本發明屬于陶瓷成型技術領域，具體涉及一種陶瓷成型用鋁合金模具的制作工藝及其使用方法。

背景技術：

注漿成型法與滾壓成型法是陶瓷規模化生產普遍使用的一種成型方法。成型方法主要是通過石膏模具進行的，石膏模具內氣孔的毛細管力吸去陶漿料中多余水分使漿料分散地粘附在模具上，形成與模具相同形狀的坯泥層，并隨著時間延長而逐漸增厚，當坯泥層厚度達到要求時，把多余漿料倒出，經干燥收縮與石膏模壁脫離，陶坯體制成。

然而石膏模具存在以下缺陷：（1）、石膏模具的強度、耐水性、耐磨性及耐溶蝕性差，且石膏微溶于水，自身耐水性差且長期處于潮濕復雜的泥漿環境中進一步加劇了石膏模具性能的劣化，導致石膏模具的使用壽命很短，一般只有30～50次，最長也不超過70次。（2）、由于上述石膏模壽命很短，在生產過程中造成廢石膏模具經常堆積如山，占用廠區面積需要一個很大場地放置。清理廢石膏模具需工廠花費很大的人力財力，更為嚴重是廢石膏模具對環境影響很大。（3）利用現有的石膏模具成型，只能得到粗陶坯，還需對粗坯進行進一步精加工，才能得到合格成品；導致產品合格率低，且生產效率低下。（4）、現有的石膏模具重量往往超過100斤，由于坯體成型過程中勞動強度過大，很難招到成型員工，極大地制約了工廠發展。（5）由于要批量生產，石膏模不能一次生產s型狀的異型產品。

因此，為解決上述問題，亟需研制一種可替代石膏模具的新型模具，用于陶瓷成型，以達到減少勞動強度、節約生產成本和提高成型質量的目的。

技術實現要素：

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種陶瓷成型用鋁合金模具的制作工藝，該制造方法具體包括以下步驟：以重量份數計，制造鋁合金模具的材料包括：zn3~5份、ti0.3～0.6份、cu1.0～1.4份、gr1.35～1.40份、mn0.6～0.8份、ni1.8～2.5份、si1.4～1.6份、sic0.2～0.4份、teo0.1～0.3份，其余為鋁；

（1）、先將各組分的材料按照上述配比進行熔煉，熔煉溫度為1180～1250℃；

（2）、將上述熔煉后的材料倒入鋼模中進行澆筑，澆筑溫度為1080～1150℃；

（3）、將上述鋼模冷卻12～16h后，取出澆筑好的鋁合金毛坯模具，對其進行退火處理，退火溫度800～900℃；退火完成后，再對鋁合金毛坯模具進行淬火處理，淬火溫度為950～1050℃；

（4）、對淬火后的鋁合金毛坯模具在730～780℃之間進行回火處理，并保溫3～5h，冷卻至160～200℃出爐；

（5）、將出爐后的鋁合金毛坯模具送到數控機床上進行精密加工，得到成型鋁合金模具；

（6）、對上述成型鋁合金模具的表面進行表面處理。

其中，上述陶瓷成型用鋁合金模具的制作工藝，步驟（6）中，所述表面處理的方式為：對成型鋁合金的表面進行陶瓷化處理，陶瓷化后的陶瓷層為α-al2o3和γ-al2o3。

其中，上述陶瓷成型用鋁合金模具的制作工藝，步驟（6）中，所述表面陶瓷化處理采用的工藝為微弧氧化、微等離子氧化、火花放電沉積氧化或者火花陽極氧化。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供陶瓷成型用鋁合金模具的使用方法，在陶瓷成型過程中，在180℃的氣體流中共同處理鋁合金模具與陶瓷坯體7～8分鐘，至陶坯體與鋁合金模的脫離。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：（1）相比傳統石膏模具，本發明提供的鋁合金模具重量只有石膏模具的1/3，解決了員工勞動強度過大、招工困難等問題；（2）利用本發明提供的鋁合金模具做出的坯體規格一致，無需進行精坯加工，一條流水線可以減少10名員工，并且，產品合格率高；（3）本發明提供的鋁合金模具使用次數可達到上3萬次以上，且模具的強度、耐水性、耐磨性及耐溶蝕性能優異，遠遠優于常規石膏模具，屬于陶瓷行業的一次重大革新。（4）鋁合金模具不會產生任何固體陶瓷廢料，對環境保護很大貢獻。（5）解決石膏模具無法生產異形產品的困難。

具體實施方式

本發明的鋁合金模具代替石膏模具的工藝，具有耐腐蝕性能、耐磨損和高拋光性能，且成本低廉、熱疲勞性能和熱穩定性優異。使用次數可達到上3萬次以上，遠遠優于常規石膏模具，屬于陶瓷行業的一次重大革新，打破了2000年來陶瓷成型一直使用石膏模具的歷史。

本發明提供了陶瓷成型用鋁合金模具的制作工藝，該制造方法具體包括以下步驟：以重量份數計，制造鋁合金模具的材料包括：zn3~5份、ti0.3～0.6份、cu1.0～1.4份、gr1.35～1.40份、mn0.6～0.8份、ni1.8～2.5份、si1.4～1.6份、sic0.2～0.4份、teo0.1～0.3份，其余為鋁；

