[发明专利]一种氮化硅陶瓷球的制作工艺

说明书

本发明提供了一种氮化硅陶瓷球的制作工艺，包括如下步骤：(1)制作粉体：将原料硅粉球磨活化，在1400℃温度下加入氮气，生成氮化硅，当温度达到950℃时给氩气，加入特制配方并进行搅拌，得到混合物粉末。(2)成型：将步骤(1)的混合物粉末进行造粒，在不低于16MPa压力下进行干压成型，得到素坯；(3)烧结：在氮气条件下，并在不低于1750℃的烧结温度下，将在步骤(2)中得到的素坯进行常压烧结，控完成烧结工艺后，再进行冷却，即得到氮化硅陶瓷球。(4)研磨：将步骤(3)中的氮化硅陶瓷球进行研磨，使氮化硅陶瓷球表面光滑。通过本发明制作的氮化硅陶瓷球球形度高，外表光滑，强度大，并且效率高，减少制作时间。

技术领域

本发明涉及无机非金属材料领域，特别是涉及一种氮化硅陶瓷球的制作工艺。

背景技术

陶瓷球轴承在工业领域中的应用日趋广泛。目前，应用较多的为氮化硅陶瓷球轴承。它的优点是：极限转速高、精度保持性好、启动力矩小、刚度高、干运转性好、寿命长，非常适合于在高速、高温以及腐蚀、辐射条件下保持高精度、长时间运转，主要用于数控机床和高速精密机械中，如高速电主轴轴承、机床主轴轴承、牙钻轴承、仪器仪表用轴承、计算机硬盘驱动器轴承等。此外，氮化硅陶瓷的硬度比轴承钢高1倍，弹性模量约高1/3，在相同载荷的条件下，氮化硅陶瓷的弹性变形小，所以，使用氮化硅陶瓷球轴承的机床主轴具有良好的运转精度。

氮化硅陶瓷轴承球对尺寸精度要求极高，在目前的制造技术中，主要是采用冷等静压技术成型。冷等静压技术成型具有稳定、均匀和素坯密度高等优点，但是冷等静压一般采用橡胶模具包套，坯体的球形度差，造成烧结后的球坯需要大量的机械加工和研磨才能满足轴承球的要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种氮化硅陶瓷球的制作工艺，以解决上述问题。

一种氮化硅陶瓷球的制作工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制作粉体：将原料硅粉球磨活化，在1400℃温度下加入氮气，通过化学反应生成氮化硅，当温度达到950℃时给氩气，其次加入特制配方并进行搅拌，得到混合物粉末。

(2)成型：将步骤(1)的混合物粉末进行造粒，在不低于16MPa压力下进行干压成型，得到素坯；

(3)烧结：在氮气气氛条件下，并在不低于1750℃的烧结温度下，将在所述步骤(2)中得到的素坯进行常压烧结，控制烧结保温时间不低于2h，完成烧结工艺后，再进行冷却，即得到氮化硅陶瓷球。

(4)研磨：将步骤(3)中的氮化硅陶瓷球进行研磨，使氮化硅陶瓷球表面光滑。

在其中一个实施例中，所述特制配方由重量份如下的各组分制备而成：氧化铝28-31、氧化钇28.5-30.5、碳化钛14.5-15.5、正硅酸乙脂19.5-21、正辛醇14.5-16、油酸9-11。

在其中一个实施例中，所述特制配方或由重量份如下的组分制备而成：氧化铝28-31、氧化钇28.5-30.5、碳化钛14.5-15.5、正硅酸乙脂19.5-21、正辛醇14.5-16、油酸9-11、氮化铝37-42，所述氮化铝的重量分数可在20％左右比例范围内调动。

在其中一个实施例中，所述特制配方或由重量份如下的组分制备而成：氧化铝28-31、氧化钇28.5-30.5、碳化钛14.5-15.5、正硅酸乙脂19.5-21、正辛醇14.5-16、油酸9-11、氧化钛9-10，所述氧化钛的重量分数可在10％左右比例范围内调动。

本发明的有益效果是：通过本发明制作的氮化硅陶瓷球球形度高，外表光滑，强度大，并且效率高，减少制作时间。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。