先進(jìn)行排蠟，之 后再進(jìn)行本實(shí)施方式中的步驟S51和步驟S52 :
[0047] S51，把成型好的多孔氧化鋯陶瓷軸承生坯放入真空爐中進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，升溫速率為 2?5°C/分，優(yōu)選的升溫速率為4°C/分，并在1000°C至IJ1300°C區(qū)間內(nèi)的預(yù)燒結(jié)溫度下進(jìn) 行保溫，保溫時(shí)間為1?5小時(shí)。
[0048] S52,將真空預(yù)燒結(jié)完成的坯體放入空氣爐中進(jìn)行最終二次燒結(jié)，由于預(yù)燒后的坯 中仍有部分造孔劑，因此應(yīng)該放慢升溫速率，1?3°C/分為宜，燒結(jié)溫度設(shè)定為1450°C? 1550°C，保溫時(shí)間為2?4小時(shí)。
[0049] 采用分步的預(yù)燒結(jié)和二次燒結(jié)，其目的在于，通過(guò)這一方式彌補(bǔ)直接燒結(jié)中產(chǎn)生 的孔徑缺陷，因?yàn)檎？諝鈿夥諢Y(jié)時(shí)由于造孔劑在低溫下（400?600°C)被大量燒失，會(huì) 導(dǎo)致后續(xù)高溫段由于陶瓷體的劇烈燒結(jié)收縮而使所需要的含油孔的孔徑縮小的不利情況 出現(xiàn)。
[0050] 因此在這一情形下，本發(fā)明創(chuàng)造性采用預(yù)燒結(jié)和燒結(jié)的分步方式進(jìn)行，真空下預(yù) 燒結(jié)的目的是保證石墨等造孔劑在預(yù)燒結(jié)溫度下不會(huì)燒掉，從而繼續(xù)填充在氧化鋯基體 中；而另一方面，在預(yù)燒結(jié)溫度下，氧化鋯基體已經(jīng)出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象：即宏觀上坯體開(kāi)始出現(xiàn) 收縮，致密性增加，硬度、強(qiáng)度等力學(xué)性能增強(qiáng)；微觀上坯體內(nèi)部的粉末顆粒在高溫傳質(zhì)等 燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力作用下開(kāi)始相互靠近，并形成燒結(jié)頸部，這樣一來(lái)，可以便于準(zhǔn)確的控制陶瓷含 油軸承內(nèi)部的含油孔的孔徑尺寸。
[0051] 在燒結(jié)之后，為了保證使用過(guò)程中多孔陶瓷軸承的效果，因此之后還需進(jìn)行步驟 S60真空浸油處理，將燒結(jié)的多孔陶瓷軸承坯體放入真空浸油機(jī)，并打開(kāi)抽真空開(kāi)關(guān)，將多 孔陶瓷軸承內(nèi)部的空氣吸出，然后注入專(zhuān)用的潤(rùn)滑油，并開(kāi)啟加熱開(kāi)關(guān)，使?jié)櫥瓦M(jìn)入多孔 陶瓷孔洞內(nèi)。浸油完成后，取出含油軸承，并用干凈的無(wú)塵布擦去多余的潤(rùn)滑油，即為成品。
[0052] 當(dāng)然，在上述實(shí)施中，為了更加提升軸承的品質(zhì)，步驟S50燒結(jié)之后、S60浸油之 前，還可以將燒結(jié)的坯體進(jìn)行磨削加工和清洗處理：
[0053] 使用內(nèi)圓磨、外圓磨、端面磨、拋光機(jī)等機(jī)械加工設(shè)備，配合不同目數(shù)的金剛石砂 輪對(duì)多孔陶瓷軸承的燒結(jié)坯體進(jìn)行加工，從而得到尺寸、外觀符合圖紙要求的產(chǎn)品；
[0054] 將加工好的多孔陶瓷軸承用超聲波清洗機(jī)進(jìn)行清洗，清洗時(shí)間設(shè)置為10?40分 鐘，優(yōu)選為30分鐘，然后將清洗好的產(chǎn)品放入烘箱烘干后再進(jìn)行步驟S60的浸油。
