快速熔断器陶瓷件及其制备方法技术

?本发明专利技术涉及一种快速熔断器陶瓷零件及其制备方法。其原料组成为：α－Ａｌ２Ｏ３微粉６０－７０％，苏州土２０－３０％、膨润土２－６％、方解石２－６％、碳酸钡３－８％、生滑石１－５％，外加上述原料总重３－５％的聚乙烯醇、３－５％的六偏磷酸纳以及８０－８５％的水。制备方法包括球磨、造粒、成型、素烧、钻孔攻丝、烧制等步骤，成型时采用自动双面压力机压制，压力为６－７ＭＰａ，保压４－７秒，得到密度为１．９－２．０?ｇ／ｃｍ３的毛坯；烧制时将毛坯装炉，加热至１４２０℃，保温３ｈ，冷却出窑。本发明专利技术产品抗张压力４０－４１ＭＰａ、密度３．０－３．１０ｇ／ｃｍ３。本发明专利技术产品可代替档次较高的Ａ－９５陶瓷；和热压铸法相比本发明专利技术的成品率达９５％以上，成本较低，适用范围广，具有较好的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种中低压快速熔断器配件，特别是涉及一种快速熔断器陶瓷零件及 其制备方法。
技术介绍
中低压快速熔断器作为一种短路保护器，应用相当广泛，其中陶瓷绝缘外壳是该 产品的主要零部件，由于该陶瓷件多为方形，表面有导线孔及多个螺丝装配孔。多年来，瓷 件生产一直采用传统的热压铸成型或干压一次成型工艺。热压铸成型外观粗糙，产品成品 率低下，且生产成本很高，收缩不稳定，质量无法保证；干压一次成型工艺虽然在热压铸成 型的基础上进行了改进，但由于产品结构更新换代非常频繁，其使用的模具为一次成型模 具，即模具上带有8-16条螺丝，压制成型后打开模具，松开所有螺丝才能使产品脱模，其工 艺上模具投入较多，在压力下螺丝变形严重，导致螺丝更换很频繁，同时生产效率低，投入 成本较高，大多数环节靠手工作业，不适合批量化生产。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题提供一种性能较好、成本低、成品率高的快速熔断器陶 瓷件；还提供一种干法成型、省时省力、能耗低的快速熔断器陶瓷件的制备方法。本专利技术的技术方案一种快速熔断器用陶瓷件，由下述重量百分比的原料组成主料α -Al2O3微粉60-70%， 辅料苏州土 20-30%、膨润土 2-6%、方解石2-6%、碳酸钡3_8%、生滑石1_5%，主料、辅料总重 100%，外加上述主料、辅料总重3-5%的聚乙烯醇溶液、3-5%的六偏磷酸纳以及80-85%的水。所述原料优选为α -Al2O3微粉63-65%、苏州土 22_24%、膨润土 2_4%、方解石 2-4%、碳酸钡3-6%、生滑石1-3%。所述α -Al2O3微粉粒度为5-10微米，苏州土粒度60微米，膨润土粒度60_80微 米，方解石粒度60-80微米，碳酸钡粒度60-80微米，生滑石粒度60-80微米。所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量浓度为6_10%。所述的快速熔断器陶瓷件的制备方法包括以下步骤(1)球磨称取原料，将50%的α-Al2O3微粉主料投入球磨机，然后投入辅料苏州土、膨 润土、方解石、碳酸钡、生滑石及聚乙烯醇溶液、六偏磷酸纳，再投入剩余主料，加水球磨，球 磨至浆料粒度D5tl值为3. 5-4. 5微米；(2)造粒将浆料过滤、除铁后喷雾造粒，干燥后造粒粉含水量控制在0.8-1. 0%以下；(3)成型向所述造粒粉加入相对于所述主料、辅料总重0.4-0. 5%的硬脂酸镁，均勻混 合30-40min，加入硬质合金模具，采用自动双面压力机压制，压力为6_7MPa，保压4_7秒，得 到密度为1. 