（1）、先將各組分的材料按照上述配比進行熔煉，熔煉溫度為1180～1250℃；

（2）、將上述熔煉后的材料倒入鋼模中進行澆筑，澆筑溫度為1080～1150℃；

（3）、將上述鋼模冷卻12～16h后，取出澆筑好的鋁合金毛坯模具，對其進行退火處理，退火溫度800～900℃；退火完成后，再對鋁合金毛坯模具進行淬火處理，淬火溫度為950～1050℃；

（4）、對淬火后的鋁合金毛坯模具在730～780℃之間進行回火處理，并保溫3～5h，冷卻至160～200℃出爐；

（5）、將出爐后的鋁合金毛坯模具送到機床上進行精磨加工，得到成型鋁合金模具；

（6）、對上述成型鋁合金模具的表面進行表面處理：對成型鋁合金的表面進行陶瓷化處理，陶瓷化后的陶瓷層為α-al2o3和γ-al2o3；所述表面陶瓷化處理采用的工藝為微弧氧化、微等離子氧化、火花放電沉積氧化或者火花陽極氧化；處理后的模具表面與泥坯接觸性能與石膏模具相似。

進一步的，本發明還提供了上述陶瓷成型用鋁合金模具的使用方法，在陶瓷成型過程中，在180℃的氣體流中共同處理鋁合金模具與陶瓷坯體7～8分鐘，至陶坯體與鋁合金模的脫離。

以下結合具體的實施例對本發明作進一步解釋和說明，但并不因此限制本發明的保護范圍。

實施例1

陶瓷成型用鋁合金模具的制造方法，該制造方法具體包括以下步驟：

以重量份數計，制造鋁合金模具的材料包括：zn3份、ti0.6份、cu1.0份、gr1.35份、mn0.6份、ni2.0份、si1.4份、sic0.3份、teo0.3份，其余為鋁；

（1）、先將各組分的材料按照上述配比進行熔煉，熔煉溫度為1200℃；

（2）、將上述熔煉后的材料倒入鋼模中進行澆筑，澆筑溫度為1100℃；

（3）、將上述鋼模冷卻15h后，取出澆筑好的鋁合金毛坯模具，對其進行退火處理，退火溫度850℃；退火完成后，再對鋁合金毛坯模具進行淬火處理，淬火溫度為950℃；

（4）、對淬火后的鋁合金毛坯模具在750℃之間進行回火處理，并保溫5h，冷卻至200℃出爐；

（5）、將出爐后的鋁合金毛坯模具送到機床上進行精磨加工，得到成型鋁合金模具；

（6）、對上述成型鋁合金模具的表面進行表面處理：對成型鋁合金的表面進行陶瓷化處理，陶瓷化后的陶瓷層為α-al2o3和γ-al2o3；所述表面陶瓷化處理采用的工藝為微弧氧化方式。

上述陶瓷成型用鋁合金模具在陶瓷成型過程中，于180℃的氣體流中共同處理鋁合金模具與陶瓷坯體7分鐘，至陶坯體與鋁合金模的脫離。

實施例2

陶瓷成型用鋁合金模具的制造方法，該制造方法具體包括以下步驟：

以重量份數計，制造鋁合金模具的材料包括：zn5份、ti0.4份、cu1.3份、gr1.38份、mn0.8份、ni2.5份、si1.6份、sic0.4份、teo0.3份，其余為鋁；

（1）、先將各組分的材料按照上述配比進行熔煉，熔煉溫度為1230℃；

（2）、將上述熔煉后的材料倒入鋼模中進行澆筑，澆筑溫度為1150℃；

（3）、將上述鋼模冷卻16h后，取出澆筑好的鋁合金毛坯模具，對其進行退火處理，退火溫度880℃；退火完成后，再對鋁合金毛坯模具進行淬火處理，淬火溫度為1050℃；

（4）、對淬火后的鋁合金毛坯模具在780℃之間進行回火處理，并保溫4.5h，冷卻至180℃出爐；

（5）、將出爐后的鋁合金毛坯模具送到機床上進行精磨加工，得到成型鋁合金模具；

（6）、對上述成型鋁合金模具的表面進行表面處理：對成型鋁合金的表面進行陶瓷化處理，陶瓷化后的陶瓷層為α-al2o3和γ-al2o3；所述表面陶瓷化處理采用的工藝為火花放電沉積氧化方式。

上述陶瓷成型用鋁合金模具在陶瓷成型過程中，于180℃的氣體流中共同處理鋁合金模具與陶瓷坯體8分鐘，至陶坯體與鋁合金模的脫離。

經實際試驗，所述鋁合金模具重量僅為12～17公斤，采用經數控加工的該模具對陶瓷進行成型，坯體規格一致，無需對坯體進行進一步精加工，坯體合格率達98%以上。

本發明方案所公開的技術手段不僅限于上述實施方式所公開的技術手段，還包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。