[0055] 采用本發(fā)明的上述多孔陶瓷軸承的制造方法，在不同部分穩(wěn)定的氧化鋯復(fù)合陶瓷 基體中引入第二增強(qiáng)相，可以很好的滿(mǎn)足多孔陶瓷軸承的需要：即足夠的機(jī)械強(qiáng)度、良好的 耐磨性和耐低溫老化性。并且進(jìn)一步通過(guò)更加優(yōu)化的造孔劑、以及分步燒結(jié)等，能夠得到品 質(zhì)更加優(yōu)異的多孔陶瓷軸承。
[0056] 為使本發(fā)明上述實(shí)施細(xì)節(jié)和操作能清楚地被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，以及本發(fā)明制 備的多孔陶瓷軸承的性能優(yōu)異和進(jìn)步性能顯著地體現(xiàn)，以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施步 驟進(jìn)行舉例說(shuō)明。
[0057] 實(shí)施例1
[0058] 在該實(shí)施例1中采用現(xiàn)有部分穩(wěn)定氧化鋯中性能最佳的3Y-TZP進(jìn)行，具體步驟如 下：
[0059] S11，稱(chēng)取3Y-TZP粉末41公斤溶于水中，配成80g/L的氧化鋯溶液；
[0060] S12,向步驟S11的溶液中加入聚丙烯酸銨200g，并超聲分散2h，制得氧化鋯懸浮 液；
[0061] S13,稱(chēng)取3. 2公斤的a氧化鋁粉加入步驟S12得到的懸浮液，攪拌均勻，再超聲 分散2h，得分散液；
[0062] S14,將分散液進(jìn)行真空抽濾，以除去大部分水分，防止添加物和基體分層，然后放 入烘箱中60度烘干，得到增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉末塊體；
[0063] S15,將步驟S14得到的塊體置于空氣爐中燒結(jié)，其中燒結(jié)過(guò)程中可以按照3°C/分 鐘的升溫速率升溫至850°C的燒結(jié)溫度，然后保溫4小時(shí)；降溫冷卻后取出即得到燒結(jié)的氧 化鋁增強(qiáng)的氧化鋯的燒結(jié)體；
[0064] S16,使用氣流磨將燒結(jié)得到的塊體充分粉碎至粒徑細(xì)度為0. 5?1.Oum后，重量 約為45公斤，儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?br> [0065] S21，將步驟S16制備的45公斤氧化鋁增強(qiáng)的氧化鋯與造孔劑石墨粉加入球磨機(jī) 中混料，其中石墨粉與增強(qiáng)型氧化鋯比例為3:7 ;且其中石墨粉作為造孔劑含有大致的粒 度70um、40um、30um的比例為5 :4 :1 ;球磨機(jī)內(nèi)事先放入氧化锫磨球（避免雜質(zhì)成分）60公 斤，然后加入無(wú)水乙醇25公斤。設(shè)定球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為25轉(zhuǎn)/分，混合時(shí)間設(shè)定為9小時(shí)。 [0066] S22,稱(chēng)取粘結(jié)劑PVBO. 5公斤，然后配置成濃度為5 %的溶液，然后將配置好的粘 結(jié)劑溶液加入球磨罐中，繼續(xù)球磨2小時(shí)，得到混合漿料。
[0067] S30,將球磨罐中的混合漿料過(guò)濾后轉(zhuǎn)移到帶攪拌器的料缸中，利用蠕動(dòng)泵將料漿 送入噴霧干燥機(jī)進(jìn)行噴霧造粒，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速設(shè)定為50/分，噴霧干燥機(jī)進(jìn)風(fēng)口溫度設(shè)定為 220°C，出風(fēng)口溫度設(shè)置為120°C;霧化器轉(zhuǎn)速設(shè)定40Hz。
