專利名稱：一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法及其成型模具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種采用等靜壓成型制作氧化鋁陶瓷坩堝的方法及其成型模具。
背景技術：
氧化鋁陶瓷坩堝傳統的制作方法是用注漿法成型，即將煅燒氧化鋁細粉、添加劑和適量水在球磨機內濕混磨，使煅燒氧化鋁細粉均勻懸浮于溶液中成料漿，然后注入有吸水性能的石膏模內，經過一定時間后，漿料被吸附于石膏模壁上，當壁厚達到要求時，將石膏模內未被吸附的料漿排出，在石膏模內留有一層被吸附于石膏模壁上凝固的漿料，待干燥后進行脫模，成為坩堝坯體，坯體在適當的條件下進行干燥后，再經過高溫燒結得到氧化鋁陶瓷坩堝。采用此方法制作坩堝，坯體強度低，干燥和燒成收縮大，成品率低。注漿法還需要大量的石膏模具，勞動強度大，生產效率低，生產周期比較長，很難形成大規模的批量生產。

發明內容
本發明的目的是針對上述存在的缺點，提出一種不僅成型方法簡便，且產品質量好、成品率高，并能適應大規模生產的氧化鋁陶瓷坩堝成型方法及其成型模具。一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其特征在于其成型過程的步驟包括
(1)將α氧化鋁粉、添加劑和水進行混磨，制成均勻的漿料；
(2)將上述漿料過篩并除鐵后，經噴霧干燥塔噴霧造粒；
(3)噴霧造粒后，粉料裝入模具中，壓制制得坩堝預成型坯體；
(4)將坯體修整后，進行高溫燒結，得到氧化鋁陶瓷坩堝。本發明的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其特征在于所述的α氧化鋁粉為α 氧化鋁細粉，粒度為1. 3 1. 5 μ m。本發明的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其特征在于所述的α氧化鋁粉、添加劑和水進行混磨是在攪拌球磨機內進行，混磨時間為2 3小時。本發明的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其特征在于所述的噴霧干燥塔噴霧造粒，造粒粉水分控制在0. 3% 0. 5%。本發明的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其特征在于所述的壓制制得坩堝預成型坯體過程將上述造粒粉裝入坩堝模型腔中，封模放入等靜壓機的高壓成型缸中，在 100 200MPa的壓強下保壓10 20分鐘，取出脫模，制得坩堝預成型坯。本發明的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其特征在于所述的坯體是在1710 1750°C高溫下燒結。本發明的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其特征在于所述的添加劑為高嶺土、 輕質碳酸鈣、段燒滑石、硅微粉、氧化釔；其α氧化鋁粉、添加劑和水進行混磨的比例為 1:0.55。一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型模具，其特征在于其結構包括芯模一該芯模為平底、上部外形與制備的氧化鋁陶瓷坩堝內壁形狀匹配的不銹芯體； 橡膠包套一該包套為與芯模外形適配的間隙套裝在芯模外、底端開有敞口、上頂端設有料漿注入管口的橡膠包套；
下定位密封塞一該密封塞墊于芯模底部，塞裝于橡膠包套底端開有敞口內壁處； 下緊固帶一該緊固帶位于橡膠包套底部外側，將橡膠包套緊帶與下定位密封塞緊固在一起；
上密封塞一該密封塞裝于芯模底部，塞裝于橡膠包套上頂端設有料漿注入管口中； 上緊固帶一該緊固帶位于橡膠包套上頂端設有料漿注入管內，將橡膠包套緊帶與上密封塞緊固在一起。本發明的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型模具，其特征在于芯模和橡膠包套之間的間隙大于9毫米。本發明的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型模具，其特征在于所述的芯模的外徑和長度均大于90毫米。本發明的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，制作的氧化鋁陶瓷坩堝坩堝內外表面平整，光潔度高；坯體的致密度高、均勻，強度大；燒成收縮變形小，尺寸準確，成品率高；勞動強度適中，生產周期短，可大規模生產。


圖1是坩堝模型剖視圖。
具體實施例方式一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其成型的步驟包括
a、制備粉料，將α氧化鋁細粉、添加劑和適量水在攪拌球磨機內混磨2 3小時，使α 氧化鋁細粉和添加劑均勻懸浮于溶液中成漿料。將上述漿料過100目篩并除鐵，經噴霧干燥塔噴霧造粒，造粒粉水分控制在0. 3% 0. 5%。b、裝模制坩堝坯體，將上述造粒粉裝入坩堝模型腔中，封模放入等靜壓機的高壓成型缸中，在100 200MPa的壓強下保壓10 20分鐘，取出脫模，制得坩堝預成型坯。C、坯體修整，按照工藝要求尺寸對坩堝預成型坯進行修整。d、高溫燒結，將上述經修整的坯體在1710°C 1750°C高溫下燒結，得到氧化鋁陶瓷坩堝。一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型模具，其結構包括
芯模1 一該芯模為平底、上部外形與制備的氧化鋁陶瓷坩堝內壁形狀匹配的不銹芯
體；
橡膠包套2—該包套為與芯模外形適配的間隙套裝在芯模外、底端開有敞口、上頂端設有料漿注入管口的橡膠包套；
