燒結爐用陶瓷網帶的制作方法
【專利摘要】本發明的制作燒結爐用陶瓷復合網帶的方法包括，提供氧化鋯、氧化鋁、碳化硅、氮化硅或其組合的40～5微米的細粉；經混煉、造粒、成型為兩端帶穿桿孔的長條形成型件；成型件經燒結處理得到陶瓷片；提供多根可插入所述陶瓷片穿桿孔的304、316、310s不銹鋼或純鉬穿桿，穿桿長度對應網帶的寬度；沿網帶寬度方向，前排與后排陶瓷片通過其穿桿孔交替安裝在穿桿上，按寬度裝配好陶瓷承載片的穿桿的兩端用鎖緊裝置鎖緊，多根沿網帶長度方向平行排列的穿桿與安裝其上的陶瓷片形成為陶瓷復合網帶。本發明以陶瓷片作為承載件而以金屬穿桿作為連接部件，其塑形變形用來吸收少量的變形或沖擊，防止陶瓷片脆性斷裂。
【專利說明】燒結爐用陶瓷網帶的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種燒結爐用陶瓷網帶的制作方法及制得的陶瓷網帶。
【背景技術】
[0002]粉末冶金零件憑借其大批量、高精度、低成本的優勢得到了廣泛的應用。其應用已經深入到汽車關鍵零部件的制造領域。
[0003]粉末冶金的基礎工序為制粉、成型于燒結。燒結工序實現了粉末從物理接觸到冶金結合的轉變，真正賦予零件力學強度，因此是粉末冶金工藝的關鍵步驟。燒結工序中，生坯零件通過1000?1250°C的高溫段進行冶金擴散，形成燒結頸。網帶式燒結爐因為具有產品方便堆碼、燒結少率高、氣氛流通性好等特點而被廣泛使用。網帶是在高溫的狀態下負載移動，屬于高溫載荷部件。通常來說，網帶一般選用耐高溫不銹鋼材料制作，不銹鋼在燒結溫度下的屈服強度大幅降低，受載后容易產生塑形變形，隨著時間的推移網帶開始拉長，有效載荷面積變小，直至失效或斷裂。
[0004]因此，對于網帶式燒結爐來說，網帶需要根據載荷狀況定期進行更換。更換后的網帶不能繼續使用，只能報廢處理，網帶為消耗性的成本因素。同時，更換前停爐，更后再升溫，不僅影響生產效率，而其還增加能耗。還有，燒結爐的反復升溫降溫還會因為漲縮變化引起密封性問題。
[0005]陶瓷材料具有優異的高溫力學性能，在燒結溫度下具有足夠的抗拉強度，不會發生塑形變形，是理想的網帶承載材料。如果能將陶瓷材料作為網帶的承載部件，那么網帶的使用壽命將可大大增強。但同時，陶瓷材料延伸率極低，微小的變形即可引起脆性斷裂。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供陶瓷材料作為網帶的承載部件，克服不銹鋼材質網帶的低壽命問題，以及克服陶瓷替代不銹鋼會導致的成本過高問題。
[0007]本發明的制作燒結爐用陶瓷復合網帶的方法包括，提供氧化鋯、氧化鋁、碳化硅、氮化硅或其組合的40?5微米的細粉；所述細粉經混煉、成型為兩端帶穿桿孔的長條形成型件；所述成型件再經燒結處理得到陶瓷承載片；提供多根可插入所述陶瓷承載片的穿桿孔的穿桿，穿桿材質為304、316、310s不銹鋼或純鑰，穿桿兩端部設置有鎖緊裝置，各穿桿長度對應網帶的寬度；以及，沿網帶寬度方向，前排與后排陶瓷承載片通過其穿桿孔交替安裝在穿桿上，按照寬度裝配好陶瓷承載片的穿桿的兩端用鎖緊裝置鎖緊，多根沿網帶長度方向平行排列的穿桿與安裝其上的陶瓷承載片形成為完整的陶瓷復合網帶。
[0008]本發明還提供一種根據上述方法制作的燒結爐用陶瓷復合網帶。
[0009]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:
