[发明专利]一种氧化铝陶瓷坩埚的成型方法及其成型模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用等静压成型制作氧化铝陶瓷坩埚的方法及其成型模具。

背景技术

氧化铝陶瓷坩埚传统的制作方法是用注浆法成型，即将煅烧氧化铝细粉、添加剂和适量水在球磨机内湿混磨，使煅烧氧化铝细粉均匀悬浮于溶液中成料浆，然后注入有吸水性能的石膏模内，经过一定时间后，浆料被吸附于石膏模壁上，当壁厚达到要求时，将石膏模内未被吸附的料浆排出，在石膏模内留有一层被吸附于石膏模壁上凝固的浆料，待干燥后进行脱模，成为坩埚坯体，坯体在适当的条件下进行干燥后，再经过高温烧结得到氧化铝陶瓷坩埚。采用此方法制作坩埚，坯体强度低，干燥和烧成收缩大，成品率低。注浆法还需要大量的石膏模具，劳动强度大，生产效率低，生产周期比较长，很难形成大规模的批量生产。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的缺点，提出一种不仅成型方法简便，且产品质量好、成品率高，并能适应大规模生产的氧化铝陶瓷坩埚成型方法及其成型模具。

一种氧化铝陶瓷坩埚的成型方法，其特征在于其成型过程的步骤包括：

（1）将α氧化铝粉、添加剂和水进行混磨，制成均匀的浆料；

（2）将上述浆料过筛并除铁后，经喷雾干燥塔喷雾造粒；

（3）喷雾造粒后，粉料装入模具中，压制制得坩埚预成型坯体；

（4）将坯体修整后，进行高温烧结，得到氧化铝陶瓷坩埚。

本发明的一种氧化铝陶瓷坩埚的成型方法，其特征在于所述的α氧化铝粉为α氧化铝细粉，粒度为1.3～1.5μm。

本发明的一种氧化铝陶瓷坩埚的成型方法，其特征在于所述的α氧化铝粉、添加剂和水进行混磨是在搅拌球磨机内进行，混磨时间为2～3小时。

本发明的一种氧化铝陶瓷坩埚的成型方法，其特征在于所述的喷雾干燥塔喷雾造粒，造粒粉水分控制在0.3%～0.5%。

本发明的一种氧化铝陶瓷坩埚的成型方法，其特征在于所述的压制制得坩埚预成型坯体过程将上述造粒粉装入坩埚模型腔中，封模放入等静压机的高压成型缸中，在100～200MPa的压强下保压10～20分钟，取出脱模，制得坩埚预成型坯。

本发明的一种氧化铝陶瓷坩埚的成型方法，其特征在于所述的坯体是在1710～1750℃高温下烧结。

本发明的一种氧化铝陶瓷坩埚的成型方法，其特征在于所述的添加剂为高岭土、轻质碳酸钙、段烧滑石、硅微粉、氧化钇；其α氧化铝粉、添加剂和水进行混磨的比例为1:0.55。

一种氧化铝陶瓷坩埚的成型模具，其特征在于其结构包括：

芯模—该芯模为平底、上部外形与制备的氧化铝陶瓷坩埚内壁形状匹配的不锈芯体；

橡胶包套—该包套为与芯模外形适配的间隙套装在芯模外、底端开有敞口、上顶端设有料浆注入管口的橡胶包套；

下定位密封塞—该密封塞垫于芯模底部，塞装于橡胶包套底端开有敞口内壁处；

下紧固带—该紧固带位于橡胶包套底部外侧，将橡胶包套紧带与下定位密封塞紧固在一起；

上密封塞—该密封塞装于芯模底部，塞装于橡胶包套上顶端设有料浆注入管口中；

上紧固带—该紧固带位于橡胶包套上顶端设有料浆注入管内，将橡胶包套紧带与上密封塞紧固在一起。

本发明的一种氧化铝陶瓷坩埚的成型模具，其特征在于芯模和橡胶包套之间的间隙大于9毫米。

本发明的一种氧化铝陶瓷坩埚的成型模具，其特征在于所述的芯模的外径和长度均大于90毫米。

本发明的一种氧化铝陶瓷坩埚的成型方法，制作的氧化铝陶瓷坩埚坩埚内外表面平整，光洁度高；坯体的致密度高、均匀，强度大；烧成收缩变形小，尺寸准确，成品率高；劳动强度适中，生产周期短，可大规模生产。

附图说明

图1是坩埚模型剖视图。

具体实施方式

一种氧化铝陶瓷坩埚的成型方法，其成型的步骤包括：

a、制备粉料，将α氧化铝细粉、添加剂和适量水在搅拌球磨机内混磨2～3小时，使α氧化铝细粉和添加剂均匀悬浮于溶液中成浆料。将上述浆料过100目筛并除铁，经喷雾干燥塔喷雾造粒，造粒粉水分控制在0.3%～0.5%。

b、装模制坩埚坯体，将上述造粒粉装入坩埚模型腔中，封模放入等静压机的高压成型缸中，在100～200MPa的压强下保压10～20分钟，取出脱模，制得坩埚预成型坯。

c、坯体修整，按照工艺要求尺寸对坩埚预成型坯进行修整。

d、高温烧结，将上述经修整的坯体在1710℃～1750℃高温下烧结，得到氧化铝陶瓷坩埚。