陶瓷球成型模具及成型方法技术

陶瓷球浇注模具包括：底板，由上底板与下底板组成；多组模板，每组模板由上模板与下模板组成；注浆管；连接螺杆及螺母。上下底板及模板上均有相同数量的、位置对应的多个半球形空腔，两块底板或两块模板拼合时可以形成多个球形空腔，底板上各相邻球形空腔互相贯通。多组模板叠放在底板上，用螺杆紧固后，能够在竖直方面对应的位置形成贯通的球形空腔串，从注浆管中倒入陶瓷浆体，再流入到各球形空腔中，即可浇注成型形状规则的陶瓷球。在球形空腔的内壁上可以设置凹槽或凸起，以成型带有凸起或凹槽的陶瓷球，当这种带有凸起或凹槽的陶瓷球用作热交换载体时，可以增大散热面积。该模具具有设备投资小、制得的球致密、形状规则等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷材料的成型模具及成型方法，更具体地说，涉及陶瓷 材料球的浇注成型模具及方法。
技术介绍
陶瓷材料常被制作成球形，而陶瓷球具有广泛的用途，如大量在磨球、 蓄热燃烧技术中使用的蓄热球等，陶瓷球在使用中都要求具有较高的致密 度，因此，成型出密度高的陶瓷球坯体对于烧成制得致密的陶瓷球成品具 有至关重要的作用。现有陶瓷球成型方法主要有a) 手工揉搓成型法，这种方法成型的球形状不规则，基本无成型压力，成型的球，性能差，而且生产效率低。b) 旋转盘滚动成型法，这种成型方法将半干的粉料放入一个具有一定 倾斜角度的圆盘中， 一边喷水或适当的粘结剂， 一边旋转圆盘，半干的粉 料在圆盘中滚动形成小球，继续旋转圆盘滚动小球，小球将粘附更多的半 干料形成更大的球。但这种方法成型的球，密度低，容易分层脱壳，从而 导致球中形成空隙，而且球球表面凹凸不平。c) 机压成型法，申请号为CN95204701.2的专利文件公开了一种高密 度耐火球的机压成型模具，通过将球模由以往的两个半球模改为上内模 芯、下内模芯、上外动模和下外动模四个部分，解决以往机压成球模具生 产的球在模具接口处容易断裂的问题，以此制得形状较好的球。申请号为 CN200510017663.5的文件公开了一种耐火球的多球成型设备，通过在模 具内可以安装多个上模芯、上模套及相同数量的多个下模芯、下模套，解 决不能一次生产多个耐火球的问题，以此提高机压成球的生产效率。尽管机压成球法生产效率高，也取得了技术进步，解决了球坯在模具 接缝处易断裂等问题，但这种方法尚存在设备投资大、球坯脱模难等问题， 而且由于压制的球存在弹性后效，因而易开裂。d) 等静压型法，申请号为CN03141769.8的文件公开了一种采用等静 压技术来将粉末原料制造成球形体的方法，其工艺为先制作金属母模， 再浇注可热压翻制成弹性软模，然后将预制的粉末原料装入弹性软模，经 真空密封后在等静压缸中压制成球坯。该方法的优点是球料中无须加粘结 剂，有利于生产高纯、高质量的球，但其缺点是加工工艺复杂，生产成本 高。e) 注浆法，该法用两个半球形石膏模注桨，其中上模开一个注浆口， 但这种方法生产的球在上模的注浆口处留有"尾巴"，须修复。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新型 的陶瓷球成型模具，以及使用该成型模具的陶瓷球成型方法。本专利技术的模具由底板和至少一组模板叠加紧固而成，模具的中间有一 根连接在底板上的注浆管。所述的底板由上底板与下底板拼装而成，上、下底板上设有多个半球 形腔。在上底板的中心半球形腔上开有灌入口，用于容纳并密封连接所述 注浆管，围绕该中心半球形腔，上底板上其余的半球形腔有规则地排列， 并且下底板半球形腔的位置与上底板的相互对应。当上下底板拼合时，可 以在底板中形成多个球形腔。在底板上相邻的球形腔之间设有水平连通 孔，作为料浆从中心球形腔向四周球形腔扩散的通道。上底板上，除中心 半球形腔外的各半球形腔的顶部分别开设有注浆孔，作为其余各球形腔向 上传送料浆到模板球形腔的通道。所述注桨孔的直径大小需要考虑料浆能 否向上传送以及最后所成的球型，优选的，当成型陶瓷球的直径为20mm 时，注浆孔的直径为5mm。为防止上下底板产生水平相对滑移，下底板呈 凹槽的结构，上底板呈凸起的结构，并且上底板镶嵌在下底板中。每组模板由上下模板组成，上、下模板上也设有多个半球形腔。