[0068] S40,采用干壓成型方式，將噴霧干燥好的多孔陶瓷原料裝入自動(dòng)干壓機(jī)的料斗 中，然后裝配好多孔陶瓷軸承的專(zhuān)用模具，根據(jù)軸承圖紙尺寸和收縮調(diào)整好模具的模腔深 度，設(shè)定成型壓力為30MPa，然后壓制多孔陶瓷軸承生坯。
[0069] S51，把多孔氧化鋯生坯放入真空爐內(nèi)進(jìn)行排蠟和預(yù)燒結(jié)：將真空爐抽真空至IPa 以下，然后以3°C/分的升溫速率升溫到1150°C，保溫2小時(shí)，自然冷卻后取出預(yù)燒坯體。
[0070] S52,將預(yù)燒好的坯體放入空氣氣氛爐中進(jìn)行最終燒結(jié)，升溫速率為2°C/分，最高 燒結(jié)溫度設(shè)置為1500°C，保溫時(shí)間設(shè)為2小時(shí)。
[0071] S53,按照軸承的圖紙尺寸要求，配合不同目數(shù)的金剛石砂輪，用平面磨床加工多 孔陶瓷軸承的端面，用內(nèi)圓磨床加工多孔陶瓷軸承的內(nèi)孔，用外面磨床加工多孔陶瓷軸承 的外壁，用拋光機(jī)多孔陶瓷軸承進(jìn)行拋光，以降低粗糙度。
[0072] S54,將加工好的多孔陶瓷軸承用超聲波清洗機(jī)進(jìn)行清洗，清洗時(shí)間設(shè)置為30分 鐘，然后將清洗好的產(chǎn)品放入烘箱烘干。
[0073] S60,將烘干的多孔陶瓷軸承放入真空浸油機(jī)，并打開(kāi)抽真空開(kāi)關(guān)，將多孔陶瓷軸 承內(nèi)部的空氣吸出，然后注入專(zhuān)用的潤(rùn)滑油，并開(kāi)啟加熱開(kāi)關(guān)，使?jié)櫥瓦M(jìn)入多孔陶瓷孔洞 內(nèi)。
[0074] 將步驟S60所浸油完成的含油軸承取出，并用干凈的無(wú)塵布擦去多余的潤(rùn)滑油， 即為成品；然后對(duì)多孔陶瓷含油軸承進(jìn)行性能的測(cè)試，包括含油率以及壓潰強(qiáng)度、噪聲試驗(yàn) 等。
[0075] 實(shí)施例2
[0076] 該實(shí)施例2采用與實(shí)施例1相同的方法步驟進(jìn)行，不同的在于將實(shí)施例1步驟S40 中的第二增強(qiáng)相氧化鋁晶粒換成晶須和納米氧化鋯的顆?；旌衔?；同時(shí)步驟S21中造孔劑 的添加量增加到與增強(qiáng)型氧化鋯的比例為4:6 ;且步驟S40將干壓成型方式改成如下注射 成型方法進(jìn)行：
[0077] S40,將噴霧干燥好的多孔陶瓷粉料與石蠟、聚乙烯、聚丙烯、油酸混合均勻后放入 混煉機(jī)中，設(shè)置混煉溫度180°C，混煉時(shí)間3小時(shí)。根據(jù)喂料的收縮率和軸承的圖紙尺寸制 作注射成型金屬模具，然后把混煉好的喂料破碎后放入注射成型機(jī)，成型出外觀尺寸合格 的生坯。
[0078] 完成以后，同樣將含油軸承取出，用干凈的無(wú)塵布擦去多余的潤(rùn)滑油，即為成品； 然后對(duì)多孔陶瓷含油軸承進(jìn)行性能的測(cè)試，包括含油率以及壓潰強(qiáng)度、噪聲試驗(yàn)等。
[0079] 實(shí)施例3
[0080] 在該實(shí)施例3相比實(shí)施例1中采用現(xiàn)有氧化鈰部分穩(wěn)定氧化鋯為原料進(jìn)行增強(qiáng) 型制備，第二增強(qiáng)相采用氧化鋁晶粒和纖維混合，添加量為氧化鈰部分穩(wěn)定氧化鋯原料的 5%。
[0081] 同時(shí)將步驟S21中造孔劑的添加量增加與增強(qiáng)氧化鋯的比例為5:5 ;同樣按照相 同的步驟繼續(xù)進(jìn)行，完成以后，同樣將含油軸承取出，用干凈的無(wú)塵布擦去多余的潤(rùn)滑油， 即為成品；然后對(duì)多孔陶瓷含油軸承進(jìn)行性能的測(cè)試，包括含油率以及壓潰強(qiáng)度、噪聲試驗(yàn) 等。
