一种氮化硅陶瓷件及其加工方法技术

本发明专利技术公开了一种氮化硅陶瓷件以及其加工方法，所述氮化硅陶瓷件包括第一筒体，所述第一筒体两端分别设有第一端面、第二端面；所述第一筒体内设有第一固定座，所述第一固定座与所述第一端面贯通连接；所述第二端面上表面设有第二固定座，所述第二固定座与第二端面贯通连接；以及氮化硅陶瓷件的制备方法，通过造粒、冷等静压成型，得到初级坯体，精加工得到第二坯体，预烧结得到第三坯体，终烧结，即得。实现了氮化硅陶瓷件内部密度分布均匀，且强度高、密度低，所述氮化硅陶瓷件尺寸大，且加工简单，成品合格率高。成品合格率高。成品合格率高。

【技术实现步骤摘要】
一种氮化硅陶瓷件及其加工方法


[0001]本专利技术涉及一种氮化硅陶瓷件加工领域，具体涉及一种氮化硅陶瓷分级轮的加工方法。

技术介绍

[0002]为了满足信息技术、生物技术和新材料技术的发展，对粉体产品的纯度和粒度分布提出了更高要求。随着破碎技术的发展，气流分级机不断更新换代。分级轮是气流分级机的关键部件，影响着破碎粉料的细度和纯度。
[0003]传统的分级轮主要采用不锈钢、氧化铝、氧化锆等材质，在破碎过程中，由于材质的密度大分级轮要实现高速旋转需要能耗高，同时由于转速高磨耗大，引入到粉料里的杂质含量多；
[0004]传统材质的密度大，不锈钢密度7.6g/cm3，氧化铝密度3.9g/cm3，氧化锆密度6.1g/cm3，严重影响分级轮的转速提高，进而影响分级粉料的细度，不能满足国家在高科技领域对材料性能提出的高纯，超细的要求；
[0005]氮化硅陶瓷具有低密度，高弯曲强度，高韧性以及高硬度等优异性能，但由于氮化硅陶瓷硬度高，对成品进行加工时较为困难，且在坯体烧结时容易出现由于坯体中溶剂或者有机物挥发造成孔隙率高，从而导致烧结后氮化硅陶瓷强度降低且陶瓷内部密度分布不均匀，导致物料内部密度分布均匀时，导致氮化硅分级轮在高速旋转时出现偏振、分级轮磨损严重或损坏等问题；
[0006]同时坯体烧结时容易出现形变或者尺寸发生变化等问题；
[0007]因此制备氮化硅分级轮时，如何实现密度分布均匀，且高强度、低密度的分级轮是本领域急需解决的难题，尤其是制备大尺寸的氮化硅分级轮，是本领域很大的难题。

