高韧性、高强度的氮化硅球的制造方法技术

本发明专利技术涉及高韧性、高强度的氮化硅球的制造方法，更具体地，涉及如下的氮化硅球的制造方法：能够大幅提高氮化硅球的生产产量，在烧结时可控制与碳之间的反应，从而能够制造高强度及高韧性的氮化硅球。度及高韧性的氮化硅球。度及高韧性的氮化硅球。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高韧性、高强度的氮化硅球的制造方法


[0001]本专利技术涉及高韧性、高强度的氮化硅球的制造方法，更具体地，涉及如下的氮化硅球的制造方法：能够大幅提高氮化硅球的生产产量，在烧结时可控制与碳的反应，从而能够制造高强度及高韧性的氮化硅球。

技术介绍

[0002]陶瓷材料因密度及热膨胀率低且高硬度及耐热特性优异而适用于各种机器部件。
[0003]因这样的特性，作为在严苛条件下使用的轴承用球的材料而广泛使用陶瓷。
[0004]目前，在酸性、碱性等条件下使用的轴承用球大部分为ZrO2系、Si3N4系，作为高温及高速轴承用球，主要使用比重比较少的Si3N4系或Al2O3系。
[0005]一般的耐蚀用轴承球材料即ZrO2根据烧结温度的上升而产生3种形式的晶体结构的相变(单斜晶
→
正方晶
→
立方晶)，在烧结之后冷却时，也会产生从正方晶变成单斜晶的相变。此时，产生4％左右的体积膨胀而导致试样被破损，因此难以进行单独的烧结。
[0006]因此，为了改善烧结性，在ZrO2中，作为稳定剂添加从Y2O3、CeO2、MgO中选择的1种而使用。在此，在ZrO2中添加Y2O3的情况下，虽然机械特性优异，但耐蚀性下降，主要使用于切割工具(Cutter)类等一般的耐磨损产品，在添加CeO2或MgO的情况下，虽然耐蚀性优异，但因过度的晶粒生长，导致机械物性不足。另一方面，在Al2O3的情况下，虽然其是硬度及耐蚀性优异的经济性的材料，但强度及耐磨特性低于其他陶瓷材料Si3N4及ZrO2，因此难以用作轴承用球。