下定位密封塞3—該密封塞墊于芯模底部，塞裝于橡膠包套底端開有敞口內壁處； 下緊固帶4一該緊固帶位于橡膠包套底部外側，將橡膠包套緊帶與下定位密封塞緊固在一起；
上密封塞5—該密封塞裝于芯模底部，塞裝于橡膠包套上頂端設有料漿注入管口中；上緊固帶6—該緊固帶位于橡膠包套上頂端設有料漿注入管內，將橡膠包套緊帶與上密封塞緊固在一起。實施例1
制作95氧化鋁陶瓷坩堝
將α -Al2O3細粉93. 5公斤、硅微粉1公斤、輕質碳酸鈣1. 5公斤、高嶺土 2公斤、煅燒滑石1. 5公斤、氧化釔0. 5公斤、HF-2分散劑0. 5公斤、聚乙烯醇1公斤、乳化蠟1公斤和水陽公斤置于攪拌球磨機中，球磨2小時制成漿料。將漿料過100目篩并除鐵，經噴霧干燥塔噴霧造粒，造粒粉水分控制在0. 3% 0. 5%。將上述造粒粉裝入坩堝模型腔中，封模放入等靜壓機的高壓成型缸中，在150MPa的壓強下保壓15分鐘，取出脫模，制得坩堝坯體。上述坯體經修整后在1710°C高溫下燒結，得到95氧化鋁陶瓷坩堝。實施例2
制作99氧化鋁陶瓷坩堝
將α -Al2O3細粉99公斤、煅燒滑石0. 6公斤、氧化釔0. 4公斤、HF-2分散劑0. 5公斤、 聚乙烯醇1. 2公斤、乳化蠟1. 2公斤和水55公斤置于攪拌球磨機中，球磨3小時制成漿料。 將漿料過100目篩并除鐵，經噴霧干燥塔噴霧造粒，造粒粉水分控制在0.3% 0.5%。將上述造粒粉裝入坩堝模型腔中，封模放入等靜壓機的高壓成型缸中，在200MPa的壓強下保壓 20分鐘，取出脫模，制得坩堝坯體。上述坯體經修整后在1750°C高溫下燒結，得到99氧化鋁陶瓷坩堝。
權利要求
1.一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其特征在于其成型過程的步驟包括(1)將α氧化鋁粉、添加劑和水進行混磨，制成α氧化鋁粉和添加劑的均勻漿料；(2) (2)將上述漿料過篩并除鐵后，經噴霧干燥塔噴霧造粒；(3)噴霧干燥塔噴霧造粒后，裝入模具中，壓制制得坩堝預成型坯體；(4)將坯體修整后，進行高溫燒結，得到氧化鋁陶瓷坩堝。
2.根據權利要求1所述的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其特征在于所述的α氧化鋁粉為α氧化鋁細粉，粒度為1. 3 1. 5 μ m。
3.根據權利要求1所述的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其特征在于所述的α氧化鋁粉、添加劑和水進行混磨是在攪拌球磨機內進行，混磨時間為2 3小時。
4.根據權利要求1所述的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其特征在于所述的噴霧干燥塔噴霧造粒，造粒粉水分控制在0. 3% 0. 5%。
5.根據權利要求1所述的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其特征在于所述的壓制制得坩堝預成型坯體過程將上述造粒粉裝入坩堝模型腔中，封模放入等靜壓機的高壓成型缸中，在100 200MPa的壓強下保壓10 20分鐘，取出脫模，制得坩堝預成型坯。
6.根據權利要求1所述的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其特征在于所述的坯體是在1710 1750°C高溫下燒結。
7.根據權利要求1所述的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型方法，其特征在于所述的添加劑為高嶺土、輕質碳酸鈣、段燒滑石、硅微粉、氧化釔；其α氧化鋁粉、添加劑和水進行混磨的比例 1:0. 55。
8.一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型模具，其特征在于其結構包括芯模一該芯模為平底、上部外形與制備的氧化鋁陶瓷坩堝內壁形狀匹配的不銹芯體；橡膠包套一該包套為與芯模外形適配的間隙套裝在芯模外、底端開有敞口、上頂端設有料漿注入管口的橡膠包套；下定位密封塞一該密封塞墊于芯模底部，塞裝于橡膠包套底端開有敞口內壁處；下緊固帶一該緊固帶位于橡膠包套底部外側，將橡膠包套緊帶與下定位密封塞緊固在一起；上密封塞一該密封塞裝于芯模底部，塞裝于橡膠包套上頂端設有料漿注入管口中；上緊固帶一該緊固帶位于橡膠包套上頂端設有料漿注入管內，將橡膠包套緊帶與上密封塞緊固在一起。
9.根據權利要求8所述的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型模具，其特征在于芯模和橡膠包套之間的間隙大于9毫米。
10.根據權利要求8所述的一種氧化鋁陶瓷坩堝的成型模具，其特征在于所述的芯模的外徑和長度均大于90毫米。
全文摘要
本發明涉及一種采用等靜壓成型制作氧化鋁陶瓷坩堝的方法及其成型模具。其特征在于其成型過程的步驟包括(1)將α氧化鋁粉、添加劑和水進行混磨，制成均勻的漿料；(2)將上述漿料過篩并除鐵后，經噴霧干燥塔噴霧造粒；(3)噴霧干燥塔噴霧造粒后，裝入模具中，壓制制得坩堝預成型坯體；(4)將坯體修整后，進行高溫燒結，得到氧化鋁陶瓷坩堝。本發明的方法制作的氧化鋁陶瓷坩堝內外表面平整，光潔度高；坯體的致密度高、均勻，強度大；燒成收縮變形小，尺寸準確，成品率高；勞動強度適中，生產周期短，可大規模生產。
文檔編號C04B35/10GK102490253SQ201110372218
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月22日 優先權日2011年11月22日
發明者孟德安, 王成斌, 趙云龍, 陳瑋, 馬慧俠 申請人:中國鋁業股份有限公司