本发明专利技术涉及一种耐磨氧化铝陶瓷球烧结方法，包括成型阶段、排胶阶段、修型阶段和烧结阶段，共四个阶段，其中，烧结阶段中，修型素坯在烧结炉中保持滚动状态，一种耐磨氧化铝陶瓷球的烧结装置，包括网带式隧道烧结炉，所述网带式隧道烧结炉具有细密的链条网带，所述链条网带外侧滑动接触有链杆输送带，所述链杆输送带的传动速度慢于链条网带的传动速度，所述链杆输送带上具有网孔，所述网孔内用于盛放球状陶瓷原料，当所述球状陶瓷原料位于网孔内时，球状陶瓷原料的下端接触链条网带、侧面接触网孔，在烧结过程中，氧化铝瓷球保持滚动状态，使侧面均匀的朝向加热件，维持表面温度的均匀性，适用于大直径氧化铝陶瓷球的生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于氧化铝陶瓷，具体涉及一种耐磨氧化铝陶瓷球烧结方法及烧结装置。
技术介绍
1、氧化铝陶瓷是一种以氧化铝为主体的陶瓷材料，因其耐高温、耐磨、电绝缘性好等优点，被广泛应用于化工、电子、航天航空等领域，其中球形的氧化铝陶瓷主要应用于反应塔的填料、研磨设备的磨球和一些轴承的滚动体。
2、氧化铝陶瓷球在生产时通常包括练泥、烘干、煅烧、球磨、造粒、成型、烧结、研磨等步骤，其中烧结步骤中通常是在马沸炉或隧道炉(网带式或推板式)中烧结，常规的方法是将成型为球状的氧化铝陶瓷球的素坯层叠装于坩埚内，在烧结过程中容易出现内层氧化铝陶瓷球和外层氧化铝陶瓷球受热不均匀的问题，内层产品“欠烧”，而外层产品则容易出现“过烧”，产品次品率高，同时马沸炉和隧道炉的加热方式通常是燃气加热或硅钼棒加热，加热过程中不但有热对流和热传导，还有较高的能量通过辐射传递，氧化铝陶瓷球的素坯与网带或推板保持相对静止，受加热件的影响，朝向加热件的一侧面温度相对较高、背向加热件的一侧面温度相对较低，其温差可达到15℃～25℃，这已经是一个足以影响产品质量的温差了，尤其是大直径(20mm～200mm)氧化铝陶瓷球，受到的影响更大。因此需要一种能够保持氧化铝陶瓷球在烧结过程中保持表面温度均匀的烧结方法。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种耐磨氧化铝陶瓷球烧结方法及烧结装置，在烧结过程中，氧化铝瓷球保持滚动状态，使侧面均匀的朝向加热件，维持表面温度的均匀性，适用于大直径氧化铝陶瓷球的生产。</p>2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种耐磨氧化铝陶瓷球烧结方法，包括成型阶段、排胶阶段、修型阶段和烧结阶段，共四个阶段，四个阶段的具体过程如下：
4、所述成型阶段是将氧化铝粉体成型为球状，得到球坯，成型阶段不限制成型手段，半自动机械成型机、冷等静压机或其它能够压力成球的装置中的一种或几种的结合均可，只要达到成型规格，压力足够即可；
5、所述排胶阶段是对球坯码放入排胶炉中进行升温排胶，得到陶瓷素坯；
6、所述修型阶段是对陶瓷素坯进行初次研磨加工，保留一定的加工余量的同时，使陶瓷素坯接近标准球体，得到修型素坯；
7、所述烧结阶段是在烧结炉中对修型素坯进行烧结，使修型素坯形成致密的氧化铝陶瓷球；
8、其中，烧结阶段中，修型素坯在烧结炉中保持滚动状态，在烧结前修型，容易加工，且修型后的修型素坯能够很好的滚动，使每个部位实现均匀受热。
9、氧化铝陶瓷球表面温度不均匀时，温度高一侧容易出现“过烧”状态，即：加热温度高于低熔点共晶的熔点，使低熔点共晶和晶界复熔的现象。当制品发生严重过烧时，其表面上的颜色发黑或发暗。在其显微组织中，可以观察到在晶界局部加宽现象，在晶粒内部产生复熔球，在晶粒交界处呈现明显的三角形复熔区等特征，同时影响制品其他性能。而温度高一侧则“欠烧”，即：烧结温度过低和(或)烧结时间过短致使产品未达到所需性能的烧结，欠烧会导致成瓷状况不好，密度下降。
10、本专利技术主要是为了解决氧化铝陶瓷球在烧结过程中表面温度不均匀而进行的研发改进，本专利技术在烧结过程中使修型素坯滚动起来，在滚动过程中，修型素坯的每个部位都能均匀的接受辐射能量，从而达到温度均匀，避免一个修型素坯中某些部位温度过高，某些部位温度过低的问题，不论是使用燃气加热还是使用硅钼棒加热，都能够达到温度均匀的状态。
