專利名稱：：高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于粉末冶金制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種制造高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
：復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件通常采用機械加工、磨削的方法獲得，但工序多，生產(chǎn)效率低，浪費原材料，耗費能源。而且對于一些形狀復(fù)雜的，如具有臺階、銳角、盲孔等結(jié)構(gòu)的零件，普通的機械加工方法較為困難，而且產(chǎn)品性能不佳。注射成形工藝可以很好的解決這一問題，獲得結(jié)構(gòu)復(fù)雜的氧化鋯零件，但是其致密度一般在9598%的范圍，難以達到高致密的效果。中國專利CN1808109公開了氧化鋯加入粘結(jié)劑注射成形的工藝方法，特別涉及一種鋼液、銅液等熔體溶解氧快速測定的電化學(xué)傳感器采用的關(guān)鍵部件氧化鋯管的制備技術(shù)。其特征是將MgO部分穩(wěn)定氧化鋯粉末與粘結(jié)劑混合，經(jīng)注射成型獲得氧化鋯管的素坯，再經(jīng)脫脂、燒結(jié)獲得冶金定氧傳感器的氧化鋯管。粘結(jié)劑的制備按照重量百分比，取聚乙烯或聚丙烯1030%，植物油1040%，油酸15%，余量為石蠟，在13016(TC下混合均勻；粘結(jié)劑與氧化鋯粉末按照重量百分比(1525)%:(8575)%的比例配料。該發(fā)明制備的冶金定氧傳感器氧化鋯管產(chǎn)品控制準確，重現(xiàn)性好，強度高，密度接近理論密度，外觀呈半透明狀。中國專利CN1746323公開了一種非穩(wěn)定態(tài)釔氧化鋯增韌增強碳化鎢復(fù)合材料的制備方法，制備工藝為首先將WC粉、Co粉和Zr02粉按以下配比稱重，Zr02粉為l8wt%，Co粉為1020wt^，余量為WC粉；將配比稱重好的WC粉、Co粉和Zr02粉用濕式球磨方式在球磨機中混合，混合3550小時，混合后采用冷壓成型，真空燒結(jié)后熱等靜壓制備WC、Co及Zr02三種主要成分的復(fù)合金屬陶瓷材料。該發(fā)明改善了材料的耐磨性，其抗彎強度和沖擊韌性有所提高；非穩(wěn)定態(tài)釔氧化鋯Zr02明顯抑制了非化合碳，細化明顯。從現(xiàn)有技術(shù)了解到氧化鋯零件的生產(chǎn)方法主要包括注射成坯，再脫脂、燒結(jié)的工藝步驟，注射成型氧化鋯制品一般需要加入粘合劑、增塑劑、溶劑以及潤滑劑，粘合劑有采用聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯醇或聚乙烯酸縮丁醛等，石蠟、蜂蠟和油用作增塑劑和潤滑劑，乙醇、丙醇、甲乙酮等作溶劑，但是，采用上述的粘合劑和增塑劑制造的氧化鋯制品致密度一般在9598%，高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)的氧化鋯零件制造需要對工藝進行改進，粘合劑、增塑劑、溶劑以及潤滑劑也要進行選擇。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制造高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法。本發(fā)明高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法包括將氧化鋯粉與粘結(jié)劑混合配料后，經(jīng)注射成形機加工成坯，再脫脂，燒結(jié)的過程，其特點是本發(fā)明的方法是脫脂、燒結(jié)以后再經(jīng)熱等靜壓強化燒結(jié)，得到產(chǎn)品，所述的熱等靜壓強化燒結(jié)是將燒結(jié)后的樣品在1350一1450'C下的熱等靜壓爐內(nèi)強化燒結(jié)l一2小時。具體的工藝歩驟如下1、配料按氧化鋯粉與粘結(jié)劑體積比50-60:40-50配制，在混料機內(nèi)165-18(TC混合2小時，其中氧化鋯粉的顆粒大小為0.5-1、m。所述的粘結(jié)劑按以下方法制備按重量百分比聚乙烯5-20%，石蠟45-70%，巴西棕櫚蠟5-15%，蜂蠟5-15%，硬脂酸1_10%配制，在混料機內(nèi)160-180。C溫度下，混合1-3小時。2、注射成形將上述配料置于注射成形機內(nèi)，以130-150°C，注射壓力40-60MPa，模溫40-6(TC條件下，加工成坯體。