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Title:
FORMING METHOD OF HIGH PRECISION THIN WALL CERAMIC PIPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/071812
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed in the present invention is a forming method of high precision thin wall ceramic pipe, which comprises steps as follows: a) putting raw materials into water ball mill to obtain mud; adding water to the formula material, ball milling to obtain mud material; b) adding 1-3% methylcellulose powder into the slurry and pressing into mud bars; c) extruding the mud bar into thin wall ceramic pipe blank (2) and directly applying to a metal inner mold pipe (1), and drying to be pressed; d) sleeving flexible oil-proof rubber outer mold (3) on the outer wall of the thin wall ceramic pipe blank and sealing the space between the metal inner mold pipe and the rubber sleeve at two ends of the ceramic pipe blank by oil-proof rubber (4); e) putting the ceramic pipe assembly into a high pressure container, and molding by bidirectional isostatic pressing, and removing the inner and outer mold to obtain the high precision thin wall ceramic pipe; f) hoisting and sintering the high precision thin wall ceramic pipe by conventional sintering method. The forming method can produce high precision thin wall ceramic pipe with high density, accurate geometric size of pipe inner and outer wall, and smooth inner wall.

Inventors:
HE JIANMING (CN)
HE XILING (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/083400
Publication Date:
May 23, 2013
Filing Date:
October 24, 2012
Export Citation:
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Assignee:
HE JIANMING (CN)
International Classes:
B28B21/36; B28B21/52; C04B35/10
Foreign References:
CN101298171A2008-11-05
CN1075678A1993-09-01
CN1071157A1993-04-21
CN2578077Y2003-10-08
CN101089035A2007-12-19
CN102431086A2012-05-02
CN1080890A1994-01-19
JPH02283672A1990-11-21
US20080085393A12008-04-10
Attorney, Agent or Firm:
LUNGTIN INTERNATIONAL INTELLECTUAL PROPERTY AGENT LTD. (CN)
隆天国际知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权利要求

1、 一种高精度薄壁陶瓷管的成型方法, 其特征在于: 该方法步骤为:

( 1 ) 配方原料按重量百分比计为氧化铝 15〜20%, 刚玉砂 30〜40%; 粘土 30〜40 % ; 将该配方原料加入球磨机中, 加入与该配方原料重量等量的水, 球磨 2小时后, 得到 的浆料过筛、 除铁、 压滤成泥饼, 再通过真空练泥, 得到泥料, 陈腐待用;

(2)当泥料含水量在 13〜14%时,按泥料重量百分比加入 1〜3 %的甲基纤维素粉料, 通过真空练泥机均匀地混合搅拌, 再练成泥段陈腐待用;

(3 )把泥段通过经已安装有薄壁陶瓷管成型模具的真空挤管机挤出薄壁陶瓷管坯体, 把薄壁陶瓷管坯体直接依附在金属内模管上, 并放置于干燥室洪干待压;

(4) 当依附在金属内模管上的薄壁陶瓷管坯体含水量在 3〜5 %时, 在薄壁陶瓷管坯 体外壁套上柔性耐油橡胶外模,在装有金属内模管和橡胶外模的薄壁陶瓷管坯体两端处的 金属内模管与柔性耐油橡胶外模之间用耐油橡胶塞密封, 金属内模管的中心孔外露, 组成 薄壁陶瓷管组件;

(5 ) 把密封好的薄壁陶瓷管组件放置在高压容器中采用双向等静压成型, 加压介质 为矿物油, 成型压力在 50〜200MPa之间, 保压 15— 20秒, 然后卸压, 将成型后的薄壁 陶瓷管组件取出, 脱去金属内模管和橡胶外模, 制成高精度薄壁陶瓷管坯体;

(6) 按常规烧结方法将高精度薄壁陶瓷管坯体吊装烧成。

2、 根据权利要求 1所述的高精度薄壁陶瓷管的成型方法, 其特征在于: 所述薄壁陶 瓷管坯体内孔形状为圆形或方形。

Description:
一种高精度薄壁陶瓷管的成型方法 技术领域

本发明涉及薄壁陶瓷管成型技术领域, 特别涉及一种高精度薄壁陶瓷管的成型方法。 背景技术

现有一种薄壁陶瓷管是采用等静压成型的, 其工艺流程为- 配方原料一加水球磨一喷雾造粒一挤管机挤管 到金属棒或柔性橡胶模上干燥一套上 橡胶外模一高压容器中等静压一脱模一烧成一 加工一产品。

配方原料: (重量百分比) 氧化铝 15〜20%, 刚玉砂 30〜40%, 粘土 30〜40%。 此方法成型的陶瓷管致密度好, 坯体强度高, 烧成收缩小, 管的长度可达 4米以上。 但此方法存在如下缺点:

①当内模是采用金属棒时-

( a)此方法需采用喷雾干燥法制成坯体原料, 因为这种原料的可塑性和流动性较差, 因此在制作陶瓷管到金属棒上时, 由于阻力大, 制作的陶瓷管容易出现大小头, 陶瓷管两 端直径偏差大。 同时等压成型后, 金属棒内模不容易拉出, 半成品破损大, 成品率低。

