[发明专利]一种内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球及其制备方法

权利要求书

1.一种内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球，其特征在于：由纯钛或α钛合金制成的一体结构的、表面进行复合陶瓷涂层处理的骨架和包裹其外的陶瓷球体组成，通过整体压合、高温烧结的方式制造；所述纯钛或α钛合金骨架总体积为陶瓷球体积的3-5%，最长方向尺寸小于陶瓷球体外径的70%；陶瓷球体采用氧化铝基陶瓷材料制成。

2.根据权利要求1所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球，其特征在于：所述纯钛或α钛合金骨架为整体压铸成型的树枝状或鱼骨状结构。

3.根据权利要求1或2所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球，其特征在于：所述纯钛或α钛合金骨架表面进行的复合陶瓷涂层处理工艺为等离子体氧化法、空气喷涂法或悬浊涂布并钨极氩弧熔覆的方法。

4.根据权利要求3所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球，其特征在于：所述陶瓷球体的配方为：氧化铝92-95%、三氧化二铁0.5-2%、高岭土0.8-3%、碳化硅0.2-2%、二氧化钛1.5-2%、碳化钛0.8-1%、二硫化钼0.3-2%。

5.一种根据权利要求4所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球的制备方法，其特征在于：包括原料准备、球磨、喷雾造粒、料仓陈腐、压型加工、高温烧结、清粉抛光和成品干燥工序，其特征在于：

a.所述压型加工工序包括以下子工序：

1）初灌粉料：步进式输送带(10)将下半球模(1)输送到工位一，将陶瓷造粒用的粉料(2)通过输料管(3)灌注进下半球模(1)，粉料(2)的水份控制在0.5%以下；

2）骨架落位：将下半球模(1)输送到工位二，然后通过放置纯钛或α钛合金骨架(4)的装置将整体压铸成型的树枝状或鱼骨状的纯钛或α钛合金骨架(4)放置到下半球模(1)内的粉料(2)的表面中心位置；

3）球体压合整圆：将下半球模(1)输送到工位三；将袋装粉料(6)放入上半球模(5)的上部入口(51)，然后压模机(7)以与上半球模(5)中的上部入口(54)平行的方式进入，在到达上内圆槽(52)后顺时针旋转90°，压模机(7)与上半球模(5)在竖直方向上固定；随后压模机(7)带动上半球模(5)下行，至上半球模(5)与下半球模(1)接触，压模机(7)逆时针旋转90°，压模机(7)与上半球模(5)在竖直方向上解除固定；压模机(7)下行，将袋装粉料(6)的袋子压破，其内的袋装粉料(6)通过压粉孔(55)被挤进上半球模腔(56); 压模机(7)继续下行至到达下内圆槽(53)，袋装粉料(6)与纯钛或α钛合金骨架(4)、粉料(2)被挤压成一体，形成完整的陶瓷球坯(9)；压模机(7)顺时针旋转90°后继续旋转，受下内圆槽(53)的封闭段(56)的限制，压模机(7)带动上半球模腔(56)旋转，旋转进行至少3圈，上半球模腔(56)将陶瓷球坯(9)表面的多余坯料切削掉；随后压模机(7)提起，带动上半球模腔(56)离开陶瓷球坯(9)；

4）球坯转移：将下半球模(1)输送到工位四，通过转移装置(8)将陶瓷球坯(9)转移到高温匣钵，撒上隔离砂；

b.所述高温烧结工序具体为：将装有压型加工工序得到的陶瓷球坯(9)的高温匣钵送入气密性好的高温窑内；高温窑内在加热过程中保持通惰性气体，高温烧结温度1350-1500℃，烧成周期26-36h；高温烧结结束后的冷却方式为随窑冷至1050-1100℃，然后向窑内送风加速冷却。

6.根据权利要求5所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球的制备方法，其特征在于：所述球坯转移过程中采用的转移装置(8)为负压吸附式。

7.根据权利要求6所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球的制备方法，其特征在于：在工位一填充的粉料(2)为陶瓷球总用量的48-52%，工位三的袋装粉料(6)的容量应为压粉孔(55)的体积与陶瓷球总用量的55-58%的和。

8.根据权利要求7所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球的制备方法，其特征在于：所述高温烧结工序中的高温窑为隧道窑，温度为1350-1500℃，烧成周期为26-30h。

9.根据权利要求7所述的内置纯钛或α钛合金骨架的陶瓷球的制备方法，其特征在于：所述高温烧结工序中的高温窑为梭式窑，温度为1450-1500℃，烧成周期为35-36h。