[发明专利]一种碳化硅陶瓷喷砂嘴的粉末注射成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷喷砂嘴的制造方法。

背景技术

目前，国内外制作喷砂嘴的材料有金属、硬质合金和陶瓷等。金属和硬质合金的硬度较低，导致其耐磨性差，磨损率高，需要频繁更换喷砂嘴，大大增加了金属材料和稀有贵金属材料的消耗。同时喷砂嘴口径迅速增大，使得磨料用量增大，压缩空气和磨料速度下降，增加了磨料成本，并使得操作工人劳动强度大大增加。在相同条件下刚制喷砂嘴的寿命不如硬质合金喷砂嘴，硬质合金喷砂嘴的寿命不如陶瓷喷砂嘴。

喷砂时喷砂嘴受热冲击的作用不大，主要承受磨料的冲蚀作用，因此喷砂嘴材料需要具有很高的硬度和耐磨性，此时具有良好耐磨性的碳化硅材料受到了青睐。传统成形工艺可以有效地制备大尺寸流道的碳化硅喷砂嘴，然而随着应用的不断扩展，喷砂嘴流道尺寸逐渐减小，相应的流道长径比逐渐增加，如流道直径为0.8mm，长8cm的喷砂嘴，其流道长径比已达100∶1，此时现有喷砂嘴制备工艺难以满足要求，现有方法制造喷砂嘴时工艺复杂、生产成本高、效率低、难以成形长径比较大的微小流道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了现有方法制造喷砂嘴时工艺复杂、生产成本高、效率低、难以成形长径比较大的微小流道的问题，提供了一种碳化硅陶瓷喷砂嘴的粉末注射成形方法。

一种碳化硅陶瓷喷砂嘴的粉末注射成形方法如下：一、将碳化硅陶瓷粉放入混炼机中加热到100℃～260℃，然后加入粘结剂混炼2h～6h，再在挤出机上进行造粒，得喂料；二、将喂料置于注射成形机中，然后在料筒温度为120℃～250℃、注射成形机喷砂嘴温度为100℃～240℃、注射成形机注射压力为20MPa～200MPa的条件下注入模具中进行注射成形，得注射坯；三、将注射坯置于热脱脂炉中，从20℃加热到450℃～550℃，然后保温脱脂36h～58h，再升温至800℃～1300℃预烧结2h～4h，随炉冷却后取出，得坯料；或将注射坯通过溶剂脱脂制得坯料；四、将坯料置于烧结炉中，然后在2000℃～2300℃的条件下保温烧结1h～3h，经研磨、抛光，即得碳化硅陶瓷喷砂嘴；其中步骤一中碳化硅陶瓷粉在喂料中的体积含量为45％～62％；步骤一中所述粘结剂按重量百分比由50～80份的石蜡、15～40份的聚丙烯和5～30份的硬脂酸组成；步骤一中所述的挤出机是单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。

本发明一种碳化硅陶瓷喷砂嘴的粉末注射成形方法步骤一中所述碳化硅陶瓷粉由添加烧结助剂的碳化硅陶瓷粉替代，其中烧结助剂的添加量为烧结助剂和碳化硅陶瓷粉总质量的0.1％～5％，烧结助剂是B₄C、C、B、Al、AlN、Al₃N₄及Al₄C₃中的一种或其中几种的组合物。

本发明一种碳化硅陶瓷喷砂嘴的粉末注射成形方法步骤一中所述碳化硅陶瓷粉由碳化硅复合材料陶瓷粉替代，其中碳化硅复合材料陶瓷粉由B₄C、WC及TiC中的一种或其中几种的组合物与SiC组成，其中SiC占碳化硅复合材料陶瓷粉总质量的80％～99％。

本发明中制造的碳化硅陶瓷喷砂嘴，具有良好的耐磨性，经测试其致密度达98％以上，喷砂嘴的孔道小，直径为0.5～3.0mm，孔道内部光洁度好，喷射效果理想，长径比可达50～150∶1，生产效率高，成本低。本方法适用于纯碳化、添加烧结助剂的碳化硅以及碳化硅复合材料喷砂嘴的低成本批量化制造。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式中一种碳化硅陶瓷喷砂嘴的粉末注射成形方法如下：一、将碳化硅陶瓷粉放入混炼机中加热到100℃～260℃，然后加入粘结剂混炼2h～6h，再在挤出机上进行造粒，得喂料；二、将喂料置于注射成形机中，然后在料筒温度为120℃～250℃、注射成形机喷砂嘴温度为100℃～240℃、注射成形机注射压力为20MPa～200MPa的条件下注入模具中进行注射成形，得注射坯；三、将注射坯置于热脱脂炉中，从20℃加热到450℃～550℃，然后保温脱脂36h～58h，再升温至800℃～1300℃预烧结2h～4h，随炉冷却后取出，得坯料；或将注射坯通过溶剂脱脂制得坯料；四、将坯料置于烧结炉中，然后在2000℃～2300℃的条件下保温烧结1h～3h，经研磨、抛光，即得碳化硅陶瓷喷砂嘴；其中步骤一中碳化硅陶瓷粉在喂料中的体积含量为45％～62％；步骤一中所述粘结剂按重量百分比由50～80份的石蜡、15～40份的聚丙烯和5～30份的硬脂酸组成。