在上、 下模板的中心半球形腔上开有灌入口，用于容纳所述注浆管，围绕该中心 半球形腔，上、下模板上其余的半球形腔有规则地排列，并且下模板半球 形腔的位置与上模板的相互对应。当上下模板拼合时，可以在模板中形成 多个球形腔，并且模板上球形腔与对应的底板上球形腔在竖直方向上对齐。模板球形腔在水平方向不连通，但在竖直方向上，上模板半球形腔的 顶部及下模板半球形腔的底部均开有注浆孔，以使模板球形空腔的上部及 下部均形成了供料浆自下而上流经的通道。优选的，当成型陶瓷球的直径为20mm时，所述注浆孔的直径为5mm。同样，为防止同一组模板的上下 模板产生水平相对滑移，下模板呈凹槽的结构，上模板呈凸起的结构，并且 同一组模版的上模板镶嵌在下模板中。上底板或上模板与其上层的下模板之间不设有镶嵌结构，便于脱模时 可以沿水平方向滑移，并切断上下层之间浇注球的连接颈部。为此，在下 底板及下模板上均设有多个横向推动螺杆，螺杆的一端与上层的下模板抵 靠，当旋进各所述横向推动螺杆时，所述的螺杆会水平推动上层的模板。当陶瓷球用于热交换的载体时，球的表面积越大则其散热效率越高，通常 为了增加球的表面积，可以在球上设有凹槽或凸起，使陶瓷球具有波纹状的球 表面。因此，上述底板或模板的半球形空腔内壁中，也可以设有凹槽或凸起， 使浇注成型的陶瓷球具有波纹状的球表面。而且浇注的波纹面的形状可以根据 凸起或凹槽的形状来决定。所述的凸起或凹槽可以根据要求灵活的设计成梯 形、弧形或三角锥形等形状。优选的，注桨管的高度应适当高出最上层模板，其下端与底板采用可 拆卸的螺纹连接，上端也设有外螺纹，使注浆管也具有紧固模板的作用。紧固模具的螺杆下端固定在底板上，兼具定位模板的作用。模具安装并紧固后，将调制好的陶瓷料浆从注浆管注入，由于底板上 的相邻球形空腔互相贯通，因此当连接注浆管的底板中心球形空腔注满料 浆后，继续注入的料浆会将原先在中心球形腔中的料浆通过水平连通孔压 入相邻球形空腔，使得底板上的各球形腔都被注满料浆。之后，通过注浆 管继续注入的料浆会将底板上各球形腔中的料浆通过注浆孔挤入底板上 一层模板的各球形腔中，以此类推，最后料浆将填满最上层模板的球形腔。这种底注浇注法有利于排出模具空腔中的气体，以便形成致密的陶瓷 球坯体。更佳的，为了进一步排出料浆中的气体，在浇注的过程中，也可 以将模具放置在振动台上进行振动。振动台的振动时间应该与整个浇注时 间一致，而整个振动台的振动频率需要考虑考虑到各球形腔的容积，以防 止振动时料浆从模具中溢出。优选的，振动台的振动时间为2分钟，振动频率为50HZ,振幅为0.75mm±0. 05mm。试样初凝后即可将模具的紧固螺杆及注浆管的螺母松开，靠旋进横向 推动螺杆使模板组互相沿水平方向错开，切开试样的连接颈部。根据材料 的水硬性或气硬性养护要求，既可将模具各组模板叠加放置养护，也可将 模具拆开，各组模板分别放置养护。本专利技术的优点在于a. 成本低，应用方便。采用本模具，不用投入压机或液压系统的成本， 而且其配套使用的振动设备，成本很低。其次，振动浇注成型方法在耐火 材料厂家具有普遍应用的基础，具有现成的振动设备、人员及操作技术。b. 成球密度高。采用底注法成型，空气更容易排出，再辅以振动措施， 更有利于排出料浆中的气体，尽可能提高球坯的体积密度。c. 制作的球形状规则。浇注方法成型的球不会形成如机压或液压球坯 的"接缝"或类球体，还可以制作波纹面球体，这是机压法或液压法所不 能实现的。而且浇注的波纹面的形状也可以根据要求进行灵活的设计成多 种形状。附图说明图1是本专利技术实施例的模具装配示意图2和图3分别是本专利技术实施例中下底板的纵向剖面示意图和俯视图4和图5分别是本专利技术实施例中上底板的纵向剖面示意图和俯视图6和图7分别是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷球浇注成型模具，其特征在于：包括底板和至少一组模板，所述模板由上模板和下模板组成，模板叠放在底板上，上、下模板上各设有若干个半球形腔以使在模板中形成若干个球形腔，模板的各球形腔上均开有注浆孔，并通过所述注浆孔与底板在竖直方向上贯通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何平显，饶文涛，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]