一种陶瓷产品成型装置及成型方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种陶瓷产品成型装置，所述装置包括热嘴、模芯镶件、上模和下模，所述热嘴包括阀针、热嘴本体、用于对热嘴中的成型原料加热的加热部件、钛环、电木帽和高导热环，所述热嘴内设置有热流道，所述阀针穿设在热流道内，且阀针的针尖伸出至热流道外，所述模芯镶件设置在热嘴本体径向外侧且其轴向一端设置有与针尖匹配的浇口，针尖与浇口的离合用于控制成型原料的流动和静止。本发明专利技术还相应提供一种陶瓷产品成型方法。本发明专利技术注射成型过程中的注料压力损耗小，热量损失小，成型原料的流动性好，成型所得的陶瓷产品中不会产生流纹和痂疤，产品质量得到保障。

A molding device and forming method for ceramic products

The invention provides a molding device for a ceramic product. The device comprises a hot nozzle, a mold core insert, an upper die and a lower die. The hot nozzle is composed of a valve needle, a hot nozzle body, a heating component for heating the forming raw material in the hot mouth, a titanium ring, a wood cap and a high heat conduction ring, and the hot nozzle is arranged in the hot nozzle, and the valve needle is worn. In the heat flow channel, the needle tip of the valve needle is extended out to the heat flow road. The core inserts are arranged on the outside side of the body diameter of the hot nozzle and the axial end of the core is provided with a gate that matches the needle tip, and the separation of the needle tip and the gate is used to control the flow and static of the molding raw material. The invention also provides a ceramic product forming method. In the process of injection molding, the injection pressure loss is small, the heat loss is small, the fluidity of the molding material is good, and the ceramic products in the molding will not produce the streamer and scab, and the quality of the product is guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷产品成型装置及成型方法
本专利技术涉及陶瓷产品的加工领域，具体涉及一种陶瓷产品成型装置及成型方法。
技术介绍
陶瓷粉末注射成型是近代粉末注射成型技术的一个分支，是从现代粉末注射成型技术中发展起来的一项新型成型技术。该技术具有一次成型复杂形状的制品，产品尺寸精度高，无需或很少需要机械加工，降低制备成本的优点。陶瓷注射成型的基本流程是将陶瓷粉末和适当的粘接剂体系按照一定的配比在一定的温度下采用适当的方法混炼成均匀注射型喂料，在注射机上注射进入专门的模具型腔而制得所需形状的注射生胚。理论上任何形式的陶瓷粉末原料，如氮化硅、碳化硅、氧化锆等，都能利用陶瓷粉末注射成型工艺制造形状复杂、精度高的陶瓷产品，这一技术很大程度上提高了形状复杂陶瓷产品的精度和可靠性。陶瓷注射成型中通常采用常规细浇口冷流道进胶(熔融态的成型原料)。