[发明专利]陶瓷辊棒等静压成型方法及其成型模

说明书

本发明涉及应用于辊道窑中的陶瓷辊棒的成形方法及其成形模具。

陶瓷辊棒是辊道窑的关键部件之一。由于高温窑炉对陶瓷辊棒的技术性能要求很高，尤其是对其线度、尺寸公差、热稳定性、耐火度和高温强度等性能要求苛刻。因此，陶瓷辊棒的生产技术难度很大。目前，国内外仅有几家公司能生产陶瓷辊棒，均采用挤压法或注浆成形法。现有的挤压法，其通过一挤管机将陶瓷辊棒胚体挤到一槽形板上，因陶瓷辊棒胚体为空心管形结构，由于重力等原因，以此法成形的陶瓷辊棒胚体，产品较易变形，影响产品的成品率;而采用注浆成形法，浆料要经球磨加工，粒度要求小，水份含量高达30%，所形成的胚件，干燥吸缩和烧成收缩大，影响产品的规整和直线度，且上下厚薄不匀，产品的性能往往达不到标准要求。注浆法还需用大量笨重的石膏模具，劳动强度大，且效率低，很难形成大规模的批量生产。

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种不仅成形方法简便、且产品质量高、成品率高，并能适应大规模批量生产的陶瓷辊棒成形模具及其等静压成形法。

本发明是这样实现的：

用金属制成一棒形内模，用橡胶制成一管形外模，模具的尺寸根据产品的规格设定。用一挤管机把加工好的配料挤压到内模（1）上形成陶瓷辊棒的胚体（3），然后将带有内模（1）的胚体（3）套上橡胶外模（2），再将两个密封塞（4）分别塞入两头的内模（1）和外模（2）之间，以顶到胚体（3）为宜，最后将成批的带有胚体（3）的模具放入以油为加压介质的高压釜中加压，加压后再把这些成形模具吊出高压釜，取出密封塞（4），脱出内外模，便可将陶瓷辊棒胚体煅烧成产品。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的阐述。

附图1为带有胚体的成形模具结构图。

附图2为等静压加压示意图。

附图3为卸压脱模后的胚体结构图。

附图4为卸压脱模后的胚体截面图。

取一根长1500mm至5000mm的金属管作为内模（1），内模（1）以不锈钢管为最佳，亦可用实心棒形内模代替。用等于或略短于金属内模30～80mm的管形橡胶套作为外模（2），橡胶套用耐油橡胶制成。内外模的直径大小视生产的产品规格设定尺寸。内模（1）与外模（2）之间为陶瓷辊棒胚体（3），胚体的管壁厚度通常为3～10mm。在内外模的两端各配有一个活动的弹性密封套或密封塞（4），密封塞向内一侧开一斜面（5），靠斜面一侧的密封塞直径与陶瓷辊棒胚体（3）的直径相同，其管壁厚度也与胚体一致，但密封塞斜面（5）以外部分的直径应大于外模（2）内环壁直径0.5mm以上。金属管的两端不封闭，并以不锈钢管为最佳，内外模的管壁厚度等于或大于1mm，加压的压力不小于20mpa。

陶瓷辊棒的等静压成形及其烧制工艺的流程为：加工配料→装模→密封模具两端→高压釜中等静压成形→卸压→脱模→高温烧成→检验→车切加工→包装成品。

使用上述模具生产陶瓷辊棒的具体操作工艺流程为：

A.把管形或实心棒形内模（1）套在挤管机的管芯上，通过挤管机将配好的配料挤到内模（1）上形成陶瓷辊棒的胚体（3）;

B.将带有内模（1）的胚体（3）套上橡胶外模（2）;

C.将两个密封塞（4）分别塞入两头的内模（1）和外模（2）之间，以免加压时油质渗入而影响产品质量，亦可用其它方法密封模具两端;

D.将密封在模具内的胚体连同模具置入高压釜中实行等静压加压;

E.卸压脱模后的陶瓷辊棒胚体成批置入窑炉中煅烧成产品。

采用上述模具及方法制成的陶瓷辊棒胚件，收缩小、变形小、产品直线度好、尺寸准确，而且产品的致密度均匀，从而提高了产品的耐高温性能和高温强度。可大批量进行生产，用于5米以下的薄壁陶瓷辊棒的生产，其产品技术性能明显高于注浆法和挤压成形法。用此法生产的陶瓷辊棒，其技术性能全部符合标准，产品的合格率达80%以上，直线度＜总长的0.1%，高温荷重软化温度＞1500℃，抗弯强度＞50mpa。

以下为本发明与注浆法和挤压法的效果比较：

成形方法  等静压  注浆  挤压

产品最大长度(mm)  5000  2500  3000

直线度(总长)  <0.1%  <0.15%  <0.2%

收缩(%)  1  7  8

体积密度(g/cm³) 2.6 2.3 2.2

抗弯强度(mpa)  50  40  35