3、脫脂將坯件放入三氯乙烯中加熱到40-6(TC，脫脂3-6小時。接著將坯件放到脫脂爐中，在氫氣保護下以10。C/min速度加熱至200-35(TC，保溫0.5-2小時，繼續(xù)升溫至450-600°C，保溫0.5-2小時。4、燒結(jié)先將脫脂坯件加熱至800-90(TC作預(yù)燒結(jié)，再置于真空爐中，在1450-1550"C下燒結(jié)1-3小時。5、熱等靜壓強化燒結(jié)將燒結(jié)后的樣品在1350—1450'C下的熱等靜壓爐內(nèi)強化燒結(jié)1—2小日寸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明突出的實質(zhì)性特點以及顯著的進步是1、本發(fā)明制造的高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法，可以獲得致密度、抗彎強度、硬度和斷裂韌性更高的氧化鋯材料，無需后續(xù)加工，成品率高,材料利用率高。2、本發(fā)明加入硬脂酸，可以起到較好的增塑和脫膜作用，增塑即加工出的材料塑性增強，脫膜性好亦可增加成品件的表面光潔度。其潤滑膜的抗撕裂強度及其黏附強度較低，極性與PVC樹脂表面及金屬表面形成化學(xué)吸附絡(luò)合鍵，從而起到"鉚釘作用"，增加了石蠟、巴西棕櫚蠟、蜂蠟和PE蠟潤滑膜的強度,提高了氧化鋯零件注射成形的潤滑作用。3、節(jié)約能源，尺寸精度高，表面光潔度好，機械性能好。具體實施例方式實施例1:粘結(jié)劑的制備是按重量百分比聚乙烯5%，石蠟70%，巴西棕櫚蠟5%，蜂蠟10%，硬脂酸10%配制，在混料機內(nèi)16(TC溫度下，混合1小時。將氧化鋯粉與粘接劑混合按氧化鋯粉與粘結(jié)劑體積比58:42配制，在混料機內(nèi)165'C混合2小時。注射成型將上述配料置于注射成形機內(nèi)，以13(TC，注射壓力40MPa，模溫4(TC條件下，加工成坯體。脫脂將坯件放入三氯乙烯中加熱到4(TC，脫脂3小時。接著將坯件放到脫脂爐中，在氫氣保護下以10'C/min速度加熱至200°C，保溫0.5小時，繼續(xù)升溫至450°C，保溫0.5小時。燒結(jié)先將脫脂坯件加熱至80(TC作預(yù)燒結(jié)，再置于真空爐中，在145(TC下燒結(jié)1小時。熱等靜壓強化燒結(jié)再將燒結(jié)后的樣品在135(TC下的熱等靜壓爐內(nèi)強化燒結(jié)1小時。實施例2:粘結(jié)劑的制備是按重量百分比聚乙烯10%，石蠟60%，巴西棕櫚蠟10%，蜂蠟15%，硬脂酸5%配制，在混料機內(nèi)18(TC溫度下，混合1小時。將氧化鋯粉與粘接劑混合按氧化鋯粉與粘結(jié)劑體積比55:45配制，在混料機內(nèi)165'C混合2小時。注射成型將上述配料置于注射成形機內(nèi)，以14(TC，注射壓力40MPa，模溫4(TC條件下，加工成坯體。脫脂將坯件放入三氯乙烯中加熱到6(TC，脫脂3小時。接著將坯件放到脫脂爐中，在氫氣保護下以1(TC/min速度加熱至20(TC，保溫0.5小時，繼續(xù)升溫至450°C，保溫0.5小時。燒結(jié)先將脫脂坯件加熱至80(TC作預(yù)燒結(jié)，再置于真空爐中，在1450'C下燒結(jié)1小時。熱等靜壓強化燒結(jié)再將燒結(jié)后的樣品在140(TC下的熱等靜壓爐內(nèi)強化燒結(jié)2小時。實施例3:粘結(jié)劑的制備是按重量百分比聚乙烯20%,石蠟55%，巴西棕櫚蠟10%，蜂蠟5%，硬脂酸10%配制，在混料機內(nèi)16(TC溫度下，混合1小時。將氧化鋯粉與粘接劑混合按氧化鋯粉與粘結(jié)劑體積比50:50配制，在混料機內(nèi)165'C混合2小時。注射成型將上述配料置于注射成形機內(nèi)，以130。C，注射壓力50MPa，模溫5(TC條件下，加工成坯體。脫脂將坯件放入三氯乙烯中加熱到5(TC，脫脂3小時。接著將坯件放到脫脂爐中，在氫氣保護下以10°C/min速度加熱至200°C，保溫0.5小時，繼續(xù)升溫至45(TC，保溫0.5小時。燒結(jié)先將脫脂坯件加熱至850。C作預(yù)燒結(jié)，再置于真空爐中，在150(TC下燒結(jié)2小時。熱等靜壓強化燒結(jié)再將燒結(jié)后的樣品在145(TC下的熱等靜壓爐內(nèi)強化燒結(jié)1小時。實施例4:粘結(jié)劑的制備是按重量百分比聚乙烯10%,石蠟60%，巴西棕櫚蠟10%，蜂蠟15%，硬脂酸5%配制，在混料機內(nèi)18(TC溫度下，混合1小時。