铝液低压铸造用高强度陶瓷保温杯制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种铝液低压铸造用高强度陶瓷保温杯制备工艺，采用挤出成型工艺，具体步骤包括配料、搅拌捏合、陈腐、练泥挤出成型、干燥、烧结、机加工和涂料等步骤。本发明专利技术的保温杯制备工艺具有生产成本低、参数易控制、生产效率高等特点，通过本发明专利技术制备的陶瓷保温杯具有比重轻、保温性好、强度高等优点。

Preparation of high strength ceramic thermal insulation cup for low pressure casting of aluminum liquid

The invention discloses a preparation process of a high strength ceramic thermal insulation cup for low pressure casting of aluminum liquid, and adopts the extrusion molding process, and the specific steps include batching, stirring kneading, stale, mud washing, extrusion molding, drying, sintering, machining and coating. The preparation process of the thermos cup has the characteristics of low production cost, easy control of parameters and high production efficiency. The ceramic vacuum cup prepared by the invention has the advantages of light weight, good heat preservation and high strength.

【技术实现步骤摘要】
铝液低压铸造用高强度陶瓷保温杯制备工艺
本专利技术涉及冶金行业中的铸造陶瓷材料制备领域，具体地说，是铝液低压铸造用高强度陶瓷保温杯制备工艺。
技术介绍
低压铸造是广泛用于汽车轮毂、纺织机械与航空航天工业等精密铝合金铸件生产的一种工艺，其主要用来铸造一些质量要求高的铝合金制品。保温杯是低压铸造系统中的重要部件，其作用是与升液管配合，将铝液通过压力引流至成型模具中。因此，保温杯在外观上要求具有较精确的尺寸，内质上要求具有良好的保温性能、好的耐高温和耐侵蚀性、良好的抗热震性及较高的产品强度，从而更好地满足低压铸造的工艺要求。现有低压铸造机上的保温杯常用硅酸铝纤维、不锈钢或其它金属合金，硅酸铝纤维材质虽然具有良好的保温性，但使用寿命短、强度低、表面易掉粉、耐冲刷性差；而不锈钢或金属合金材质的浇口套则保温性能不好、易粘铝，且易带入金属杂质。研究一种高强度、保温性好的陶瓷保温杯将大大提升现有铝液低压铸造工艺技术要求，且有助于解决减少保温杯使用过程中由于强度差造成漏铝、脱模困难，以及经常更换保温杯带来的人工成本高、对铸造设备损害大等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铝液低压铸造用高强度陶瓷保温杯制备工艺，该工艺具有生产成本低、参数易控制、生产效率高等特点，通过本专利技术制备的陶瓷保温杯具有比重轻、保温性好、强度高等优点。为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案予以实现，一种铝液低压铸造用高强度陶瓷保温杯制备工艺，采用挤出成型工艺，具体包括如下步骤：（1）配料：按重量百分比依次称量水洗高岭土40%~60%；煅烧高岭土15%~30%；陶瓷纤维棉10%~20%；氧化铝粉5%~10%；蒙脱石粉2%~8%，另外加入粉料重量的20%~30%无机粘结剂；（2）搅拌捏合：将上述称量好的粉料先倒入自动搅拌机内搅拌20~35min，再加入无机粘结剂，捏合粉料至可塑性泥料；（3）陈腐：将泥料取出，至恒温恒湿条件下陈腐12~24h；（4）练泥挤出成型：将陈腐好的泥料放入练泥机内反复练泥2~3次，再将练好的泥料放入挤出机内挤出成型；（5）干燥：将上述挤出好坯体放在干燥车上，经自然风干，直至坯体具有一定表面强度，其中坯体含水率需低于10%；（6）烧结：将干燥好坯体放入电炉或煤气炉烧结，烧结温度控制在600~800℃；（7）机加工：将烧结好的产品根据客户尺寸和形状要求进行机加工，包括内外径车削和开槽等；（8）涂料：将机加工完成的产品进行表面和内部涂料，最终获得保温杯成品。