技术实现思路

[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的提供了一种氮化硅陶瓷件以及其加工方法，所述氮化硅陶瓷件包括第一筒体，所述第一筒体两端分别设有第一端面、第二端面；所述第一筒体内设有第一固定座，所述第一固定座与所述第一端面贯通连接；所述第二端面上表面设有第二固定座，所述第二固定座与第二端面贯通连接；以及氮化硅陶瓷件的制备方法，通过造粒、冷等静压成型，得到初级坯体、精加工得到第二坯体，预烧结得到第三坯体，终烧结，即得；实现了氮化硅陶瓷件内部密度分布均匀，且强度高、密度低，所述氮化硅陶瓷件尺寸大，且加工简单，成品合格率高。
[0009]根据本专利技术一个方面提供的一种氮化硅陶瓷件，包括第一筒体，所述第一筒体两端分别设有第一端面、第二端面；
[0010]所述第一筒体内设有第一固定座，所述第一固定座与所述第一端面贯通连接；
[0011]所述第二端面上表面设有第二固定座，所述第二固定座与第二端面贯通连接，所述第二固定座与第二端面连接面贯通的通孔为第二通孔；
[0012]所述第一筒体侧面上设有若干第一通孔；所述第一通孔数量为30
‑
50，所述通孔宽度为3
‑6㎜
；所述氮化硅陶瓷件密度变化量≤0.3％；抗弯强度≥780Mpa,断裂韧性≥7.2MPa.m
1/2
,HV
10
硬度≥1480，密度为3.24g/cm3‑
3.25g/cm3；
[0013]优选第一通孔数量为30
‑
40，所述通孔宽度为4
‑6㎜
，密度变化量≤0.05％；所述第一端面表面设有固定槽。
[0014]本专利技术相对于现有技术的有益效果在于，通过所述第一固定座与所述第一端面贯通连接，实现氮化硅件在使用时，动力输出的传动轴伸入第一固定座与所述第一端面贯通的贯通孔内部，实现传动轴与氮化硅陶瓷件连接，通过优选所述第一端面表面设有固定槽，进一步有利于传动轴与氮化硅陶瓷件固定连接；
[0015]所述第二固定座用于与其他设备连接；所述第二固定座与第二端面贯通连接，实现与氮化硅陶瓷件连接的设备能够向第一筒体内部输送物料；且通过所述第二端面上表面设有第二固定座，避免向第一筒体输送的物料在进入第一筒体后直接向第一筒体周围的侧壁运动，从而避免了所述氮化硅陶瓷件作为分级轮在使用过程中部分物料进入分级轮内部的时，直接向分级轮周围的侧壁运动，因此避免了部分粗颗粒从氮化硅陶瓷分级轮侧壁上的若干第一通孔排出，避免了经过分级轮筛分出的细物料中含有粗颗粒，所述第一通孔相当于分级轮侧壁上的出料口；
[0016]密度变化量≤0.3％，优选所述密度变化量≤0.05％，避免了氮化硅陶瓷件作为分级轮使用时出现氮化硅陶瓷分级轮在高速旋转时出现偏振、偏心、磨损严重或损坏等问题；
[0017]所述氮化硅陶瓷件成品抗弯强度≥780Mpa,断裂韧性≥7.2MPa.m
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,HV
10
硬度≥1480，密度为3.24g/cm3‑
3.25g/cm3；实现所述氮化硅陶瓷件作为分级轮时，有利于实现氮化硅陶瓷件作为分级轮时能够高速旋转且磨损不严重，实现可以筛分超细物料。
[0018]进一步的，所述第一固定座为圆筒结构或锥台结构；第二固定座为圆筒结构或锥台结构。
[0019]采用上述进一步技术方案的有益效果在于，通过所述第一固定座为圆筒结构或锥台结构，有利于氮化硅陶瓷件作为分级轮时，既能够实现传动轴与氮化硅陶瓷分级轮固定，且氮化硅陶瓷分级轮旋转时重心稳定；
[0020]通过所述第二固定座为圆筒结构或锥台结构，有利于氮化硅陶瓷件作为分级轮时，既能够实现与其他设备连接，并向氮化硅分级轮中输入物料，且氮化硅陶瓷分级轮旋转时重心稳定。
[0021]进一步的，所述第一筒体内径≤200mm；所述第二通孔的直径≤130mm；
[0022]和/或
[0023]第一筒体内径与所述第二通孔的直径比值大于1.3。
[0024]采用上述进一步技术方案的有益效果在于，通过所述第一筒体内径≤200mm，能够实现氮化硅陶瓷件作为分级轮时，能够提高筛分效率；
[0025]通过第一筒体内径与所述第二通孔的直径比值大于1.3，避免了氮化硅陶瓷件作为分级轮在使用过程中进入氮化硅陶瓷分级轮的物料直接向分级轮周围的侧壁运动，因此避免了部分粗颗粒从氮化硅陶瓷分级轮侧壁上的若干第一通孔排出，避免了经过分级轮筛分出的细物料中含有粗颗粒，所述第一通孔相当于分级轮侧壁上的出料口；同时又避免了比值太大，物料进入氮化硅陶瓷分级轮中物料流量降低、流速过高，从而避免了筛分效率的
降低。
[0026]根据本专利技术另一个方面提供的一种氮化硅陶瓷件的制备方法，包括以下步骤：陶瓷料浆的制备；将所述陶瓷料浆进行造粒、干燥后制备陶瓷颗粒；
[0027]对所述陶瓷颗粒进行级配，然后所述陶瓷颗粒在模具中进行冷等静压成型，得到初级坯体；
[0028]将所述初级坯体放置第一时长后，进行预烧结得到第二坯体；
[0029]将所述第二坯体进行精加工得到第三坯体；
[0030]将所述第三坯体进行终烧结，即得；制备的成品所述氮化硅陶瓷件密度变化量≤0.3％；
[0031]所述氮化硅陶瓷件成品抗弯强度≥780Mpa,断裂韧性≥7.2MPa.m
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化硅陶瓷件，其特征在于，包括第一筒体，所述第一筒体两端分别设有第一端面、第二端面；所述第一筒体内设有第一固定座，所述第一固定座与所述第一端面贯通连接；所述第二端面上表面设有第二固定座，所述第二固定座与第二端面贯通连接，所述第二固定座与第二端面连接面贯通的通孔为第二通孔；所述第一筒体侧面上设有若干第一通孔；所述第一通孔数量为30
‑
50，所述通孔宽度为3
‑6㎜
；所述氮化硅陶瓷件密度变化量≤0.3％。2.根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷件，其特征在于，所述第一固定座为圆筒结构或锥台结构；第二固定座为圆筒结构或锥台结构。3.根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷件，其特征在于，所述第一筒体内径≤200mm；所述第二通孔的直径≤130mm；和/或第一筒体内径与所述第二通孔的直径比值大于1.3。4.一种氮化硅陶瓷件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：陶瓷料浆的制备；将所述陶瓷料浆进行造粒、干燥后制备陶瓷颗粒；对所述陶瓷颗粒进行级配，然后所述陶瓷颗粒在模具中进行冷等静压成型，得到初级坯体；将所述初级坯体放置第一时长后，进行预烧结得到第二坯体；将所述第二坯体进行精加工得到第三坯体；将所述第三坯体进行终烧结，即得。5.根据权利要求4所述的一种氮化硅陶瓷件的制备方法，其特征在于，所述陶瓷料浆包括氮化硅粉、溶剂，所述氮化硅粉与溶剂的质量比为1：(0.9
‑
1.1)；所述溶剂为水或无水乙醇；所述氮化硅粉中位粒径D50在0.5
‑
0.8μm。6.根据权利要求4所述的一种氮化硅陶瓷件的制备方法，其特征在于，所述陶瓷料浆进行造粒、干燥后制备陶瓷颗粒具体过程为，造粒时造粒设备出料口温度70
‑
80℃，造粒设备转速7800
‑
820...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦中华，李镔，齐炯，牛爱新，赵红超，王子诚，王瑞强，陈波，张伟儒，
申请(专利权)人：中材高新氮化物陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：