將氧化鋯粉與粘接劑混合按氧化鋯粉與粘結(jié)劑體積比55:45配制，在混料機內(nèi)165'C混合2小時。注射成型將上述配料置于注射成形機內(nèi)，以14(TC，注射壓力40MPa，模溫4(TC條件下，加工成坯體。.脫脂將坯件放入三氯乙烯中加熱到6(TC，脫脂3小時。接著將坯件放到脫脂爐中，在氫氣保護下以10°C/min速度加熱至200°C，保溫0.5小時，繼續(xù)升溫至450°C，保溫0.5小時。燒結(jié)先將脫脂坯件加熱至80(TC作預(yù)燒結(jié)，再置于真空爐中，在145(TC下燒結(jié)1小時。上述實施例4采用單一的注射成形工藝制造氧化鋯。注射成形工藝與熱等靜壓強化燒結(jié)復(fù)合工藝與單一的注射成形工藝制造的氧化鋯的性能比較如表l所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從上述實施例和對比例的比較結(jié)果可以看出，本發(fā)明提供的注射成形工藝與熱等靜壓強化燒結(jié)復(fù)合工藝與單一的注射成形工藝相比較，可以獲得致密度、抗彎強度、硬度和斷裂韌性更高的氧化鋯材料。權(quán)利要求1、一種制造高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法，包括將氧化鋯粉與粘結(jié)劑混合配料后，經(jīng)注射成形機加工成坯體，坯體脫脂，燒結(jié)的過程，其特征在于在坯體脫脂、燒結(jié)之后還對坯件進行熱等靜壓強化處理，所述的熱等靜壓強化處理是將燒結(jié)后的樣品在1350—1450℃下的熱等靜壓爐內(nèi)熱處理1—2小時。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法，其特征在于所述氧化鋯粉的顆粒大小為0.5-l、m。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法，其特征在于氧化鋯粉與粘結(jié)劑混合配料是按氧化鋯粉與粘結(jié)劑體積比50-60:40-50配制。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的粘結(jié)劑的重量百分含量是聚乙烯5-20%，石蠟45-70%，巴西棕櫚蠟5-15%，蜂蠟5-15%，硬脂酸1-10%。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法，其特征在于氧化鋯粉與粘結(jié)劑混合配料的過程是在混料機內(nèi)160-18(TC溫度下，混合1-3小時。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法，其特征在于注射成形的過程是將上述配料置于注射成形機內(nèi)，以130-15(TC，注射壓力40-60MPa，模溫40-6(TC條件下，加工成坯體。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法，其特征在于脫脂的過程是將坯件放入三氯乙烯中加熱到40-6(TC，脫脂3-6小時；接著將坯件放到脫脂爐中，在氫氣保護下以10。C/min速度加熱至200-35(TC，保溫0.5-2小時，繼續(xù)升溫至450-60(TC，保溫O.5-2小時。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的生產(chǎn)方法，其特征在于燒結(jié)的過程是先將脫脂坯件加熱至800-900。C作預(yù)燒結(jié)，再置于真空爐中，在1450-1550'C下燒結(jié)1-3小時。全文摘要本發(fā)明涉及一種制造高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件的工藝方法，是將氧化鋯粉與粘結(jié)劑混合，經(jīng)注射成形機注射成坯，再脫脂、燒結(jié)，再經(jīng)熱等靜壓強化燒結(jié)。本發(fā)明可制造高致密復(fù)雜結(jié)構(gòu)氧化鋯零件，無需后續(xù)加工，成品率高，材料利用率高，節(jié)約能源，尺寸精度高，表面光潔度好，機械性能好。文檔編號C22C1/04GK101451202SQ20071007744公開日2009年6月10日申請日期2007年11月28日優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日發(fā)明者向其軍申請人:比亞迪股份有限公司