[0010]本發明以陶瓷片作為承載件，金屬材質穿桿作為連接部件。陶瓷片承擔驅動力的傳遞，而金屬穿桿塑形變形能力用來吸收少量的變形或沖擊，防止陶瓷片脆性斷裂。同時緊密排列的陶瓷片在工作狀態中，穿桿只承受剪切力，保證穿桿壽命。采用本發明所制作的陶瓷網帶，負載能力、高溫耐受能力及網帶使用壽命都會有較多提高，是理想的燒結爐用網帶。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為安裝在傳動齒輪上的根據本發明實施例1的陶瓷網帶；
[0012]圖2為用于實施例1的陶瓷網帶的陶瓷承載片的正視圖；
[0013]圖3為圖1所示陶瓷網帶的局部放大圖；
[0014]圖4為穿桿的示意圖。
[0015]附圖標記:
[0016]1:網帶；10:陶瓷承載片；11:芽桿孔；20:芽桿(連接桿)；30:通風減重孔；40:穿桿上的銷止孔。
【具體實施方式】
[0017]本發明燒結爐用陶瓷網帶的制作方法，包括如下步驟:
[0018](I)陶瓷粉末的制備:將購進的氧化鋯、氧化鋁、碳化硅、氮化硅或其組合的粗粉通過球磨粉碎，震動篩分級制得40?5微米的細粉。
[0019]主體陶瓷粉末氧化鋯、氧化鋁、碳化硅或氮化硅的各部分的純度在95%以上。
[0020]還可添加占總量5-15%重量的成型劑石蠟、橡膠、甘油，融點在150°C以下。
[0021](2)制備成型料:配方粉末在50?300攝氏度的溫度范圍內混煉，混煉后可用于造粒或直接澆注冷卻餅；對于模具干壓粉末的進行二次造粒，80目粒徑為宜；注漿熱壓以冷卻餅為原料。
[0022]還可添加燒結助劑粉末，粒徑也控制在40微米至5微米之間。
[0023](3)外形設計與成型:陶瓷片的外形設計為長條形，按最終10?30%的燒結收縮比例設計模架，包括上沖頭，下沖頭，中模及芯桿；模架材質可選用模具鋼，硬質合金或塑料。
[0024]干壓法成型將造粒粉末在10?300MPa的壓力下常溫壓制成型。注漿熱壓法則是將加熱后的漿料注入到模腔內成型脫模。
[0025](4)高溫處理:脫除成型機的溫度控制在700?1300攝氏度之間；燒結溫度控制在1200?1900攝氏度之間，高溫處理后的陶瓷片孔隙度控制在20%以內。
[0026]碳化硅基和氮化硅基采用真空燒結，或還原性氣氛加壓燒結。
[0027](5)穿桿準備:穿桿材質為:304、316、310s不銹鋼、純鑰棒；穿桿兩頭加鎖緊裝置:包括銷釘、螺紋、卡簧等。
[0028](6)網帶裝配:前排與后排陶瓷片通過穿桿孔交替安裝到穿桿上；平整面在上方；根據需要加入間隔環。按照寬度裝配好的穿桿，通過兩段的鎖緊裝置鎖緊。
[0029](7)驅動設計:驅動設計為兩種類型，其一為傳統的兩膠輥壓緊對碾，將網帶卷入的形式驅動；其二是在燒結爐出口直接以齒輪的形式驅動，錯排齒嚙合到網帶孔隙內旋轉驅動。
[0030]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[0031]實施例屬于實際操作或制備例，其中提供的工藝參數應為具體操作參數，類似于具體試驗記錄，請把各實施例中的參數具體化。
[0032]實施例1
[0033]制備碳化硅陶瓷片與310s不銹鋼穿桿的復合網帶I
[0034](I)陶瓷粉末的制備:將購進的碳化娃的粗粉通過球磨粉碎，震動篩分級制得40?5微米的細粉；
[0035](2)制備成型料:配方粉末(碳化硅微粉和石蠟、甘油以85:10:5的比例混合)在200?270攝氏度的溫度范圍內混煉。
[0036](3)成型:如圖2所示，陶瓷片10的外形設計為長條形，兩端具有供金屬連接桿(穿桿)20插入的穿孔11，按最終10?15%的燒結收縮比例設計模架，包括上沖頭，下沖頭，中模及與穿桿孔對應的芯桿；模架材質可選用模具鋼，硬質合金或塑料。干壓法成型將造粒粉末在200?300MPa的壓力下常溫壓制成型。
