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CN1566021A - 一种黑色氧化锆陶瓷的制造方法 - Google Patents

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CN1566021A
CN1566021A CN 03129087 CN03129087A CN1566021A CN 1566021 A CN1566021 A CN 1566021A CN 03129087 CN03129087 CN 03129087 CN 03129087 A CN03129087 A CN 03129087A CN 1566021 A CN1566021 A CN 1566021A
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CN
China
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zirconia ceramics
sintering
workpiece
manufacture method
graphite
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Pending
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CN 03129087
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English (en)
Inventor
李宏书
钟伟
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Abstract

本发明公开了一种黑色氧化锆陶瓷的制造方法，主要包括氧化锆陶瓷粉末，其特征在于：氧化锆陶瓷粉末加工成工件坯，将成形的白色氧化锆工件坯进行脱蜡、脱脂或进行低温无保护气氛素烧处理，再将预处理后的氧化锆素坯工件在真空的条件下进行高温烧结，或向已抽真空的炉里充氩气、氢气，在保护气体下进行高温烧结，烧结时摆放工件的舟要使用石墨材料或在石墨舟上铺一层石墨纸，摆放好的工件上放石墨板或盖一层石墨纸，本发明比起现有技术工序比较简单、操作容易，易于控制，不需要在制坯前添加任何色素就可烧结成均匀一致、颜色稳定的黑色制品，由于工序短，杂质污染的机会也相对减少，再者，采用了更高的温度烧结，成品的密度和硬度也较高，韧性和耐冲击性能也有很大的提高。

