一种陶瓷拉丝模具制备方法技术

本发明专利技术属于新材料模具制备技术领域，涉及一种陶瓷拉丝模具制备方法，工艺过程包括悬浮液制备、生坯成型、常规烧结和微波烧结共四个步骤，以氧化铝和3Y‑TZP微粉为原料，采用先进的等静压一次成型技术和微波烧结技术制备陶瓷拉丝模具，烧结完毕后只需将陶瓷拉丝模具表面抛光即可使用，陶瓷模的耐磨晶体通过固相结合方式紧密结合陶瓷晶界接合强度增加，致密程度提高，陶瓷固相烧结，提高了整体硬度，陶瓷晶界强度和韧性能抵抗住拉丝压应力和剪切的破坏，改变拉丝模的磨损机制，使用寿命为硬质合金模的4‑6倍，降低了陶瓷拉丝模具的制作成本，在提高陶瓷材料的性能指标、产品质量和生产效率的前提下，减少生产环节；其原理科学合理，成品率高。

Method for preparing ceramic drawing die

The invention belongs to the technical field of new materials, mold preparation, and relates to a method for preparing ceramic wire drawing die, the process including the preparation of suspension, green molding, conventional sintering and microwave sintering of a total of four steps, with 3Y alumina and TZP powders as raw materials, with a molding technology and microwave sintering technology for preparing ceramic the wire drawing mold advanced static pressure, sintering after only the surface polishing ceramic wire drawing die can be used to wear crystal ceramic mold through solid phase binding mode combined with ceramic grain boundary bonding strength increases, the compact degree of ceramic sintering, improve, improve the overall hardness, strength and toughness of ceramic grain boundary can resist drawing pressure force and shear damage, wear mechanism of wire drawing die, the service life of hard alloy die 4 6 times, reduced the cost of manufacture of ceramic wire drawing die, On the premise of improving the performance index, product quality and production efficiency of ceramic materials, the production links are reduced. The principle is scientific and reasonable, and the yield is high.

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷拉丝模具制备方法
：本专利技术属于新材料模具制备
，涉及一种陶瓷拉丝模具制备方法，以两相复合陶瓷材料ZTA(氧化锆增韧氧化铝陶瓷)为原料，采用凝胶注模+静压成型和常规烧结+微波烧结技术制备陶瓷拉丝模具。
技术介绍
：金属拉丝模用材质主要有三种：硬质金属(WC-Co)、聚晶(PCD)、钻石(ND)，硬质合金和钻石是传统的模具材质，自四十年代以来，硬质合金模一直在拉丝用模中占主导地位，硬质合金模的特点是强度和韧性好、耐磨性优良、修模方便、相对成本较低，绝大部分规格的模具至今仍是采用这类材质，但是，由于硬质合金是由WC和Co经高温烧结而成，Co含量一般为3—18左右，在拉丝过程中，金属钴易于与被拉线材在某些区域发生“微观热焊合”而产生粘着磨损或者发生塑性形变，使“网状碳化钨”或“孤岛状碳化钨”断裂损坏，导致模具磨损失效；聚晶(PCD)是七十年代发展起来的一种新型耐磨材料，由金刚石微晶体掺粘接金属，经过高温高压制成，用聚晶制的拉丝模机械强度良好，由于金刚石微晶体在成型过程中的随机取向克服了单晶体各向异性引起的偏磨性，所以，聚晶模耐磨性极好，是硬质合金模的20—200倍，聚晶模的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷拉丝模具制备方法，其特征在于工艺过程包括悬浮液制备、生坯成型、常规烧结和微波烧结共四个步骤：(一)、悬浮液制备：将丙烯酰胺单体与N，N’亚甲基双丙烯酰胺按照17:1的质量比混合制备得到混合体，再将混合体与水按照18：85的质量比混合制备得到预配液，在预配液中加入0.5％质量份数的分散剂、纯度大于99％和粒度小于0.5μm的粉状3Y‑TZP与纯度为99％和粒度为1μm的粉状Al2O3配制成pH值为9.5和固相体积分数大于50％的悬浮体，将悬浮体置于球磨机中混合12小时后得到粘度小于300mPa.S的水体系陶瓷浆料悬浮液，混合体在水体系陶瓷浆料悬浮液中的质量百分比为3％，完成悬浮液的制备；...

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷拉丝模具制备方法，其特征在于工艺过程包括悬浮液制备、生坯成型、常规烧结和微波烧结共四个步骤：(一)、悬浮液制备：将丙烯酰胺单体与N，N’亚甲基双丙烯酰胺按照17:1的质量比混合制备得到混合体，再将混合体与水按照18：85的质量比混合制备得到预配液，在预配液中加入0.5％质量份数的分散剂、纯度大于99％和粒度小于0.5μm的粉状3Y-TZP与纯度为99％和粒度为1μm的粉状Al2O3配制成pH值为9.5和固相体积分数大于50％的悬浮体，将悬浮体置于球磨机中混合12小时后得到粘度小于300mPa.S的水体系陶瓷浆料悬浮液，混合体在水体系陶瓷浆料悬浮液中的质量百分比为3％，完成悬浮液的制备；(二)、生坯成型：在悬浮液中加入1％质量份数的引发剂后浇注到成型模具中,放入烘箱中将烘箱的温度设定为60℃的使悬浮液凝胶化为凝胶体，再对凝胶体进行250MPa的冷等静压保压8-15分钟，形成陶瓷拉丝模的生坯；(三)、常规烧结：将生坯置于升温速率为150℃/h的常规烧结设备中升至900℃，保温1小时，完成常规烧结；(四)、微波烧结：再将生坯置于升温速率为15℃/h的微波烧结装置中升至1500℃，保温30分钟，完成微波烧结。2.根据权利要求1所述的陶瓷拉丝模具制备方法，其特征在于所述分散剂为质量百分比浓度为5％的聚甲基丙烯酸铵溶液；引发剂为质量百分比浓度为5％的过硫酸铵水溶液。3.根据权利要求1所述的陶瓷拉丝模具制备方法，其特征在于制备的陶瓷拉丝模具中的3Y-TZP体积百分比分别为5％vol、10％vol、15％vol和20％vol。4.根据权利要求1所述的陶瓷拉丝模具制备方法，其特征在于所述微波烧结装置的主体结构包括磁控管、微波电源、环形器、水负载、四桩调谐器、加热腔、负载、天线阵、转动支架和托盘；设置有磁控管的微波电源与环形器的左端管道式连接，环形器的下端设置有水负载，环形器的右端与四桩调谐器的左端管道式连接，四桩调谐器的右端与内空式矩形结构的加热腔管道式直角连接，设置有负载加热腔的顶端设置有天线阵，加热腔的底端设置有转动支架，转动支架的顶端设置有圆形板状结构的托盘；磁控管发射的微波频率为2.45GHZ；微波电源的最大输出功率为5KW；环形器用于将负载的反射波送入水负载，使其不致返回磁控管，以保护磁控管；水负载用于吸收环形器送入的反射波；四桩调谐器用于控制加热腔使负载的反射波最小；加热腔的材质为不锈钢；天线阵用于汇聚微波并使微波顺利进入加热腔；转动支...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈利祥，石星军，许申鸿，陈欣言，孙光辉，葛晓辉，姜学军，武青，周旭波，李显辉，杜晓红，马军艳，刘华堂，徐韶鸿，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东,37