[0037](4)高溫處理:脫除成型機的溫度控制在700?800攝氏度之間；燒結溫度控制在1200?1900攝氏度之間，高溫處理后的陶瓷片孔隙度控制在20%以內。
[0038](5)穿桿20的準備:如圖4所示，穿桿材質為:310s不銹鋼；穿桿兩頭設置銷止孔，可插入鎖緊裝置:包括銷釘、螺紋、卡簧等(圖中未示出)。
[0039](6)網帶I的裝配:如圖3所示，前排與后排陶瓷片10通過穿桿孔20交替安裝到穿桿20上；平整面在上方；根據需要加入間隔環。按照寬度裝配好的穿桿，通過兩端的鎖緊裝置鎖緊。
[0040](7)驅動設計:是在燒結爐出口直接以齒輪的形式驅動，錯排齒嚙合到網帶孔隙內旋轉驅動。
[0041]特別地，圖2所示陶瓷片10中心位置還可以設置通風減重孔，網帶使用時能耗更低，強度不變；中心凸臺設計能保證燒結翹曲。
[0042]實施例2
[0043]制備氧化鋁氧化鋯與3鑰合金穿桿的復合網帶I
[0044](I)陶瓷粉末的制備:將購進的氧化鋯、氧化鋁以1:4混合的粗粉通過球磨粉碎，震動篩分級制得40?5微米的細粉；
[0045](2)制備成型料:配方粉末(氧化鋯和氧化鋁混合物和石蠟比例為9:1)在200?270攝氏度的溫度范圍內混煉，混煉后可直接澆注冷卻餅；注漿熱壓以冷卻餅為原料。
[0046](3)成型:如圖2所示，陶瓷片10的外形設計為長條形，兩端具有供金屬連接桿(穿桿)20插入的穿孔11，按最終10?15%的燒結收縮比例設計模架，包括上沖頭，下沖頭，中模及與穿桿孔對應的芯桿；模架材質可選用模具鋼，硬質合金或塑料。注漿熱壓法是將加熱后的漿料注入到模腔內成型脫模。
[0047](4)高溫處理:脫除成型機的溫度控制在700?800攝氏度之間；燒結溫度控制在1200?1900攝氏度之間，高溫處理后的陶瓷片孔隙度控制在20%以內。
[0048](5)穿桿20準備:如圖4所示，穿桿材質為:純鑰棒；穿桿兩頭設置銷止孔和與之配合的鎖緊裝置:包括銷釘、螺紋、卡簧等。
[0049](6)網帶I的裝配:如圖3所示，前排與后排陶瓷片10通過穿桿孔20交替安裝到穿桿20上；平整面在上方；根據需要加入間隔環。按照寬度裝配好的穿桿，通過兩段的鎖緊裝置鎖緊。
[0050](7)驅動設計:是在燒結爐出口直接以齒輪的形式驅動，錯排齒嚙合到網帶孔隙內旋轉驅動。
[0051]實施例3
[0052]制備碳化硅氮化硅與316不銹鋼穿桿的復合網帶I
[0053](I)陶瓷粉末的制備:將購進的碳化硅、氮化硅以4:1混合的粗粉通過球磨粉碎，震動篩分級制得40?5微米的細粉；
[0054](2)制備成型料:配方粉末(碳化硅和氮化硅混合物和石蠟比例為9:1)在200?270攝氏度的溫度范圍內混煉,混煉后進行二次造粒,80目粒徑為宜。
[0055](3)成型:陶瓷片10如圖2所示，陶瓷片10的外形設計為長條形，兩端具有供金屬連接桿(穿桿)20插入的穿孔11，按最終10?15%的燒結收縮比例設計模架，包括上沖頭，下沖頭，中模及與穿桿孔對應的芯桿；模架材質可選用模具鋼，硬質合金或塑料。干壓法成型將造粒粉末在200?300MPa的壓力下常溫壓制成型。
[0056](4)高溫處理:脫除成型機的溫度控制在700?800攝氏度之間；燒結溫度控制在1200?1900攝氏度之間，高溫處理后的陶瓷片孔隙度控制在20%以內。
[0057](5)穿桿2準備:如圖4所示，穿桿材質為:316不銹鋼；穿桿兩頭設置銷止孔和與之配合的鎖緊裝置:包括銷釘、螺紋、卡簧等。