[0082] 采用本發(fā)明實(shí)施例中制備的多孔陶瓷軸承的產(chǎn)品與現(xiàn)有普通含油金屬軸承進(jìn)行 對(duì)比，其性能測(cè)試的數(shù)據(jù)和使用中的記錄結(jié)果如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種多孔陶瓷軸承的制造方法，其特征在于，包括如下步驟： 將增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉料、造孔劑、粘結(jié)劑充分混勻，得混合漿料； 將所述混合漿料干燥處理后的粉料用模具成型，獲得生坯； 將所述生坯進(jìn)行燒結(jié)，獲得軸承坯體； 將所述軸承坯體進(jìn)行真空浸油處理。
2. 如權(quán)利要求1所述的多孔陶瓷軸承的制造方法，其特征在于，所述增強(qiáng)型氧化鋯復(fù) 合陶瓷粉料為通過(guò)如下步驟制備： 將氧化鋯粉料制成溶液，并加入分散劑后分散處理，得懸浮液； 將占所述氧化鋯粉料質(zhì)量3 %?10 %的第二增強(qiáng)相加入至所述懸浮液后超聲分散，得 分散液； 將所述分散液離心抽濾，烘干得到增強(qiáng)型粉料塊體，并進(jìn)行燒結(jié)處理； 將所述燒結(jié)后的增強(qiáng)型粉料塊體進(jìn)行粉碎后，即為增強(qiáng)型氧化鋯復(fù)合陶瓷粉料。
3. 如權(quán)利要求2所述的多孔陶瓷軸承的制造方法，其特征在于，所述第二增強(qiáng)相為氧 化鋁晶粒、納米氧化鋯顆粒、晶須、纖維中的至少一種。
4. 如權(quán)利要求2所述的多孔陶瓷軸承的制造方法，其特征在于，將所述燒結(jié)后的增強(qiáng) 型粉料塊體進(jìn)行粉碎過(guò)程中，所述燒結(jié)塊體粉碎至粒徑細(xì)度為0. 5?1. Oum ; 及/或，所述分散劑的添加量為所述部分穩(wěn)定氧化鋯粉料質(zhì)量的〇. 2%?1%。
5. 如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的多孔陶瓷軸承的制造方法，其特征在于，所述造孔劑 包括粒徑大小依次降低的粗粒度造孔劑、中粒度造孔劑和細(xì)粒度造孔劑；其中， 所述粗粒度：中粒度：細(xì)粒度為4?6:5?3:1。
6. 如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的多孔陶瓷軸承的制造方法，其特征在于，所述造孔劑 為碳粉、石墨粉、聚苯乙烯微球、PMMA微球、淀粉、聚氯乙烯球、鋸末中的至少一種； 及/或，所述造孔劑的粒徑范圍為10?200um。
7. 如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的多孔陶瓷軸承的制造方法，其特征在于，將所述生坯 進(jìn)行燒結(jié)步驟包括： 將所述生坯進(jìn)行預(yù)燒結(jié)； 將所述預(yù)燒結(jié)之后的生坯進(jìn)行二次燒結(jié)。
8. 如權(quán)利要求7所述的多孔陶瓷軸承的制造方法，其特征在于，所述預(yù)燒結(jié)過(guò)程中的 燒結(jié)溫度為l〇〇〇°C?1300°C ;所述二次燒結(jié)過(guò)程中的燒結(jié)溫度為1450°C?1550°C。
9. 如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的多孔陶瓷軸承的制造方法，其特征在于，將所述混合 漿料干燥處理過(guò)程中，采用噴霧干燥。
10. -種根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的多孔陶瓷軸承的制造方法制備的多孔陶瓷 軸承。
【文檔編號(hào)】C04B38/06GK104355673SQ201410563696
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】楊輝, 譚毅成, 向其軍 申請(qǐng)人:深圳市商德先進(jìn)陶瓷有限公司