11、进一步地，所述排胶阶段中，排胶炉升温速度为15℃/分，升温到470℃～530℃，保温2小时～3小时，然后随炉降温。
12、本专利技术并不限制排胶阶段的加热设备，仅是将该设备根据用途命名为排胶炉而已，隧道炉、马弗炉或其它能够以合适的升温速度达到既定的温度后进行保温的加热设备均可，因升温温度低，仅为排除水分和部分塑化成分，即使堆叠升温后再保温也不影响排胶的状态，
13、进一步地，所述修型阶段中，对陶瓷素坯进行车圆处理，保留加工余量为耐磨氧化铝陶瓷球成品直径的20％～25％。
14、耐磨氧化铝陶瓷球主要是由氧化铝粉末成型后烧结而成，粉末成型的球状体内含有大量气体，成型后的陶瓷坯体中经常含20％～50％的孔隙率，在烧成过程中该气体溢出，气孔排除，体积收缩大致等于排除的气孔体积，使用预烧过的原料可以减少收缩量，如果烧成进行到完全致密化则会产生百分之几十的体积收缩和相当大的线收缩，并且在温度较高时氧化铝还会产生晶型的转变，例如，氧化铝的晶型由γ-al2o3转变为α-al2o3后密度增大，体积收缩约14.3％，上述的体积收缩通常会使直径变小百分之十几到百分之二十几，不利于尺寸的精准，并且当球体各部位产生不同的收缩时还会引起扭曲或裂纹等严重产品质量的问题，为了减小这样的不均匀性，先排胶后立即进行修型，一方面能够在早期去除陶瓷素坯外表的多余材料，避免烧结后耐磨性提高而增大加工难度，另一方面还能够使陶瓷素坯形成均匀的球状，该均匀的球状使氧化铝陶瓷球在烧结过程中收缩能够有较好的适应性，避免因为表面有部分多余材料而产生收缩量不同的状态，另外，球形能够在滚动过程中形成速度相对均匀稳定的滚动状态，使球体表面的每个部位均匀的接受对流和辐射，能够形成均匀的温度，从根本上减少收缩量不同的情况，从而提高产品品质，滚动状态还能够对大直径球体产生均质的作用，避免因为烧结中产生液相而产生球体变形失圆，使球体更稳定的保持球状，能够减少烧成后的研磨时间与能耗，使研磨更容易快速地达到要求精度。
15、进一步地，所述烧结阶段中，修型素坯滚动速度为2转/分～10转/分。
16、修型素坯在烧结过程中滚动速度需要既能达到均匀滚动，使外表面每一部分都能朝向加热件，又不能滚动过快，否则会导致氧化铝陶瓷球在烧结炉中停留时长缩短、加热时长缩短，容易出现“欠烧”问题，综合现有烧结炉的长度与加热状态，2转/分～10转/分是一个合适的滚动速度。
17、即使是已经限制了修型素坯的滚动速度，但是现有技术中依然仅有有限的几款烧结炉能够实现本专利技术的烧结方法，具体原因在于烧结炉长度过短，不能满足烧结需要，而现实中生产厂家通常无法为了实现一个新的生产工艺就为其匹配一个烧结炉，因此需要对现有烧结炉进行改进，以较低的成本快速实现与生产工艺相匹配的生产设备。
18、一种耐磨氧化铝陶瓷球的烧结装置，包括网带式隧道烧结炉，所述网带式隧道烧结炉具有细密的链条网带，所述链条网带经第一支撑辊组张紧，链条网带经第一驱动辊驱动，所述链条网带外侧滑动接触有链杆输送带，所述链杆输送带经第二支撑辊组张紧，链杆输送带经第二驱动辊驱动，所述链杆输送带的传动速度慢于链条网带的传动速度，所述链杆输送带上具有网孔，所述网孔内用于盛放球状陶瓷原料，当所述球状陶瓷原料位于网孔内时，球状陶瓷原料的下端接触链条网带、侧面接触网孔，该球状陶瓷原料即为修型素坯，当然还可以是其它需要烧结的球状的陶瓷中间半成品，即本专利技术的一种耐磨氧化铝陶瓷球的烧结装置并不限于实现本专利技术的一种耐磨氧化铝陶瓷球烧本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种耐磨氧化铝陶瓷球烧结方法，包括成型阶段、排胶阶段、修型阶段和烧结阶段，共四个阶段，其特征在于，四个阶段的具体过程如下：
2.根据权利要求1所述的一种耐磨氧化铝陶瓷球烧结方法，其特征在于，所述排胶阶段中，排胶炉升温速度为15℃/分，升温到470℃～530℃，保温2小时～3小时，然后随炉降温。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨氧化铝陶瓷球烧结方法，其特征在于，所述修型阶段中，对陶瓷素坯进行车圆处理，保留加工余量为耐磨氧化铝陶瓷球成品直径的20％～25％。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨氧化铝陶瓷球烧结方法，其特征在于，所述烧结阶段中，修型素坯滚动速度为2转/分～10转/分。