(b) 由于陶瓷管是外壁单向受压, 因而陶瓷管外壁致密度要比内壁高, 同时由于是 单向受压, 陶瓷管坯体外壁容易产生突出的等压线, 使陶瓷管的圆度会产生较大的公差。

②当内模采用柔性橡胶模时- 内模采用柔性材料, 因此等压后的陶瓷管虽然容易脱内模, 但由于内模采用柔性橡胶 模, 故成型后的陶瓷管内壁几何尺寸难控制, 精度不高, 整条陶瓷管的直线度较差。 发明内容

本发明目的在于提供一种高精度薄壁陶瓷管的 成型方法, 采用这种方法能生产出致密 度高、 管内、 外壁几何尺寸准确、 内壁光洁如镜的高精度薄壁陶瓷管。

本发明所提出的技术解决方案是这样的: 一种高精度薄壁陶瓷管的成型方法, 其方法 步骤为;

( 1 ) 配方原料按重量百分比计为氧化铝 15〜20%, 刚玉砂 30〜40%, 粘土 30〜40 % ; 将该配方原料加入球磨机中, 加入与该配方原料重量等量的水球磨 2小时后, 得到的 浆料过筛、 除铁、 压滤成泥饼, 再通过真空练泥, 得到泥料, 陈腐待用;

(2) 当泥料含水量在 13〜14%时, 按泥料重量百分比加入 1〜3 %甲基纤维素粉料, 通过真空练泥机均匀地混合搅拌, 再练成泥段陈腐待用;

(3 )把泥段通过已经安装有薄壁陶瓷管成型模具 真空挤管机挤出薄壁陶瓷管坯体, 把薄壁陶瓷管坯体直接依附在金属内模管上, 并放置于干燥室洪干待压; (4) 当依附在金属内模管上的薄壁陶瓷管坯体含水 量在 3〜5 %时, 在薄壁陶瓷管坯 体外壁套上柔性耐油橡胶外模, 在装有金属内模管和橡胶外模的薄壁陶瓷管坯 体两端处的 金属内模管与柔性耐油橡胶外模之间用耐油橡 胶塞密封, 金属内模管的中心孔外露, 组成 薄壁陶瓷管组件;

)把密封好的薄壁陶瓷管组件放置在高压容器 采用双向等静压成型, 加压介质为矿 物油, 成型压力在 50〜200MPa之间, 保压 15— 20秒, 然后卸压, 将成型后的薄壁陶瓷 管组件取出, 脱去金属内模管和橡胶外模, 制成高精度薄壁陶瓷管坯体;

( 6) 按常规烧结方法将高精度薄壁陶瓷管坯体吊装 烧成。

与现有技术相比, 本发明具有如下显著效果:

( 1 ) 本发明在配方原料的加工处理工艺上, 作为本发明的关键技术之一是采用加入 作为粘结剂和脱模剂的甲基纤维素粉料到坯料 中, 通过均匀、 混合及真空练泥, 陈腐后, 这种泥料具有优越的可塑性和流动性, 特别适用于挤成下列规格的、 内孔是圆形或方形的 薄壁陶瓷管: 管径从 Φ 10〜Φ 100 ηιηι, 管壁厚度在 l〜10mm, 管长在 100〜5000mm。

(2 ) 本发明由于采用以上方法处理后的泥料通过真 空挤管机挤出薄壁陶瓷管坯体, 并依附在薄壁的金属内模管上, 待干燥后进行双向等静压, 由于薄壁陶瓷管坯体中甲基纤 维素的弹性作用, 因此, 经等压、 卸压后, 薄壁陶瓷管组件中的金属内模管很容易取出, 使生产过程中的半成品破损少, 生产效率高。

( 3 ) 本发明由于采用以上方法处理的泥料作为真空 挤管机的挤出坯料, 当挤出所需 要的薄壁陶瓷管坯体时, 由于泥料流动性、 可塑性非常好, 因此当薄壁陶瓷管坯体直接依 附在经特殊加工成平直度好、 表面光洁如镜的金属内模管时, 薄壁陶瓷管坯体内壁与金属 内模管之间不会产生很大的阻力, 因而能保证薄壁陶瓷管外径和内孔的几何尺寸 准确, 因 而不会产生大小头现象。

(4)本发明所采用的薄壁金属内模管是用壁厚为 lmm〜2mm的金属材料经精密加工 处理制成, 其形状可以是圆形或方形, 加工好的薄壁金属内模管表面平直度好, 管表面光 洁如镜, 因此用此金属内模管组合成的薄壁陶瓷管坯体 组件, 放置在高压容器中进行等静 压成型时, 由于薄壁金属内模管内空间同样进油受压并处 于相同的高压状态之中, 因此薄 壁陶瓷管在高压容器中, 其外壁和内壁均同时受相同压力而形成双向等 静压。 采用薄壁金 属内模管是本发明的关键技术之一。