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（1）中水洗高岭土、煅烧高岭土、氧化铝粉均采用325目及以上粒径，陶瓷纤维棉采用硅酸铝纤维棉、高铝纤维棉和含锆纤维棉中的一种或组合。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（1）中无机粘结剂为磷酸二氢铝或硅溶胶的其中一种。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（1）中添加珍珠岩粉，粒径为200目，加入量为1%~8%。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（3）中恒温条件为20~25℃，恒湿为空气中相对湿度60%~80%。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（5）中自然风干时间为24~48h。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（6）中坯体烧成周期为12~18h。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（8）中外表面涂料采用滑石粉和硅溶胶混合制得的涂料涂覆。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（8）中内表面涂料采用氮化硼水性涂料涂覆。本专利技术的铝液低压铸造用高强度陶瓷保温杯制备工艺，首先在配方上采用以高岭土为主要原料，从而使得泥料具有较强的可塑性，满足了后期挤出工艺的要求，另外加入煅烧高岭土和脊性料氧化铝达到减少泥料收缩、提升产品白度和增加产品强度的作用，加入硅酸铝纤维棉可以有效提升保温性能，同时由于纤维增韧作用，大大提高了产品的抗拉伸强度；适量加入珍珠岩粉可进一步提升产品保温性；同时配方上还采用磷酸二氢铝或硅溶胶为粘结剂，保证了坯体强度，和后期烧成的产品强度。本专利技术另一个独特之处在于，采用600~800℃的低温烧结工艺，虽然在产品强度上会有所损失，但是对于后期坯体机加工和产品保温性具有重要作用。因为烧结温度越高，产品瓷化好、强度高、硬度高，导致机加工磨刀厉害且容易崩裂，不利于产品规模化生产；并且，陶瓷纤维棉在高温下（约1000℃）会出现纤维粉化，非但不能起到增韧强度作用，还会收缩急剧失去保温效果。因此，本专利技术克服了传统保温杯配料上采用硅酸铝棉和硅溶胶，成型上往往液压压制成型，其制备的保温杯强度低、成本高、使用寿命短等缺陷。本专利技术的保温杯在生产工艺上做出了重大改进，产品抗压强度达到15Mpa及以上，而普通硅酸铝纤维材质的保温杯强度只有约5MPa。产品经客户试用后，产品使用寿命上延迟了2倍以上。具体实施方式下面通过具体实施例来描述本专利技术。实施例1：（1）配料：按重量百分比依次称量水洗高岭土40%；煅烧高岭土30%；陶瓷纤维棉15%；氧化铝粉8%；膨润土7%，另外加入粉料重量的25%的磷酸二氢铝溶液；（2）搅拌：将上述称量好的粉料先倒入自动搅拌机内搅拌20min，再加入称量好的磷酸二氢铝溶液，搅拌均匀至可塑性泥料；（3）陈腐：将泥料取出，至恒温恒湿（温度20~25℃，相对湿度60%~80%）条件下陈腐12h；（4）练泥挤出成型：将陈腐好的泥料放入练泥机内反复练泥2~3次，再将练好的泥料放入挤出机内挤出成型；（5）干燥：将上述挤出好坯体放在干燥车上，经自然风干48h，直至坯体具有一定表面强度，其中坯体含水率需低于10%；（6）烧结：将干燥好坯体放入电炉或煤气炉烧结，烧结温度控制在800℃，烧成周期为16h；（7）机加工：将烧结好的产品根据客户尺寸和形状要求进行机加工，包括内外径车削和开槽等；（8）涂料：将机加工完成的产品进行表面和内部涂料，其中外表面涂覆滑石粉和硅溶胶涂料，内表面涂覆水性氮化硼涂料，最终获得保温杯成品。