[0058](6)網帶I的裝配:如圖3所示，前排與后排陶瓷片10通過穿桿孔20交替安裝到穿桿20上；平整面在上方；根據需要加入間隔環。按照寬度裝配好的穿桿，通過兩段的鎖緊裝置鎖緊。
[0059](7)驅動設計:是在燒結爐出口直接以齒輪的形式驅動，錯排齒嚙合到網帶孔隙內旋轉驅動。
[0060]對比例
[0061]耐高溫不銹鋼網帶的制備:
[0062]此次對比實施例的不銹鋼網帶的寬度為300mm，30米長。
[0063]購進市場上國產的耐高溫不銹鋼絲，直徑為4mm，通過編織的方法編成。
[0064]比較試齡
[0065]對現有網帶與本發明實施例的網帶進行比較。試驗結果如下:
[0066]表
[0067] 燒結爐用網帶
負載能力高溫耐受能力網帶使用壽命制作成本來源實施例1的陶瓷
800kg1250攝氏度 >三牛50萬左右復合網帶實施例2的陶瓷
900kg1320攝氏度 >三年70萬左右復合網帶對比例制備的
500kg1120攝氏度三到四個月 10萬左右不銹鋼網帶
[0068]結果分析
[0069]本發明所制作的網帶，與不銹鋼網帶相比，負荷能力、高溫耐受能力、使用壽命均大幅優于不銹鋼網帶，在成本方面考慮到使用壽命，性價比也要優于不銹鋼網帶。對比例的不銹鋼網帶在使用的過程中，會被牽引力所拉長、松動，在高低溫的反復循環中，材料會變脆，固使用壽命不長。
[0070]以上已對本發明創造的較佳實施例進行了具體說明，但本發明創造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明創造精神的前提下，還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
【權利要求】
1.一種燒結爐用陶瓷復合網帶的制作方法，包括， 提供氧化鋯、氧化鋁、碳化硅、氮化硅或其組合的40?5微米的細粉； 所述細粉經混煉、成型為兩端帶穿桿孔的長條形成型件； 所述成型件再經燒結處理得到陶瓷承載片； 提供多根可插入所述陶瓷承載片的穿桿孔的穿桿，穿桿材質為304、316、310s不銹鋼或純鑰，穿桿兩端部設置鎖緊裝置，各穿桿長度對應網帶的寬度； 沿網帶寬度方向，前排與后排陶瓷承載片通過其穿桿孔交替安裝在穿桿上，按照寬度裝配好陶瓷承載片的穿桿的兩端用鎖緊裝置鎖緊，多根沿網帶長度方向平行排列的穿桿與安裝其上的陶瓷承載片形成為完整的陶瓷復合網帶。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述氧化鋯、氧化鋁、碳化硅或氮化硅的純度在95%以上。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述混煉時還添加有融點150°C以下的石蠟、橡膠或甘油作為成型劑。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述成型件經1200?1900燒結處理得到孔隙度在5%?15%的陶瓷承載片。
5.如權利要求1所述的方法，所述陶瓷承載片上還設置通風減重孔，還在穿桿孔周圍設置有凸臺。
6.一種燒結爐用陶瓷復合網帶，其根據權利要求1-5任一項所述的方法制作。
【文檔編號】F27B9/30GK104180652SQ201410379916
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月4日 優先權日:2014年8月4日
【發明者】肖爽懷 申請人:上海川禾實業發展有限公司