5.一种耐磨氧化铝陶瓷球的烧结装置，用于实现权利要求1-4任意一项所述的一种耐磨氧化铝陶瓷球烧结方法，包括网带式隧道烧结炉，所述网带式隧道烧结炉具有细密的链条网带(1)，所述链条网带(1)经第一支撑辊组张紧，链条网带(1)经第一驱动辊(2)驱动，其特征在于，所述链条网带(1)外侧滑动接触有链杆输送带(3)，所述链杆输送带(3)经第二支撑辊组张紧，链杆输送带(3)经第二驱动辊(4)驱动，所述链杆输送带(3)的传动速度慢于链条网带(1)的传动速度，所述链杆输送带(3)上具有网孔，所述网孔内用于盛放球状陶瓷原料，当所述球状陶瓷原料位于网孔内时，球状陶瓷原料的下端接触链条网带(1)、侧面接触网孔。
6.根据权利要求5所述的一种耐磨氧化铝陶瓷球的烧结装置，其特征在于，所述链杆输送带(3)由链条(12)和链杆(13)构成，每个链杆(13)上转动连接有轴套(14)，每相邻两个轴套(14)之间的空间为网孔。
7.根据权利要求6所述的一种耐磨氧化铝陶瓷球的烧结装置，其特征在于，所述轴套(14)上有环状槽(15)，所述环状槽(15)具有两个圆台侧面，其中一个圆台侧面的锥度大于另一个圆台侧面的锥度。
8.根据权利要求6所述的一种耐磨氧化铝陶瓷球的烧结装置，其特征在于，所述轴套(14)的直径小于链条(12)的高度，链杆输送带(3)接触链条网带(1)时，轴套(14)下端与链条网带(1)之间有间距。
9.根据权利要求5所述的一种耐磨氧化铝陶瓷球的烧结装置，其特征在于，所述第二驱动辊(4)上设有多级变速链轮组(5)，第二驱动辊(4)经多级变速链轮组(5)与第一驱动辊(2)联动。
10.根据权利要求5所述的一种耐磨氧化铝陶瓷球的烧结装置，其特征在于，靠近所述网带式隧道烧结炉的出口一端的链杆输送带(3)与链条网带(1)的端部之间具有间距，用于卸料。
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【技术特征摘要】
1.一种耐磨氧化铝陶瓷球烧结方法，包括成型阶段、排胶阶段、修型阶段和烧结阶段，共四个阶段，其特征在于，四个阶段的具体过程如下：
2.根据权利要求1所述的一种耐磨氧化铝陶瓷球烧结方法，其特征在于，所述排胶阶段中，排胶炉升温速度为15℃/分，升温到470℃～530℃，保温2小时～3小时，然后随炉降温。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨氧化铝陶瓷球烧结方法，其特征在于，所述修型阶段中，对陶瓷素坯进行车圆处理，保留加工余量为耐磨氧化铝陶瓷球成品直径的20％～25％。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨氧化铝陶瓷球烧结方法，其特征在于，所述烧结阶段中，修型素坯滚动速度为2转/分～10转/分。
5.一种耐磨氧化铝陶瓷球的烧结装置，用于实现权利要求1-4任意一项所述的一种耐磨氧化铝陶瓷球烧结方法，包括网带式隧道烧结炉，所述网带式隧道烧结炉具有细密的链条网带(1)，所述链条网带(1)经第一支撑辊组张紧，链条网带(1)经第一驱动辊(2)驱动，其特征在于，所述链条网带(1)外侧滑动接触有链杆输送带(3)，所述链杆输送带(3)经第二支撑辊组张紧，链杆输送带(3)经第二驱动辊(4)驱动，所述链杆输送带(3)的传动速度慢于链条网带(1)的传动速度，所述链杆输送带(3)上具有网孔，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄超，贺小芬，尹二娟，
申请(专利权)人：河南济源兄弟材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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