技术实现思路

[0007]技术课题
[0008]本专利技术是为了解决上述问题而研发的，本专利技术的目的在于提供一种能够制造用作轴承用球的高韧性、高强度的氮化硅球的氮化硅球的制造方法。
[0009]另外，本专利技术的另一个目的在于提供一种能够大幅提高制造产量的氮化硅球的制造方法。
[0010]解决课题的手段
[0011]为了达到上述目的，本专利技术提供一种氮化硅球的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：准备硅粉末；在上述硅粉末中添加溶剂及有机粘合剂而形成浆料；对上述浆料进行热喷雾干燥而制造具备规定的粒径的颗粒(granule)；对上述颗粒加压成型而制造硅球；使上述硅球位于软质的多孔性泡沫的各个孔中；将配置有多个硅球的多孔性泡沫放入塑料袋进行真空排气而封装；将封装后的塑料袋放入静水压机而进行静水压成型；在获得上述静水压成型的硅球之后进行脱脂；及将脱脂后的硅球氮化并烧结而制造氮化硅球。
[0012]在优选的实施例中，上述多孔性泡沫为PE泡沫，各个孔形成为圆形或多边形并贯穿上述多孔性泡沫的上表面及下表面而开放，各个孔的最大宽度大于所配置的硅球的直径。
[0013]在优选的实施例中，上述多孔性泡沫为PE泡沫，各个孔形成为圆形或多边形且仅向上述多孔性泡沫的上表面开放，在各个孔的内部安装有硅球。
[0014]在优选的实施例中，在上述脱脂的过程中还包括在上述静水压成型的硅球的外表面涂布氮化硼的步骤，由此在将硅球脱脂及烧结时控制在熔炉(furnace)的内部与碳发生反应。
[0015]在优选的实施例中，上述氮化硼以浆料形态并以湿式涂布到上述静水压成型的硅球的外表面。
[0016]专利技术效果
[0017]本专利技术具备如下的优异的效果。
[0018]根据本专利技术的氮化硅球的制造方法，能够在多孔性泡沫中放置多个硅球之后封装而进行静水压力成型，因此具有能够大幅提高氮化硅球制造的产量的优点。
[0019]另外，根据本专利技术的氮化硅球的制造方法，在静水压力成型的硅球的外表面涂布氮化硼而在脱脂及烧结时可控制与碳的反应，因此具有能够制造高韧性及高强度的氮化硅球的优点。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的一个实施例的氮化硅球的制造方法的流程图。
[0021]图2是例示在本专利技术的一个实施例的氮化硅球的制造方法中在进行静水压成型时使用的多孔性泡沫的图。
[0022]图3是示出在本专利技术的一个实施例的氮化硅球的制造方法中静水压成型的硅球的图。
[0023]图4是示出在本专利技术的一个实施例的氮化硅球的制造方法中涂布有氮化硼的硅球的图。
[0024](符号说明)
[0025]100：氮化硅球200：多孔性泡沫
[0026]210：孔300：塑料袋
[0027]310：封装的塑料袋320：静水压成型的硅球
[0028]400：涂布有氮化硼的硅球
具体实施方式
[0029]关于本专利技术中使用的用语，尽量选择了目前广泛使用的一般的用语，但在特定的情况下，也有由申请人任意选定的用语，在该情况下，不应单纯地考虑用语的名称，而应考虑在专利技术的详细的说明部分中记载或使用的意思来掌握其意思。
[0030]下面，参照附图中图示的优选的实施例而详细说明本专利技术的技术结构。
[0031]但是，本专利技术不限于在此说明的实施例，也可以其他方式具体实施。在整个说明书中，相同的符号表示相同的构成要件。
[0032]图1是本专利技术的一个实施例的高韧性、高强度的氮化硅球的制造方法的流程图。
[0033]参照图1，本专利技术的一个实施例的高韧性、高强度的氮化硅球的制造方法是制造在轴承等机器装置中为了减少接触摩擦而插入的氮化硅球的方法。
[0034]首先，准备硅粉末(S1000)。
[0035]另外，关于上述硅粉末，使用将金属硅废料(scrap)粉碎而控制杂质和粒度的硅粉末。
[0036]另外，上述硅粉末的粒度越小越好，但为了与烧结添加剂之间的混合和最终的精细化而可使用平均粒径为1μm至10μm的硅粉末。
[0037]然后，在上述硅粉末中添加溶剂及有机粘合剂而形成浆料(S2000)。
[0038]另外，对上述溶剂和有机粘合剂的种类，不作特别的限定，但作为上述溶剂，优选使用从乙醇、甲醇、异丙醇、蒸馏水及丙酮中选择的1种以上，作为上述有机粘合剂，优选使用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)系粘合剂。
[0039]然后，将上述浆料热喷雾干燥(spray drying)而制造具备规定的粒径的颗粒(granule)(S3000)。
[0040]另外，关于进行热喷雾干燥获得的颗粒，为了使其内部不是空的或形成甜甜圈形态的颗粒，将腔的内部温度固定为120℃，将外部腔的温度固定为90℃，将雾化器(atomizer)速度规定为8,000rpm至15,000rpm。
[0041]另外，这样制造的颗粒的平均粒径为60μm至120μm，优选为80μm至120μm。
[0042]然后，将上述颗粒加压成型而制造硅球100(S4000)。
[0043]另外，关于上述加压成型的成型压力，优选设定为20kg/cm3至50kg/cm3，以在执行下面的静水压成型时，施加均匀的压力而在成型之后容易处理。
[0044]然后，使上述硅球100位于软质的多孔性泡沫200的各个孔2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氮化硅球的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：准备硅粉末；在上述硅粉末中添加溶剂及有机粘合剂而形成浆料；对上述浆料进行热喷雾干燥而制造具备规定的粒径的颗粒即granule；对上述颗粒加压成型而制造硅球；使上述硅球位于软质的多孔性泡沫的各个孔内；将配置有多个硅球的多孔性泡沫放入塑料袋进行真空排气而封装；将封装的塑料袋放入静水压机而进行静水压成型；在获得上述静水压成型的硅球之后进行脱脂；及将脱脂的硅球氮化并烧结而制造氮化硅球。2.根据权利要求1所述的氮化硅球的制造方法，其特征在于，上述多孔性泡沫为PE泡沫，各个孔形成为圆形或多边形并贯穿上述多孔性泡沫的上表...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑庆宣，徐仁夏，李秉勋，张夏准，李列镐，吴炳润，金洙元，金泰俊，
申请(专利权)人：株式会社尖端LAB，
类型：发明
国别省市：