冷流道中的流道是指成型机喷嘴出口与产品浇口之间的部分，成型材料在流道内靠注料压力和其本身的热量保持流动状态，流道中的部分成型原料并不能及时进入型腔中成为陶瓷产品的一部分，因此本领域技术人员在设计陶瓷粉末注射成型模具时需要充分考虑填充效果，同时要考虑怎样通过缩短、缩小流道来节省材料。而实际生产过程中，不可避免的会在冷流道中发生成型原料残留，这将增加后续加工成本。综上所述，常规细浇口冷流道注射成型陶瓷产品经常会出现以下问题：①充模困难；②薄壁陶瓷产品变形；③流道中原料浪费；④多模腔模具的成型质量不同。因此，本领域需要一种新的陶瓷注射成型工艺。专利申请CN03149301中公开一种带有热流道装置的注射成型模具，其中一具有低热传导性能的末端镶件布置于喷嘴的端面中，以使喷嘴无需隔热层就能与型腔模直接贴合接触。位于型腔模底部的热流道装置的针阀喷嘴中的喷嘴由喷嘴本体和末端镶件构成，喷嘴本体在其端面上具有一个出口，末端镶件可滑动地放置在出口中，其平端面从喷嘴本体的端面上凸伸出来。形成末端镶件的金属与形成喷嘴本体的金属相比，具有较低的热传导系数，进而喷嘴无需隔热层就能与型腔模持续地贴合接触。且所述喷嘴本体由模具钢制成，末端镶件由和所述模具钢相比具有较低的热传导系数的钛合金制成。上述注射成型模具中的针阀喷嘴和热流道具有明显的保温和防止产生流道废料的效果，但上述模具却并不适用于含陶瓷粉的成型原料成型为陶瓷产品。当使用该装置制备陶瓷产品时，所得的陶瓷产品中含流纹，使得陶瓷产品的后处理工艺复杂，在流纹较深时甚至会使得该陶瓷产品整块报废。使用该装置所得的陶瓷产品中还可能含痂疤点，该痂疤点可以位于陶瓷产品中与浇口对应的位置或其表面的其它任意位置(注射时冷点被冲至其它位置而形成痂疤)，含有痂疤点的陶瓷产品中的痂疤与陶瓷产品本体呈分离状态，因而这样的产品只能报废处理。因此，本专利技术需要提供一种适用于陶瓷产品的热流道注射成型装置和方法，使得所得陶瓷产品无流纹、无痂疤，陶瓷产品质量更高。
技术实现思路
因此，本专利技术首先提供一种陶瓷产品成型装置，所述装置包括热嘴、模芯镶件、上模和下模，所述热嘴包括阀针、热嘴本体、用于对热嘴中的成型原料加热的加热部件、钛环、电木帽和高导热环，所述高导热环所用材料的热导率大于热嘴本体所用材料的热导率；在成型原料于热嘴内的流动方向上，依次由所述热嘴本体和高导热环内部共同形成热流道，所述阀针穿设在热流道内，且阀针的针尖伸出至热流道外，在高导热环的径向外侧还设置有钛环和电木帽，且电木帽比钛环更临近针尖设置，所述模芯镶件设置在热嘴本体径向外侧且其轴向一端设置有与针尖匹配的浇口，阀针依次穿过热流道和电木帽上的帽顶通孔且其针尖与浇口的离合用于控制成型原料的流动和静止，所述模芯镶件与上模和下模匹配形成的型腔用于接受来自热嘴中的成型原料而冷却成型得到所述陶瓷产品。本专利技术中，从成型机中流出的成型原料先后经过所述热流道和电木帽帽顶通孔，并从所述浇口进入所述型腔中。本专利技术中，钛环和电木帽上并不需要设置加热部件。具体地，所述模芯镶件设置在热嘴本体径向外侧且其轴向一端闭合连接且在闭合连接处设置有与针尖匹配的浇口，所述浇口为通孔。在一种具体的实施方式中，模芯镶件上还设置有与浇口连通且直径比浇口大的模芯镶件通孔，所述电木帽设置在模芯镶件通孔内，且所述钛环的轴向一端设置在模芯镶件通孔内而其另一端设置在热嘴本体内。本专利技术所述成型原料中大部分为陶瓷粉，其余为由树脂和石蜡形成的粘接剂。例如成型原料中82～86wt％为氧化锆陶瓷粉，在加热部件加热形成的温度210±5℃，优选210±3℃下，成型原料在流道中保持熔融状态。现有技术中在制备陶瓷产品时，均采用冷流道方法注入成型原料。此时，成型机将含陶瓷粉的成型原料加热至210℃左右的熔融状态，再经冷流道进入型腔内成型为陶瓷产品。本专利技术中，在阀针打开后，向型腔中注入成型原料时会施加60MPa以上(例如60MPa～90MPa)的压力；注料完成且阀针关闭后，陶瓷产品成型时保压例如为1～2MPa。因上模、下模(图中未示出)和模芯镶件的温度均维持在50℃左右，因而成型得到的陶瓷产品温度将小于50℃。本专利技术中，流道内成型原料保持在高温熔融状态，因而其不会冷结在流道内。在一种具体的实施方式中，所述装置还包括设置在模芯镶件径向外侧且用于循环冷却水流动而使得模芯镶件降温的水套。本专利技术中，所述水套中循环流动的冷却水使得成型过程中模芯镶件的温度保持在50℃左右。优选所述高导热环由铍铜合金构成。在一种具体的实施方式中，阀针、热嘴本体、模芯镶件以及上模和下模均为不锈钢材料，所述加热部件为电热丝。在一种具体的实施方式中，在所述热嘴未使用时，所述钛环和电木帽间存在轴向间隙。在一种具体的实施方式中，所述轴向间隙为0.05～0.4mm，优选0.1～0.2mm。