[发明专利]一种复合陶瓷及其制备方法和在制备直线导轨中的应用

说明书

本发明公开了一种复合陶瓷。所述复合陶瓷主要由以下重量百分比的原料烧结得到：粒径为0.2～0.4μm的氧化锆78～81％；粒径为0.23～0.38μm的氧化铝14～16％；氧化钇4～6％。与现有技术相比，本发明的复合陶瓷具有耐磨损、硬度高、低噪音、耐冲击、不易裂、耐强酸碱、绝缘、防磁等优点，是一种良好的直线导轨用材料，可使直线导轨的使用寿命更长、精度稳定性更高，适用在恶劣环境中工作。

技术领域

本发明属于陶瓷领域，具体涉及一种可用于直线导轨的复合陶瓷。

背景技术

直线导轨又称线轨、滑轨、线性导轨、线性滑轨，其主要组件包括导轨和滑块。直线导轨主要用在自动化机械上比较多，像数控机床，折弯机，激光焊接机等等高精或高速直线往复运动场合，用来支撑和引导运动部件，按给定的方向做往复直线运动，且可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。

目前直线导轨材质主要采用不锈钢和合金钢，此类材质在高速运动过程中容易磨损，导致使用寿命短和精度偏差越来越大。随着科技不断进步，对精度要求也越来越高，将无法满足市场的需求。另外在恶劣环境即高粉尘浓度、强酸、强碱和高腐蚀场合使用此类材质直线导轨还有一定的局限性。

CN 111875377A公开了一种绝缘定位陶瓷套件材料及其制备工艺，该绝缘定位陶瓷套件材料由以下重量份数的原料组成：氧化锆40-70份、氧化铝纤维10-20份、氧化铜5-10份、氧化铁5-10份、氧化钇5-10份、二硒化铌2-5份、石墨2-5份、水玻璃0.5-1份和除泡剂0.1-0.5份，所述除泡剂为聚二甲基硅氧烷。制备过程包括：(1)按上述重量份数分别称取氧化锆、氧化铝纤维、氧化铜、氧化铁、氧化钇和石墨，混合均匀，研磨至平均粒径为40-60μm的颗粒状粉末，制得混合物A；(2)将上述重量份数的二硒化铌、水玻璃和除泡剂加入到上述混合物A中，搅拌30min后与水混合均匀，然后置于球磨机中，球磨6-8h，制得所需浆料；(3)将步骤(2)中研磨的浆料抽滤，然后用离心式喷雾干燥机加工成平均粒径小于40μm的颗粒状粉末，备用；(4)将步骤(3)制得的粉末装入所需形状的热压模具中，在250-350MPa下压制成型，制得毛坯；(5)将步骤(4)制得的毛坯置于烧结炉中，烧结炉中的压强设置为2-3MPa，在氧气气氛下，以5-10℃/min的速率升温至1300-1500℃进行烧结，保温时间为8-10h，最后以5℃/min的速率冷却至室温，取出，制得所述绝缘定位陶瓷套件材料。该绝缘定位陶瓷套件材料的抗弯强度达到1163MPa，但作为直线导轨用材质，其性能仍有待提高。

发明内容

基于上述现有技术，本发明的目的在于提供一种用于直线导轨的复合陶瓷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种复合陶瓷，其特点在于，所述复合陶瓷主要由以下重量百分比的原料烧结得到：

粒径为0.2～0.4μm的氧化锆78～81％；

粒径为0.23～0.38μm的氧化铝14～16％；

氧化钇4～6％。

上述复合陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氧化锆、氧化铝和氧化钇混合均匀，得到混合粉末；

(2)将造粒助剂加入混合粉末中，制成颗粒；

(3)将颗粒装入模具压制成型后，烧结，得到所述的复合陶瓷。

优选地，所述造粒助剂包括消泡剂、分散剂和粘稠剂。

更优选地，按氧化锆、氧化铝和氧化钇的总质量计，所述消泡剂的用量为0.2～0.5％，所述分散剂的用量为0.1～0.3％，所述粘稠剂的用量为3～5％。

优选地，压制成型的压力为200MPa以上。

优选地，烧结温度为1500～1600℃。