[发明专利]一种可快速烧结的金属黏土组成物、烧结装置及其烧成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属黏土组成物、一种烧结金属黏土组成物的装置及一种金属黏土组成物的烧成方法，以制成金属饰品。

背景技术

传统粉末冶金工艺烧结金属粉末饰品时，乃将饰品工件置于电气窑炉内导入氮或氩气在惰性氛围气中烧成，或是，在氧化氛围气中进行一次烧结，其次在氢气、埋碳等还原气氛中以严格控制烧成曲线于电气窑炉内进行二次以上烧结，以制作所需的金属饰品的强度，以避免合金化过程中，低熔点的金属熔化而造成烧结成品熔化变形或脱脂不完全，造成烧结后松散易碎而失败。例如，台湾地区第099130982号“工艺或装饰用之铜烧结用品之制造方法以及含铜可塑性组合物”专利申请案揭露：一、使用平均粒径18μm的纯铜或平均粒径20μm的铜-50重量%镍合金粉末以2.0~12.5重量%调配的混合粉末，在氧化氛围气中在温度400℃以上一次烧结，其次在还原氛围气中二次烧结，可得没有可目视的孔、色调均匀的烧结体，但是使用含有平均粒径18μm纯铜仅12.5重量%的混合粉末者，只在氧化氛围气中(大气中)烧成，则具有可目视的孔，形成色调不均匀的烧结体，不能形成贵金属饰品及贵金属美术工艺品。二、使用平均粒径37μm的球状铜粉，含有此铜粉及有机黏合剂的可塑性组合物的成形体必须在约250℃、5小时大气中脱脂后，在氢气流中1000℃进行2小时的烧结。因此，氧化氛围气中的一次烧成是还原氛围气中的二次烧成者的前提，只以氧化氛围气中的烧成进行烧结，如前所述，无法成为贵金属装饰品及贵金属美术工艺品。三、混合铜粉末或铜合金粉末及有机黏合剂的铜可塑性组合物必须在惰性氛围气或还原氛围气中烧成。这是起因于在氧化氛围气中烧成，即在大气烧成时，烧成的铜造形烧成体的强度是弱的。为了使强度提升，必须充分地烧结，自然必须长时间烧成。于是从表面到内部氧化的程度渐渐增大，结果烧成的铜造形烧成体一块块纷纷散落而不耐使用。

台湾地区第099130982号专利申请案将含有红铜色的铜、青铜、白铜、黄铜等多种颜色调配者的已知的铜粉末或铜合金粉末的铜可塑性组合物作为对象，例如，含有从铜粉末及含铜50重量%以上的铜合金粉末中选择1种以上的粉末的铜可塑性组合物，其中，该粉末限定为平均粒径10μm以下，使用此铜可塑性组合物所形成的铜造形体，即使在大气烧成，铜造形烧成体也可得工艺及装饰用的烧结物品所必要的一定强度，且可在短时间烧成结束，因其经过大气烧成，所以，铜粉末或铜合金粉末的铜造形烧成体的表面极薄而氧化，但内部未受到氧化的影响。因此，铜造形烧成体表面的氧化膜可简单经由急冷或酸洗或研磨处理而剥离，得到好看且充分作为工艺及装饰用的烧结物品而为充分通用。由于其不进行如常用经还原氛围气的烧成，可避免氩气、氮气等的惰性气体在烧成中必须持续流动的繁杂手续或将碳等还原剂与铜造形体一起封入密封容器而由外部加热等的繁杂手续等，成为可轻松适用。台湾地区第099130982号专利申请案的“铜合金”表示含有铜50重量%以上的铜合金，并为不含有氧化铜的铜合金。因为不含有氧化铜可避免成为多孔。再者，第099130982号专利申请案的铜可塑性组合物的大气烧成的条件，粉末为纯铜的铜可塑性组合物的烧成温度以990℃×3分~6分、980℃×4分~15分、970℃×5分~30分、950℃×5分~40分、850℃×10分~50分、800℃×30分~60分为目标，较佳为850℃~980℃，更佳为950℃~970℃。当然也可在还原性氛围气以相同温度烧成，但烧成时间延长即可。特别是，第099130982号专利申请案的铜粉末或铜合金粉末的铜造形烧成体，因于大气烧成，其铜造形烧成体的表面极薄而氧化，因此必须经由急冷或酸洗或研磨处理，以便剥离铜造形烧成体表面的氧化膜，如此，造成耗材、环境污染和不经济，并不理想。

然而，常用冶金工艺烧结技术皆未有关含有金属氧化物的金属黏土组成物，也没有关于可于大气烧成含有金属氧化物的金属黏土组成物的装置，也没有关于可于大气烧成含有金属氧化物的金属黏土组成物的烧成方法，以制成金属饰品。因此，如何提供一种含有金属氧化物的金属黏土组成物、一种烧结含有金属氧化物的金属黏土组成物的装置及一种含有金属氧化物的金属黏土组成物的烧成方法，以通用加热器具在短时间烧成结束而制成金属饰品，成为本发明动机的所在。

发明内容

本发明提供一种含有金属氧化物的金属黏土组成物、一种烧结含有金属氧化物的金属黏土组成物的装置及一种含有金属氧化物的金属黏土组成物的烧成方法，以制成金属饰品。为简化描述起见，于本发明中关于“重量百分比”字句的使用都指在混合粉末中所占的重量百分比，而“wt%”指以混合粉末的重量计算的重量百分比。