[发明专利]一种碳化硅陶瓷球的成型工艺

说明书

本发明提供了一种碳化硅陶瓷球，由重量份如下的原料经混料、造粒、制种、成型、烧结和研磨而制成：主料：碳化硅细粉87％～96％、高残碳酚醛树脂5％～11％、烧结助剂1.2％～5％，所述烧结助剂为B、C、B₄C、Al₂O₃和Y₂O₃中的至少一种；辅料：粘结剂、分散剂，其用量依次为主料重量的0.9％～11％、0.5％～3.5％，粘结剂为聚乙烯醇、糊精和羧甲基纤维素中的至少一种；分散剂为聚乙二醇、四甲基氢氧化铵、磷铝酸盐、聚丙烯酸中的至少一种。本发明碳化硅陶瓷球密度大，化学性质稳定；能够满足多规格粒径的碳化硅陶瓷球的制备，范围广，从1mm‑50mm均能生产；一次性投资少，扩产容易。

技术领域

本发明涉及陶瓷球及制备方法领域，特别是涉及一种碳化硅陶瓷球的成型工艺

背景技术

碳化硅陶瓷具有高强度，低蠕变性，耐摩擦磨损，耐腐蚀性及良好的抗氧化性，并且其优异的机械性能，较低的热膨胀系数和较高的热传导系数决定了碳化硅陶瓷的抗热震性能非常好。基于上述优点，碳化硅陶瓷球作为研磨球和陶瓷轴承、球阀的关键零部件在高温、强酸、强碱、抗冲击等苛刻工况中有着广泛的应用前景。

碳化硅陶瓷球现有技术中的成球方法主要有以下几种：

(1)挤压法：粉料经球磨、压滤、练泥、挤压、切割、成型后烧结得到陶瓷球，该方法成型过程工序多，且球形控制差，需要后期研磨得到要求尺寸。

(2)湿袋法冷等静压：将粉料填入到内腔为球形的橡胶模中，密封后放入冷等静压工作腔内，通过超高压液体介质向橡胶模四周均等加压，卸压后缸外脱模。该方法成型的陶瓷球密度高且均匀，但整个加压及卸压过程缓慢，一般要在10分钟以上，自动化程度低，需要人工装模脱模，形状受人为因素影响较大。

(3)干袋法冷等静压：是目前最先进的成型方法，自动化程度高，受人为影响因素小。对粉体成型性能要求高，必须是经过喷雾造粒的粉料。生产灵活性较差，生产不同规格的产品，必须更换整套模具，甚至连同等静压室也要一起更换。比较适合压制直径大于15的产品。

(4)热压烧结法：将混合均匀的粉料(含烧结助剂和粘结剂)装入模具，在高温烧结炉内进行热压烧结。缺点是每炉烧结的产品数量少，且模具不能多次使用。

(5)热等静压烧结法：虽然热等静压烧结的陶瓷球密度高，球形好，但相比于其他制备方法，成本过高，效率低，不适合大规模生产。

因此，有必要寻找一种高致密碳化硅陶瓷球的制备方法，降低生产成本，可大批量生产，以利于碳化硅陶瓷球的推广使用。

发明内容

基于此，有必要提供一种碳化硅陶瓷球的成型工艺，以解决上述问题。

一种碳化硅陶瓷球，由重量份如下的原料经混料、造粒、制种、成型、烧结和研磨而制成：

主料：碳化硅细粉87％～96％、高残碳酚醛树脂5％～11％、烧结助剂1.2％～5％，所述烧结助剂为B、C、B₄C、Al₂O₃和Y₂O₃中的至少一种；

辅料：粘结剂、分散剂，其用量依次为主料重量的0.9％～11％、0.5％～3.5％，所述粘结剂为聚乙烯醇、糊精和羧甲基纤维素中的至少一种；所述分散剂为聚乙二醇、四甲基氢氧化铵、磷铝酸盐、聚丙烯酸中的至少一种。

进一步的，所述碳化硅细粉为a相，中值粒径为0.5um，纯度大于98.5％。

进一步的，碳化硅陶瓷球的成型工艺包括以下步骤：