[发明专利]金属陶瓷大件异型制品的制造方法

说明书

本发明涉及金属陶瓷产品制备技术领域，具体地说是涉及一种金属陶瓷大件异型制品的制造方法的技术领域。

金属陶瓷复合材料综合了难熔金属和陶瓷氧化物材料的性能，是一种新型的高温材料。由金属陶瓷材料制成的产品具有远远超过单纯难熔金属及陶瓷氧化物产品的一系列优良的性能，如难熔金属在高温中易被氧化，故高温强度及硬度下降；而纯高级陶瓷氧化物制品在使用中不耐急冷热性，尤其是有脆性大的致命弱点。但是采用难熔金属和高级陶瓷氧化物混合料经过等静压机成型和高温烧结后制得的金属陶瓷制品具有耐高温(＞2000℃)、高温强度高、硬度大；热稳定性好、抗热震、耐急热急冷性能优良；对各种金属、非金属熔液、熔渣皆具有很强的耐蚀力和抗冲刷性能；此外若采用不同的原料配比，金属陶瓷制品还具有良好的抗氧化还原性能。

如上所述，由于金属陶瓷制品有着单纯难熔金属和单纯陶瓷氧化物所无法媲美的一系列综合的优良技术性能，因而在航空、航天、冶金、机械、电子、化工、建材等工业技术领域有着广泛而又必不可少的用途。

具有优良综合性能的金属陶瓷制品的大件异型制品在航空、航天、冶金、造纸等行业都有迫切需要。如火箭尾部喷口、高炉风口、煤气化的气化炉炉管、大型甘锅、造纸工业用的热解罐等，都是金属陶瓷大件或大件异型制品。其中火尾部喷嘴的喇叭口外形尺寸在φ320m/m以上；冶金工业的高炉风口外形尺寸可达到φ400×450m/m以上；热解罐两端轴颈细而长为250mm，两轴颈中间大鼓肚长380mm，两端轴颈部都带有法兰，法兰盘上有螺柱孔4个。类似这样结构复杂，外形尺寸不一的金属陶瓷大件异型制品有许多，但制造金属陶瓷大件异型制品的技术目前国内外尚处于研究阶段，没有适合于大规模工业化的方法。这类金属陶瓷大件异型制品的生产之所以难工业化，是因为这类产品几何尺寸大，制备上难度大，在生产过程中易出现弯曲、变形、产生裂纹或开裂的质量问题，难以得到几何尺寸合格的产品，结构复杂的产品更难生产出来，解体分成几部分生产又满足不了用户现场使用的技术条件。

本发明的目的就是提供一种金属陶瓷大件异型制品的制造方法，此方法解决了上述的生产质量问题，可制得几何尺寸精确的合格产品，是一种适合于大规模工业化的生产工艺。

本发明的制造金属陶瓷大件异型制品的制造方法由以下工艺步骤组成：

(一)制造假颗粒步骤；

(二)超高压成型步骤；

(三)半成品的轻烧步骤；

(四)本成品的机加工步骤；

(五)高温烧成步骤；

(六)机加工步骤。

生产工艺流程如下：

原料的干燥→配料→混料→制造假颗粒→向模具内装料→高压成型→轻烧→半成品的机加工→高温烧结→特殊部位的机加工→质量检查验收入库。

附图的图面说明如下：

图1是大件异型制品碳酸钡热解罐成型前装好料的模具示意图；

图2是大件异型制品碳酸钡热解罐成型前装好料的模具示意图；

图3是大件异型制品在炉内平台上的装炉示意图。

下面结合附图对本发明的金属陶瓷大件异型制品的制造步骤进行详细说明：

(一)制造假颗粒步骤：

此步骤由下面工序依次组成：准备合格原料、配制原料，然后将各组分装入球磨机均匀混合，接着将干燥后的混合料制成假颗粒。

按照本发明的制备方法，对原料的选择有严格要求，即各组分原料的粒度小于5μ的占90％以上。金属粉如钼粉、钨粉的纯度≥99.9％，陶瓷氧化物MgO、ZrO₂、Al₂O₃细粉、Cr₂O₃、铬粉以及稀土氧化物纯度≥99.5％以上。

在金属陶瓷氧化物配料时，通常陶瓷项原料成分占比例＜64％，优选占20-35％(按重量百分比计算)，其余为金属项原料，如钼粉、钨粉。

假颗粒的制造是将上述配制好的原料经球磨机均匀混合后，装入不带钢芯的橡胶模具中，封装后，再放入等静压机的高压容器内进行压制(压力为800-900kg/cm²)，取出后破碎过筛，得到0.1-0.8mm的小颗粒，即为假颗粒，作为下步骤的模料。

(二)超高压成型步骤：

此步骤由下面工序依次组成：干燥假颗粒、装入模具内、超高压成型、半成品干燥。

在将假颗粒向模具内装料时，应尽量保证假颗粒的均匀分布。本发明的制造方法中所用模具是一种橡胶模具，它应有耐油的金橡胶外套，其厚度在6-8mm之间，以保证压力的均匀传递及耐久性使用。