[发明专利]一种异形微孔陶瓷毛细管的制备方法

权利要求书

1.一种异形微孔陶瓷毛细管的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)制备氧化锆颗粒：取钇稳定纳米氧化锆粉体81～83重量份，经120～150℃干燥3～5小时后投入混炼机中，同时投入热塑性丙烯酸树脂8～10重量份，搅拌均匀，预热至150℃，再加入改性聚苯乙烯3～4重量份，硬脂酸1～2重量份，石蜡3～5重量份，搅拌30～40分钟后成泥状，在170～180℃下继续混炼2小时至氧化锆粉体与各种有机物完全混合均匀，再刮出进入造粒机造粒，得到在180～200℃下仍具备良好流动性的直径3～4mm，长度2～4mm的氧化锆陶瓷颗粒；

(2)准备模具：将异形微孔陶瓷毛细管成型组件安装在异形微孔陶瓷毛细管成型模具的模体内，使成型芯针头部精确插入芯针定位保护套的矩形内孔中，插入深度为1～2mm；

(3)注射成型：将步骤(1)制备好的氧化锆陶瓷颗粒通过注射成型机，以30mm/s注射速度，在190～200℃温度下注入成型模具中，通过施加40～60MPa压力保型4～6秒，冷却20～30s后，打开模具将陶瓷毛细管生坯及浇道骨架一起取出，再将陶瓷毛细管生坯沿根部从浇道骨架上掰下放置在氧化铝钵具中；

(4)生坯脱脂：将步骤(3)制得陶瓷毛细管生坯取出放入脱脂炉中，以50℃/h速率快速升温至100℃排出残留水分；以8℃/h速率升温至180℃，使低分子量、低熔点的石蜡及硬脂酸热分解排出并形成开口气孔；以3℃/h速率升温至300℃，使丙烯酸树脂热分解排出；以4℃/h速率升温至350℃，使改性聚苯乙烯分解排出；以30℃/h速率快速升温至500℃并保温1小时，将残余的有机物全部排出；

(5)生坯烧结：将脱脂后的陶瓷毛细管生坯置于钟罩炉中，以100℃/h速率升温至800℃并保温两小时，以55℃/h速率升温至1350℃并保温两小时，通过高温下颗粒间的界面扩散和体积扩散实现颗粒的重排、物质的迁移、气孔的排出过程，最终实现致密化烧结，完成烧结后的异形微孔陶瓷毛细管生坯密度达到6.00～6.10g/cm³，内孔尺寸公差在3μm以内；

(6)精密加工：将陶瓷毛细管生坯进行外径粗加工，提高陶瓷毛细管生坯的圆柱度，然后利用陶瓷毛细管生坯两端的顶针定位孔，使用顶针外径研磨机研磨其外径，使陶瓷毛细管生坯内孔与外圆的位置度达1μm以内，最后通过立式平面研磨机将陶瓷毛细管生坯两端的顶针定位孔磨去即得到成品陶瓷毛细管；

上述步骤(2)中所述的异形微孔陶瓷毛细管成型模具，具有模体，模体上设有若干个陶瓷毛细管成型组件，与每个陶瓷毛细管成型组件内部连通设有内浇道，所述陶瓷毛细管成型组件包括成型芯针、芯针导向镶件、下模芯和芯针保护套，芯针导向镶件和下模芯分别位于内浇道两侧，下模芯底端装有芯针保护套，成型芯针穿过芯针导向镶件和下模芯，并将其头端插入芯针保护套内进行定位；所述成型芯针的前端加工有一段与陶瓷毛细管内孔相匹配的矩形芯针，后端加工有一段与芯针导向镶件内孔相匹配的导向杆，导向杆与矩形芯针之间采用棱锥或圆锥结构过渡，所述下模芯的内径加工为与陶瓷毛细管外径相匹配的圆筒形，下模芯的底端加工有与芯针保护套尾端相匹配的定位孔，芯针保护套的外径与下模芯内径相匹配，芯针保护套头端加工有圆形凸台，圆形凸台四周加工有“V”型凹槽，圆形凸台中心加工有与矩形芯针相匹配的矩形内孔；所述矩形芯针与陶瓷毛细管内孔尺寸公差控制在1μm以内，矩形芯针头部与芯针保护套内孔的间隙控制在2μm以内，下模芯内径与陶瓷毛细管外径尺寸公差控制在2μm以内。

2.根据权利要求1所述的一种异形微孔陶瓷毛细管的制备方法，其特征在于：所述内浇道是由一个主浇道和若干个副浇道构成，副浇道呈辐射状均布在主浇道四周，并与主浇道底部垂直连接，每个副浇道末端均设计为“Y”型浇道，每个副浇道的“Y”型浇道开口内设有一个梭型的毛细管浇道，相邻两个副浇道的“Y”型浇道之间也同样设有一个梭型的毛细管浇道，毛细管浇道与下模芯和成型芯针组成的陶瓷毛细管空腔相连通。

3.根据权利要求1所述的一种异形微孔陶瓷毛细管的制备方法，其特征在于：所述下模芯头端外径上还加工有10-30°倒角。