实施例2：（1）配料：按重量百分比依次称量水洗高岭土60%；煅烧高岭土15%；陶瓷纤维棉10%；氧化铝粉10%；膨润土5%，另外加入粉料重量的20%的磷酸二氢铝溶液；（2）搅拌：将上述称量好的粉料先倒入自动搅拌机内搅拌25min，再加入称量好的磷酸二氢铝溶液，搅拌均匀至可塑性泥料；（3）陈腐：将泥料取出，至恒温恒湿（温度20~25℃，相对湿度60%~80%）条件下陈腐14h；（4）练泥挤出成型：将陈腐好的泥料放入练泥机内反复练泥2~3次，再将练好的泥料放入挤出机内挤出成型；（5）干燥：将上述挤出好坯体放在干燥车上，经自然风干36h，直至坯体具有一定表面强度，其中坯体含水率需低于10%；（6）烧结：将干燥好坯体放入电炉或煤气炉烧结，烧结温度控制在800℃，烧成周期为18h；（7）~（8）：同实施例1。实施例3：（1）配料：按重量百分比依次称量水洗高岭土50%；煅烧高岭土20%；陶瓷纤维棉20%；氧化铝粉5%；膨润土5%，另外加入粉料重量的30%的硅溶胶溶液；（2）搅拌：将上述称量好的粉料先倒入自动搅拌机内搅拌35min，再加入称量好的硅溶胶溶液，搅拌均匀至可塑性泥料；（3）陈腐：将泥料取出，至恒温恒湿（温度20~25℃，相对湿度60%~80%）条件下陈腐24h；（4）练泥挤出成型：将陈腐好的泥料放入练泥机内反复练泥2~3次，再将练好的泥料放入挤出机内挤出成型；（5）干燥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝液低压铸造用高强度陶瓷保温杯制备工艺，其特征在于，采用挤出成型工艺，具体包括以下步骤：（1）配料：按重量百分比依次称量水洗高岭土 40%~60%；煅烧高岭土 15%~30%；陶瓷纤维棉 10%~20%；氧化铝粉 5%~10%；蒙脱石粉 2%~8%，另外加入粉料重量的20%~30%无机粘结剂；（2）搅拌捏合：将上述称量好的粉料先倒入自动搅拌机内搅拌20~35min，再加入无机粘结剂，捏合粉料至可塑性泥料；（3）陈腐：将泥料取出，至恒温恒湿条件下陈腐12~24h；（4）练泥挤出成型：将陈腐好的泥料放入练泥机内反复练泥2~3次，再将练好的泥料放入挤出机内挤出成型；（5）干燥：将上述挤出好坯体放在干燥车上，经自然风干，直至坯体具有一定表面强度，其中坯体含水率需低于10%；（6）烧结：将干燥好坯体放入电炉或煤气炉烧结，烧结温度控制在600~800℃；（7）机加工：将烧结好的产品根据客户尺寸和形状要求进行机加工，包括内外径车削和开槽等；（8）涂料：将机加工完成的产品进行表面和内部涂料，最终获得保温杯成品。

【技术特征摘要】
1.一种铝液低压铸造用高强度陶瓷保温杯制备工艺，其特征在于，采用挤出成型工艺，具体包括以下步骤：（1）配料：按重量百分比依次称量水洗高岭土40%~60%；煅烧高岭土15%~30%；陶瓷纤维棉10%~20%；氧化铝粉5%~10%；蒙脱石粉2%~8%，另外加入粉料重量的20%~30%无机粘结剂；（2）搅拌捏合：将上述称量好的粉料先倒入自动搅拌机内搅拌20~35min，再加入无机粘结剂，捏合粉料至可塑性泥料；（3）陈腐：将泥料取出，至恒温恒湿条件下陈腐12~24h；（4）练泥挤出成型：将陈腐好的泥料放入练泥机内反复练泥2~3次，再将练好的泥料放入挤出机内挤出成型；（5）干燥：将上述挤出好坯体放在干燥车上，经自然风干，直至坯体具有一定表面强度，其中坯体含水率需低于10%；（6）烧结：将干燥好坯体放入电炉或煤气炉烧结，烧结温度控制在600~800℃；（7）机加工：将烧结好的产品根据客户尺寸和形状要求进行机加工，包括内外径车削和开槽等；（8）涂料：将机加工完成的产品进行表面和内部涂料，最终获得保温杯成品。2.根据权利要求1所述的铝液低压铸造用高强度陶瓷保温杯制备工艺，其特征在于，所述步骤（1）中水洗高岭土、煅烧高岭土、氧化铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建春，王霞，
申请(专利权)人：杭州富阳中耐新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33