專利名稱：：高致密復雜結構氧化鋯零件的生產方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于粉末冶金制造
技術領域：
，特別涉及一種制造高致密復雜結構氧化鋯零件的生產工藝。
背景技術：
：復雜結構氧化鋯零件通常采用機械加工、磨削的方法獲得，但工序多，生產效率低，浪費原材料，耗費能源。而且對于一些形狀復雜的，如具有臺階、銳角、盲孔等結構的零件，普通的機械加工方法較為困難，而且產品性能不佳。注射成形工藝可以很好的解決這一問題，獲得結構復雜的氧化鋯零件，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傳感器采用的關鍵部件氧化鋯管的制備技術。其特征是將MgO部分穩(wěn)定氧化鋯粉末與粘結劑混合，經注射成型獲得氧化鋯管的素坯，再經脫脂、燒結獲得冶金定氧傳感器的氧化鋯管。粘結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，真空燒結后熱等靜壓制備WC、Co及Zr02三種主要成分的復合金屬陶瓷材料。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)有技術了解到氧化鋯零件的生產方法主要包括注射成坯，再脫脂、燒結的工藝步驟，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%，高致密復雜結構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)明內容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種制造高致密復雜結構氧化鋯零件的生產方法。本發(fā)明高致密復雜結構氧化鋯零件的生產方法包括將氧化鋯粉與粘結劑混合配料后，經注射成形機加工成坯，再脫脂，燒結的過程，其特點是本發(fā)明的方法是脫脂、燒結以后再經熱等靜壓強化燒結，得到產品，所述的熱等靜壓強化燒結是將燒結后的樣品在1350一1450'C下的熱等靜壓爐內強化燒結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劑體積比50-60:40-50配制，在混料機內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，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、燒結先將脫脂坯件加熱至800-90(TC作預燒結，再置于真空爐中，在1450-1550"C下燒結1-3小時。5、熱等靜壓強化燒結將燒結后的樣品在1350—1450'C下的熱等靜壓爐內強化燒結1—2小日寸。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明突出的實質性特點以及顯著的進步是1、本發(fā)明制造的高致密復雜結構氧化鋯零件的生產方法，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吸附絡合鍵，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劑體積比58:42配制，在混料機內165'C混合2小時。注射成型將上述配料置于注射成形機內，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。燒結先將脫脂坯件加熱至80(TC作預燒結，再置于真空爐中，在145(TC下燒結1小時。熱等靜壓強化燒結再將燒結后的樣品在135(TC下的熱等靜壓爐內強化燒結1小時。實施例2:粘結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劑體積比55:45配制，在混料機內165'C混合2小時。注射成型將上述配料置于注射成形機內，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。燒結先將脫脂坯件加熱至80(TC作預燒結，再置于真空爐中，在1450'C下燒結1小時。熱等靜壓強化燒結再將燒結后的樣品在140(TC下的熱等靜壓爐內強化燒結2小時。實施例3:粘結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劑體積比50:50配制，在混料機內165'C混合2小時。注射成型將上述配料置于注射成形機內，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。燒結先將脫脂坯件加熱至850。C作預燒結，再置于真空爐中，在150(TC下燒結2小時。熱等靜壓強化燒結再將燒結后的樣品在145(TC下的熱等靜壓爐內強化燒結1小時。實施例4:粘結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劑體積比55:45配制，在混料機內165'C混合2小時。注射成型將上述配料置于注射成形機內，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。燒結先將脫脂坯件加熱至80(TC作預燒結，再置于真空爐中，在145(TC下燒結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復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復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。權利要求1、一種制造高致密復雜結構氧化鋯零件的生產方法，包括將氧化鋯粉與粘結劑混合配料后，經注射成形機加工成坯體，坯體脫脂，燒結的過程，其特征在于在坯體脫脂、燒結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后的樣品在1350—1450℃下的熱等靜壓爐內熱處理1—2小時。2、根據權利要求1所述的制造高致密復雜結構氧化鋯零件的生產方法，其特征在于所述氧化鋯粉的顆粒大小為0.5-l、m。3、根據權利要求1所述的制造高致密復雜結構氧化鋯零件的生產方法，其特征在于氧化鋯粉與粘結劑混合配料是按氧化鋯粉與粘結劑體積比50-60:40-50配制。4、根據權利要求1所述的制造高致密復雜結構氧化鋯零件的生產方法，其特征在于所述的粘結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、根據權利要求1所述的制造高致密復雜結構氧化鋯零件的生產方法，其特征在于氧化鋯粉與粘結劑混合配料的過程是在混料機內160-18(TC溫度下，混合1-3小時。6、根據權利要求1所述的制造高致密復雜結構氧化鋯零件的生產方法，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，以130-15(TC，注射壓力40-60MPa，模溫40-6(TC條件下，加工成坯體。7、根據權利要求1所述的制造高致密復雜結構氧化鋯零件的生產方法，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、根據權利要求1所述的制造高致密復雜結構氧化鋯零件的生產方法，其特征在于燒結的過程是先將脫脂坯件加熱至800-900。C作預燒結，再置于真空爐中，在1450-1550'C下燒結1-3小時。全文摘要本發(fā)明涉及一種制造高致密復雜結構氧化鋯零件的工藝方法，是將氧化鋯粉與粘結劑混合，經注射成形機注射成坯，再脫脂、燒結，再經熱等靜壓強化燒結。本發(fā)明可制造高致密復雜結構氧化鋯零件，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