9-2. 0 g/cm3的毛坯；(4)素烧将所述毛坯装炉，加热至950°C烧制，保温Ih冷却出炉；3(5)钻孔攻丝在钻机机台上固定90°定位板，将毛坯放在定位板上，采用多轴联动钻 孔攻丝机，一次钻出攻出毛坯上的所有丝孔；(6)烧制将毛坯装炉，加热至1420°C，保温3h，冷却出窑。所述球磨时球磨机转速为15-17r/min，球磨时间16_20h。所述造粒时造粒塔进口温度为390-400°C，出口温度为65_75°C。 所述素烧时温度曲线设计为毛坯由室温经Ih升温至300°C，经2h升温至600°C， 经3h升温至950°C，950°C保温Ih ；然后经3h降温至600°C，自然冷却至300°C。所述烧制时温度曲线设计为毛坯由室温经3h升温至300°C，经2h升温至600°C， 再经3h升温至950°C，950°C保温Ih ；经3h升温至1420°C，在1420°C保温3h ；然后经5h降 温至950°C，经3h降温至650°C，然后自然冷却至300°C。本专利技术的积极有益效果(1)本专利技术产品性能好。采用球磨造粒制备原料，配方合理，用量考究。产品抗张压力 40-41 10^，密度3.0-3. 10 g/cm3，性能优于同类产品。(2)本专利技术产品的成品率较高。采用自动双面压机压制成型，精度高，速度快，能连 续作业，成型时向原料中加入适量脱模剂硬脂酸镁，压出的毛坯强度高，表面光滑无缺陷， 经脱水素烧后适合任何位置的打孔攻丝等机械加工；同时独特的配方使得毛坯的烧结面较 宽，收缩率较小，烧结过程中不开裂、不变形，收缩一致性好，成品率可达95%以上，而传统 热压铸工艺的成品率仅为30-60%。(3)本专利技术工艺成本较低。本专利技术干压成型时毛坯不用手工打磨修坯，一次完成， 节省大量人工投入；而热压铸法则需要在成型和脱蜡后进行打磨修光毛坯，费时费工。本专利技术工艺能耗较低。以2M3梭式炉为例，干压成型后素烧仅需IOh左右，每窑用 气量为300M3 ；而热压铸每窑脱蜡素烧需要48h，每窑用气量为800M3 ；同时，干压毛坯件重叠 裸装素烧，毛坯装载量每窑可达3500件左右；而热压铸必须将毛坯装在匣钵里的吸附剂里 进行(吸附剂为一种工业氧化铝粉，用于吸收毛坯脱出的石蜡，并在高温下挥发)，同样的窑 炉每窑只能装入不足500件毛坯。可见，本专利技术的动力成本优势较大，整体能耗较低。(4)本专利技术方法和传统的热压铸成型工艺相比，产品干压后外形规整，变形量较 小，无显气孔，无杂质，模具可一模多用；而热压铸产品气孔率较高，外表不美观，抗张压力 小且工艺复杂、流程长，易混入杂质，并且模具固定。( 5 )由于采用独特配方及烧结工艺，其产品性能指标已达到较高水平，在熔断器领 域，完全可代替目前档次较高的A-95陶瓷，生产成本明显降低。(6)本专利技术的产品性能较好，成本低，适用范围广，具有较好的经济和社会效益。具体实施例方式实施例1 一种快速熔断器陶瓷件，由下述重量百分比的原料组成 α -Al2O3微粉60-70%、苏州土 20_30%、膨润土 2_6%、方解石2_6%、碳酸钡3_8%、生滑石 1-5%，上述原料总重为100%，外加占上述原料总重3-5%的聚乙烯醇溶液、3-5%的六偏磷酸 纳、80-85%的水。其中聚乙烯醇溶液质量浓度为6-10%。粒度要求主料α -Al2O3微粉5-10微米，辅料苏州土 60微米，其余辅料如膨润土、 方解石、碳酸钡、生滑石粒度均为60-80微米。