( 5 ) 经过以上方法成型后的薄壁陶瓷管管壁致密度 高, 烧成收缩率小, 因而能制造 成一种内壁精度高具光洁如镜、 变形小、 致密度高的薄壁陶瓷管。

本发明所生产的高精度薄壁陶瓷管广泛应用于 耐热陶瓷生产设备中。 附图说明

图 1是本发明第 1、 2个实施例的薄壁陶瓷管组件结构示意图。

图 2是图 1所示薄壁陶瓷管坯体经双向等静压成型后得 的高精度薄壁陶瓷管坯体纵 向剖视图。

图 3是图 2的 A— A剖视图。

图 4是本发明第 3个实施例的薄壁陶瓷管组件结构示意图。

图 5是图 4所示薄壁陶瓷管坯体经双向等静压成型后得 的高精度薄壁陶瓷管坯体纵 向剖视图。

图 6是图 5的 B— B剖视图。 具体实施方式

通过以下实施例对本发明作进一步详细阐述。

实施例 1

参见图 1一图 3所示, 本发明通过双向等静压成型制造高精度薄壁陶 瓷管, 该高精度 薄壁陶瓷管坯体 5的外形尺寸为: 长度为 5000mm, 内孔直径为 Φ 50mm,壁厚为 5mm; 金 属内模管 1的外径为 Φ 50ηιηι, 壁厚为 lmm, 长度为 5500mm。

制造该高精度薄壁陶瓷管的方法步骤是:

( 1 )把配方原料(按重量百分比计算)氧化铝 15〜20 %,刚玉砂 30〜40 %,粘土 30〜 40 %放入球磨机中, 加入与该配方原料重量等量的水, 球磨 2小时, 得到的浆料除铁、 过 筛、 压滤成泥饼, 再通过真空练泥, 得到泥料陈腐待用;

(2) 当泥料含水量在 13〜14 %时, 按泥料重量百分比加入 1 %的甲基纤维素粉料, 通过真空练泥机均匀地混合搅拌, 再练成泥段陈腐待用;

( 3 )把泥段通过已经安装有薄壁陶瓷管成型模具 真空挤管机挤出薄壁陶瓷管坯体, 把薄壁陶瓷管坯体直接依附在金属内模管上, 并放置于干燥室洪干待压;

(4) 当依附在金属内模管 1上的薄壁陶瓷管坯体 2含水量在 3〜5 %时, 在薄壁陶瓷 管坯体 2外壁套上柔性耐油橡胶外模 3, 在装有金属内模管 1和橡胶外模 3的薄壁陶瓷管 坯体 2两端处的金属内模管 1与柔性耐油橡胶外模 3之间用耐油橡胶塞 4密封, 金属内模 管 1的中心孔 7外露, 构成薄壁陶瓷管组件;

( 5 ) 把密封好的薄壁陶瓷管组件放置在高压容器中 采用双向等静压缓慢加压成型, 加压介质为矿物油, 成型压力为 200MPa, 保压 20秒, 然后缓慢卸压, 将加压成型后的薄 壁陶瓷管组件取出, 脱去橡胶外模 3, 取出金属内模管 1, 这样就制成了直线度好、 致密 度高、 内孔几何尺寸准确、 孔内壁光洁如镜的高精度薄壁陶瓷管坯体 5 ;

( 6) 按常规烧结方法, 把高精度薄壁陶瓷管坯体 5吊装烧成。 烧成温度 1500°C、 保 温 5小时, 采用吊装烧成是保证薄壁陶瓷管具有良好的直 线度。 本例的薄壁陶瓷管的内孔 呈圆形。

实施例 2

参见图 1一图 3 所示, 本实施例的高精度薄壁陶瓷管坯体 5 的外形尺寸为: 长度为 3000mm, 内孔直径为 Φ 20ηιηι, 壁厚为 1mm; 金属内模管 1 的外径为 Φ20ηιηι, 壁厚为 0.6mm, 长度为 3200mm。 配方泥料与实施例相同, 甲基纤维素粉料加入量为泥料重量的 2 % , 陈腐后泥坯含水量为 13 %, 双向等静压成型压力为 50MPa, 保压 15秒, 其余工艺 方法步骤与实施例 1相同。经双向等静压成型后, 薄壁陶瓷管坯体 5内孔直径为 20mm, 壁厚为 0.8mm, 孔内壁 6平滑光洁, 光亮如镜。

实施例 3

参见图 4一图 6所示, 本实施例的高精度薄壁陶瓷管坯体 15 的外形尺寸为: 长度为 2000mm, 内孔尺寸为 25mm X 25mm的正方形, 壁厚为 1.5mm; 金属内模管 11的外形尺 寸为 25mmX 25mm的正方形, 壁厚为 0.5mm, 长度为 2200mm。 配方泥料与实施例 1相 同, 甲基纤维素粉料加入量为泥料重量的 3 %, 陈腐后泥坯含水量为 14 %, 双向等静压成 型压力为 150MPa, 保压 18秒, 其余工艺步骤与实施例 1相同。 经双向等静压成型后, 薄 壁陶瓷管坯体 15内孔尺寸为 25mmX 25mm的正方形, 壁厚为 1.2mm, 方孔内壁 16平滑 光洁, 光亮如镜。