Description

一种黑色氧化锆陶瓷的制造方法
技术领域：
本发明涉及陶瓷烧结的技术领域，具体的说是一种黑色氧化锆陶瓷的制造方法。
背景技术：
现有的黑色氧化锆陶瓷是采用在氧化锆粉末中添加金属氧化物制成的坯烧结而成，其缺点有：第一，工序长，生产周期较长，制坯前要多一道添加色素的工序。第二，品质控制复杂，色素的添加量和烧结温度的波动对烧结后制品的颜色反应敏感，色素的添加工序由于混料效果不好和不可避免的杂质的引入会引起烧结后制品的掉渣、开裂和颜色波动等现象，第三，烧结产品性能差，经测试一款采用粉末中添加色素，然后热压铸成形制坯，再烧结而成的工件，烧结后密度只有5.3g/cm3，由于太脆硬度测试不能成功，该工艺的工件从1.5m2的高度自由落下到水泥地面上就碎了。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种黑色氧化锆陶瓷的制造方法，该方法不需要在制坯前添加任何色素就可烧结成颜色均匀一致的黑色成品。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种黑色氧化锆陶瓷的制造方法，主要包括氧化锆陶瓷粉末，其特征在于：氧化锆陶瓷粉末加工成工件坯，将成形的白色氧化锆工件坯进行脱蜡、脱脂或进行低温无保护气氛素烧处理，再将预处理后的氧化锆素坯工件在真空的条件下进行高温烧结，或向已抽真空的炉里充氩气、氢气，在保护气体下进行高温烧结，烧结时摆放工件的舟要使用石墨材料或在石墨舟上铺一层石墨纸，摆放好的工件上放石墨板或盖一层石墨纸。
本发明比起现有技术工序比较简单、操作容易，易于控制，不需要在制坯前添加任何色素就可烧结成均匀一致、颜色稳定的黑色制品，由于工序短，杂质污染的机会也相对减少，再者，采用了更高的温度烧结，成品的密度和硬度也较高，韧性和耐冲击性能也有很大的提高。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
本发明主要包括：主要包括氧化锆陶瓷粉末，其特征在于：氧化锆陶瓷粉末加工成工件坯，将成形的白色氧化锆工件坯进行脱蜡、脱脂或进行低温无保护气氛素烧处理，再将预处理后的氧化锆素坯工件在真空的条件下进行高温烧结，或向已抽真空的炉里充氩气、氢气，在保护气体下进行高温烧结，烧结时摆放工件的舟要使用石墨材料或在石墨舟上铺一层石墨纸，摆放好的工件上放石墨板或盖一层石墨纸，高温烧结时的温度保持在1550℃到1650℃之间，时间保持在1小时以上，烧结过程中的真空度保持在30pa以下，将氧化锆陶瓷粉末加工成工件坯可以采用压制、热压铸、注射成形法。
在本发明一实施例中，将四方相部分稳定氧化锆造粒料(比表面30m2/g)压制成(压力1.2t/cm2)外径33mm×内径25mm×厚2.5mm的陶瓷环，然后将陶瓷环下垫石墨纸、上盖石墨纸放入真空炉内高温烧结，烧结过程炉内压力不高于20pa，炉内温度控制分五个步骤：第一步，用600分钟，由室温升至1350℃，第二步，在1350℃保持120分钟，第三步，用40分钟，将温度由1350℃升至1610℃，第四步，在1610℃保持150分钟，第五步，随炉降温，冷却后，取出烧结完的成品。
在本发明另一实施例中，将比表面8m2/g、15m2/g、30m2/g的三种四方相部分稳定的氧化锆粉按重量比47.5∶47.5∶5混合，然后配制注射成形喂料(88wt％氧化锆粉+12wt％蜡基粘结剂)，再将配制好的喂料注射成形(料温150度/模温40度/注射压力50kg/cm2)，接下来将注射成形的工件脱蜡脱脂(过程分为二步，第一步，从室温到350℃，用时为15小时，第二步，从350℃到800℃，用时为5小时)，将经脱蜡脱脂处理后的工件下垫石墨纸、上盖石墨纸放入真空炉烧结，在1000℃以下的温度时炉内为20pa以下的真空状态，在温度1000℃时，向炉内充入氩气至650pa，炉内温度控制共分五个步骤：第一步，用600分钟，由室温升至1350℃，第二步，在1350℃保持120分钟，第三步，用40分钟，将温度由1350℃升至1580℃，第四步，在1580℃保持150分钟，第五步，随炉降温，冷却后，取出烧结完的成品。
本发明成品与现有技术成品各项指标对比如下：
  制造工艺 密度g/cm3 硬度HRA   断裂韧性Mpa·m1/2 耐冲击度
现有技术   粉末中添加色素，热压铸成形，无保护气氛直接烧结 5.30～5.33 因为压头一压就碎，无法测试 ＜2 1.5m高度自由落下到水泥地上就碎了
本发明技术 实施例一 5.93～5.98 80～83 ＞3 4米高度自由落下到水泥地上不会碎
实施例二 6.08～6.15 87～91 ＞3 4米高度自由落下到水泥地上不会碎
从以上各项指标对比表中可以明显看出，使用本发明技术烧制出来的成品的各项指标要优于利用现有技术烧结出来的成品。

Claims (4)

1、一种黑色氧化锆陶瓷的制造方法，主要包括氧化锆陶瓷粉末，其特征在于：氧化锆陶瓷粉末加工成工件坯，将成形的白色氧化锆工件坯进行脱蜡、脱脂或进行低温无保护气氛素烧处理，再将预处理后的氧化锆素坯工件在真空的条件下进行高温烧结，或向已抽真空的炉里充氩气、氢气，在保护气体下进行高温烧结，烧结时摆放工件的舟要使用石墨材料或在石墨舟上铺一层石墨纸，摆放好的工件上放石墨板或盖一层石墨纸。
2、根据权利要求1所述的一种黑色氧化锆陶瓷的制造方法，其特征在于：高温烧结时的温度保持在1550℃到1650℃之间，时间保持在1小时以上。
3、根据权利要求1所述的一种黑色氧化锆陶瓷的制造方法，其特征在于：烧结过程中的真空度保持在30pa以下。
4、根据权利要求1所述的一种黑色氧化锆陶瓷的制造方法，其特征在于：将氧化锆陶瓷粉末加工成工件坯可以采用压制、热压铸、注射成形法。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication