一种氧化铝陶瓷一体化热压成型机及工作方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化铝陶瓷一体化热压成型机及工作方法，包括固定于机架的压紧装置、热压装置，所述热压装置位于压紧装置下方，热压装置内部设有搅拌装置，热压装置上方设有热压模具；所述压紧装置将一路高压气体作用于热压模具，将另一路高压气体进入热压装置使得浆料流入热压模具型腔内部；所述搅拌装置对热压装置内部浆料搅拌，使氧化铝胚料在浆料中分布更加均匀；所述热压装置内部分别设置有检测内部油液温度及出浆口浆料温度的测温元件，根据测温元件检测的温度，实时调控电加热装置功率，达到精确控温的目的。本公开通过模具及加热装置，使温度场分布趋于合理，可以精准控制浆料温度，明显提高加热效率，氧化铝粉末在液态石蜡中的分布可以显著提升铸件成型质量。

An integrated hot press for alumina ceramics and its working method

【技术实现步骤摘要】
一种氧化铝陶瓷一体化热压成型机及工作方法
本公开属于氧化铝陶瓷加工成型
，具体涉及一种氧化铝陶瓷一体化热压成型机。
技术介绍
陶瓷加工中，最常见的就是氧化铝材料。氧化铝陶瓷是一种以氧化铝(Al2O3)为主体的陶瓷材料，用于厚膜集成电路。氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。需要注意的是需用超声波进行洗涤。氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷，因为其优越的性能，在现代社会的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能的需要。氧化铝陶瓷分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99.9％以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达1650—1990℃，透射波长为1～6μm，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚；利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时Al2O3含量在80％或75％者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；85瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。1、干压成型：氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过1mm，长度与直径之比不大于4∶1的物件。成型方法有单轴向或双向。压机有液压式、机械式两种，可呈半自动或全自动成型方式。压机最大压力为200Mpa。产量每分钟可达15～50件。由于液压式压机冲程压力均匀，故在粉料充填有差异时压制件高度不同。而机械式压机施加压力大小因粉体充填多少而变化，易导致烧结后尺寸收缩产生差异，影响产品质量。因此干压过程中粉体颗粒均匀分布对模具充填非常重要。充填量准确与否对制造的氧化铝陶瓷零件尺寸精度控制影响很大。粉体颗粒以大于60μm、介于60～200目之间可获最大自由流动效果，取得最好压力成型效果。2、注浆成型法：注浆成型是氧化铝陶瓷使用最早的成型方法。由于采用石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形复杂的部件。注浆成型的关键是氧化铝浆料的制备。通常以水为熔剂介质，再加入解胶剂与粘结剂，充分研磨之后排气，然后倒注入石膏模内。由于石膏模毛细管对水分的吸附，浆料遂固化在模内。空心注浆时，在模壁吸附浆料达要求厚度时，还需将多余浆料倒出。为减少坯体收缩量、应尽量使用高浓度浆料。3、热压铸成型：热压铸成型是生产特种陶瓷的较为广泛的一种生产工艺，其基本原理是利用石蜡受热熔化和遇冷凝固的特点，将无可塑性的瘠性陶瓷粉料与热石蜡液均匀混合形成可流动的浆料，在一定压力下注入金属模具中成型，冷却待蜡浆凝固后脱模取出成型好的坯体。坯体经适当修整，埋入吸附剂中加热进行脱蜡处理，然后再脱蜡坯体烧结成最终制品。专利技术人发现，应用最广泛的传统热压成型设备，存在无法适应特殊成型要求，因油浴箱加热装置设计不合理，内部油液受热不均匀，对浆料保温效果不理想，此外机器在启动时往往需要大量提前准备时间，浆料中氧化铝粉末在液态石蜡中分布不均匀，往往会造成脱蜡后的胚体产生缺陷，以及因浆料温度不易控制，会造成模具与出浆口因温度变化产生缺陷的缺点。申请号“CN201620655548.4”公开了一种陶瓷热压铸成型机，它包括热压铸机本体、工作台、铸模和固定支撑架，热压铸机本体上安装有工作台，工作台上设有铸模，铸模内设有铸件，工作台上且在铸模的两侧设有固定支撑架，固定支撑架上安装有压紧装置，压紧装置的两端连接有第一空气压缩通管，热压铸机本体内设有储料容器，储料容器内设有供料管，热压铸机本体和储料容器之间设有油浴恒温槽，油浴恒温槽内设有U型加热管，热压铸机本体的一侧设有第二空气压缩通管。本技术使用U型加热管，使得储料容器内的浆液能够受热均匀，并且设置了压紧装置，减少陶瓷成形过程中产生的气孔，增强了陶瓷的美观性，提高了陶瓷结构的稳定性，节约了材料，提高了资源的利用率。此装置的缺点是，缺少温控装置，不能精准控制成型温度，浆料浓度会产生变化，铸件容易产生缺陷，加热装置温度场分布不均匀，升温缓慢，准备时间长，能耗过高，不符合绿色加工的理念。申请号“CN201610056298.7”公开了一种热压铸成型工艺一体化设备。包括搅拌备料系统、压铸系统和机壳。所述搅拌备料系统包括一搅拌罐、一搅拌机和一升降机，搅拌罐的灌体设置为内外双层，两层灌体之间形成一空腔，该空腔中填充导热硅油，且设置加热器和温度传感器，所述搅拌罐的底部还设置一排料口；所述压铸系统包括料液管路、一出料口、支架和一压紧装置，该料液管路设置于排料口与出料口之间，出料口设置于机壳的上表面，且该出料口还设置于支架的中轴线上，支架设置于机壳的上表面，压紧装置设置于支架的横梁的中心，且与出料口相对应。本专利技术采用该设备，通过搅拌罐的油浴加热和料液管路上的加热带，保证了料液的温度均匀，且该设备的自动化程度相对较高。此装置虽然能精准控制浆料温度，但无法根据各种成型模具，精准调控浆料温度，搅拌装置无法对沉积底部的浆料进行有效搅拌，影响铸件成型质量。申请号“CN201711076088.5”公开了一种热压成型机，包括把手、电机箱、上模具、下模具、支架、液压缸、底座、管路和开关盒，所述开关盒安装在电机箱左侧，所述下模具安装在电机箱上，所述支架安装在电机箱上，所述上模具安装在支架上，所述液压缸安装在支架上，管路连接电机箱和液压缸，所述底座安装在电机箱下方。本专利技术的有益效果是：本专利技术设计合理，结构简单。在把手上设置绝缘橡胶层，大大降低了触电的几率，提高了安全性。此装置虽然解决了安全性问题，未对影响热压成型的关键因素——温度，做出改进，无法适应各种成型模具，加热装置温度场分布不合理，不符合绿色加工的理念。综合以上因素，结合当前绿色低碳发展的理念，以及对热压铸成型工艺的充分认识，而相关装置在结构上发展并不完善，普遍存在温度场分布不合理，无法精准控制成型温度，以及氧化铝粉末在液态石蜡中分布不均匀容易造成铸件成型质量不高的缺点。
技术实现思路
本公开的目的是为了克服上述技术的不足，提供一种氧化铝陶瓷一体化热压成型机；该机器集精确控温，搅拌，防泄漏，压铸，成型五大功能于一体。本公开的专利技术目的是提出一种氧化铝陶瓷一体化热压成型机，为实现上述目的，本公开采用下述技术方案：一种氧化铝陶瓷一体化热压成型机，包括固定于机架的压紧装置、热压装置，所述热压装置位于压紧装置下方，热压装置内部设有搅拌装置，热压装置上方设有热压模具；所述压紧装置将一路高压气体作用于热压模具，将另一路高压气体进入热压装置使得浆料流入热压模具型腔内部；所述搅拌装置对热压装置内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化铝陶瓷一体化热压成型机，其特征是，包括固定于机架的压紧装置、热压装置，所述热压装置位于压紧装置下方，热压装置内部设有搅拌装置，热压装置上方设有热压模具；/n所述压紧装置将一路高压气体作用于热压模具，将另一路高压气体进入热压装置使得浆料流入热压模具型腔内部；/n所述搅拌装置对热压装置内部浆料搅拌，使氧化铝胚料在浆料中分布更加均匀；/n所述热压装置内部分别设置有检测内部油液温度及出浆口浆料温度的测温元件，根据测温元件检测的温度，实时调控电加热装置功率，达到精确控温的目的。/n

【技术特征摘要】
1.一种氧化铝陶瓷一体化热压成型机，其特征是，包括固定于机架的压紧装置、热压装置，所述热压装置位于压紧装置下方，热压装置内部设有搅拌装置，热压装置上方设有热压模具；
所述压紧装置将一路高压气体作用于热压模具，将另一路高压气体进入热压装置使得浆料流入热压模具型腔内部；
所述搅拌装置对热压装置内部浆料搅拌，使氧化铝胚料在浆料中分布更加均匀；
所述热压装置内部分别设置有检测内部油液温度及出浆口浆料温度的测温元件，根据测温元件检测的温度，实时调控电加热装置功率，达到精确控温的目的。


2.如权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷一体化热压成型机，其特征是，所述压紧装置包括升降架两侧的螺纹连接杆，设置在升降架压杆行程腔内的活塞压杆及复位弹簧，以及设置在升降架上凸台的法兰面端盖，升降架固定在螺纹连接杆上，高压气管与法兰面端盖上相连，高压气体通过气阀一分为二同时流出，其中一路通过高压气管流向升降架上的活塞压杆行程腔，推动活塞压杆压紧热压模具。


3.如权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷一体化热压成型机，其特征是，所述热压模具型芯板上设有型芯板定位圆柱，通过型芯板定位圆柱依次将型芯垫板，上模，型腔，下模，进浆板进行定位合模，下模底部及型芯夹块与模型空腔内补交界处设有圆角过渡，可以明显改善铸件因应力集中产生变形。


4.如权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷一体化热压成型机，其特征是，所述热压装置包括油浴箱，及在油浴箱支撑耳环上部设有的法兰嵌环，在法兰嵌环内侧凸台上依次设有浆桶以及出浆口端盖；
所述油浴箱、浆桶之间盛有油料，通过设置于内部的电加热装置及热电偶，对油料温度精确控制，位于出浆口端盖的下方在浆桶内部设有注浆管，在注浆管的上方靠近设有出浆口的位置设有电热装置，以及热电偶，精确控制出浆口浆料的温度。


5.如权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷一体化热压成型机，其特征是，所述搅拌装置包括设置于浆桶底部的叶轮，机架上的电动机，以及传动装置；通过叶轮的搅拌作用，使氧化铝胚料在浆料中分布更加均匀。


6.如权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷一体化热压成...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长河，石明村，马向阳，张彦彬，杨敏，崔歆，马晓红，高腾，王晓铭，侯亚丽，翟涵，王珍，卢秉恒，曹华军，张乃庆，吴启东，
申请(专利权)人：青岛理工大学，沈阳宏扬精密陶瓷有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37