所述钛环和电木帽间存在的轴向间隙使得热嘴在加热和负载后二者膨胀因而轴向接触。在一种具体的实施方式中，所述模芯镶件以及上模和下模对应的型腔面的粗糙度为10nm以内。型腔面的粗糙度越低，可保证成型原料在型腔中的高流动性，且相应能得到更光亮、产品质量更高的陶瓷产品。在一种具体的实施方式中，所述钛环的壁厚为1～5mm，优选2～4mm，所述电木帽的壁厚为1～6mm，优选2～5mm。在一种具体的实施方式中，所述钛环轴向一端含有外螺纹，其与热嘴本体上的内螺纹匹配连接。本专利技术还提供一种陶瓷产品成型方法，所述方法包括使用如上所述成型装置，且所述方法包括如下步骤：步骤A、将已经加热至熔融态的成型原料加入所述热流道中，所述热嘴的加热部件对成型原料加热保温；步骤B、对热流道中的成型原料施加60MPa～90MPa以上的注料压力，并将阀针拔离打开浇口，成型原料在注料压力的作用下填满型腔，可选择的在注料完成后保压0.8s以上使原料不回流，优选注料完成后保压时间为0.8～1.5s；步骤C、阀针插入浇口中将浇口关闭，型腔内的原料冷却成型为陶瓷产品，所述加热部件继续对热流道中的成型原料进行加热保温维持其熔融状态以用于下一次陶瓷产品的注射成型。有益效果：本专利技术中，钛环导热率适宜和耐热效果好，且其还具有合适的材料强度，进而可保证热嘴的产品精度和定位效果。电木帽的热导率低，可防止热量流失，且其耐摩擦、耐挤压。本专利技术装置通过将热流道和针阀用于陶瓷成型，且在装置的特定位置结合使用钛环和电木帽，使得注射成型过程中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷产品成型装置，所述装置包括热嘴(1)、模芯镶件(2)、上模和下模，所述热嘴包括阀针(11)、热嘴本体(12)、用于对热嘴中的成型原料加热的加热部件(13)、钛环(14)、电木帽(15)和高导热环(16)，所述高导热环所用材料的热导率大于热嘴本体所用材料的热导率；在成型原料于热嘴内的流动方向上，依次由所述热嘴本体(12)和高导热环(16)内部共同形成热流道(17)，所述阀针(11)穿设在热流道(17)内，且阀针的针尖伸出至热流道(17)外，在高导热环(16)的径向外侧还设置有钛环(14)和电木帽(15)，且电木帽(15)比钛环(14)更临近针尖设置，所述模芯镶件(2)设置在热嘴本体(12)径向外侧且其轴向一端设置有与针尖匹配的浇口(21)，阀针(11)依次穿过热流道(17)和电木帽上的帽顶通孔且其针尖与浇口的离合用于控制成型原料的流动和静止，所述模芯镶件与上模和下模匹配形成的型腔(3)用于接受来自热嘴中的成型原料而冷却成型得到所述陶瓷产品(01)。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷产品成型装置，所述装置包括热嘴(1)、模芯镶件(2)、上模和下模，所述热嘴包括阀针(11)、热嘴本体(12)、用于对热嘴中的成型原料加热的加热部件(13)、钛环(14)、电木帽(15)和高导热环(16)，所述高导热环所用材料的热导率大于热嘴本体所用材料的热导率；在成型原料于热嘴内的流动方向上，依次由所述热嘴本体(12)和高导热环(16)内部共同形成热流道(17)，所述阀针(11)穿设在热流道(17)内，且阀针的针尖伸出至热流道(17)外，在高导热环(16)的径向外侧还设置有钛环(14)和电木帽(15)，且电木帽(15)比钛环(14)更临近针尖设置，所述模芯镶件(2)设置在热嘴本体(12)径向外侧且其轴向一端设置有与针尖匹配的浇口(21)，阀针(11)依次穿过热流道(17)和电木帽上的帽顶通孔且其针尖与浇口的离合用于控制成型原料的流动和静止，所述模芯镶件与上模和下模匹配形成的型腔(3)用于接受来自热嘴中的成型原料而冷却成型得到所述陶瓷产品(01)。2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，模芯镶件(2)上还设置有与浇口(21)连通且直径比浇口大的模芯镶件通孔(22)，所述电木帽(15)设置在模芯镶件通孔(22)内，且所述钛环(14)的轴向一端设置在模芯镶件通孔(22)内而其另一端设置在热嘴本体(12)内。3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置还包括设置在模芯镶件(2)径向外侧且用于循环冷却水流动而使得模芯镶件降温的水套(4)，优选所述高导热环(16)由铍铜合...

【专利技术属性】
技术研发人员：周群飞，饶桥兵，汪文才，
申请(专利权)人：蓝思科技长沙有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43