快速熔断器陶瓷件的制备方法，包括以下步骤4(1)球磨按配比称取原料，先将50%的α-Al2O3主料投入球磨机，投入辅料(苏州土、 膨润土、方解石、碳酸钡、生滑石)及聚乙烯醇溶液、六偏磷酸纳，再投入剩余主料，加水球磨 16-20h,球磨机转速15-17r/min,球磨时料水磨球的比为1 0. 8 2. 5，浆料粒度D50值为 3. 5-4. 5 微米；(2)造粒将浆料过滤、除铁后进行干燥，造粒塔进口温度为390-400°C，出口温度为 65-75°C，干燥后得到的造粒粉含水率控制在0. 8-1. 0% (质量)；(3)成型向造粒粉中加入相对于主料、辅料总量0.4-0.5%的硬脂酸镁，混合 30-40min，加入硬质合金模具入模，采用自动双面压力机压制，压力为6_7MPa，保压4_7秒， 得到密度为1. 9-2. 0 g/cm3的毛坯；(4)素烧将毛坯装炉，加热至950°C烧制，保温Ih后冷却出炉；素烧温度设计由室温经Ih升温至300°C，经2h升温至600°C，经3h升温至950°C， 950°C保温Ih ；然后经3h降温至600°C，最后自然冷却至300°C ；(5)钻孔攻丝在钻机机台上固定90°定位板，将毛坯放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速熔断器用陶瓷件，其特征在于：由下述重量百分比的原料组成：主料α－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］微粉６０－７０％，辅料苏州土２０－３０％、膨润土２－６％、方解石２－６％、碳酸钡３－８％、生滑石１－５％，主料、辅料总重１００％，外加上述主料、辅料总重３－５％的聚乙烯醇溶液、３－５％的六偏磷酸纳以及８０－８５％的水。

【技术特征摘要】
一种快速熔断器用陶瓷件，其特征在于由下述重量百分比的原料组成主料α Al2O3微粉60 70%，辅料苏州土20 30%、膨润土2 6%、方解石2 6%、碳酸钡3 8%、生滑石1 5%，主料、辅料总重100%，外加上述主料、辅料总重3 5%的聚乙烯醇溶液、3 5%的六偏磷酸纳以及80 85%的水。2.根据权利要求1所述的快速熔断器陶瓷件，其特征在于所述原料优选为α-Al2O3 微粉63-65%、苏州土 22-24%、膨润土 2_4%、方解石2_4%、碳酸 钡3_6%、生滑石1_3%。3.根据权利要求1或2所述的快速熔断器陶瓷件，其特征在于所述α-Al2O3微粉粒 度为5-10微米，苏州土粒度60微米，膨润土粒度60-80微米，方解石粒度60-80微米，碳酸 钡粒度60-80微米，生滑石粒度60-80微米。4 根据权利要求1或2所述的快速熔断器陶瓷件，其特征在于所述聚乙烯醇溶液中 聚乙烯醇的质量浓度为6-10%。5.一种权利要求1所述的快速熔断器陶瓷件的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)球磨称取原料，将50%的α-Al2O3微粉主料投入球磨机，然后投入辅料苏州土、膨 润土、方解石、碳酸钡、生滑石及聚乙烯醇溶液、六偏磷酸纳，再投入剩余主料，加水球磨，球 磨至浆料粒度D5tl值为3. 5-4. 5微米；(2)造粒将浆料过滤、除铁后喷雾造粒，干燥后造粒粉含水量控制在0.8-1. 0%以下；(3)成型向所述造粒粉加入相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：全建军，黄怀岐，宋建生，白周喜，赵天亮，张新鹏，
申请(专利权)人：河南省耕生高温材料有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]