[实用新型]一种氮化硅陶瓷球的生产装置

说明书

技术领域

本实用新型属于陶瓷球制备技术领域，特别涉及一种氮化硅陶瓷球的生产装置。

背景技术

氮化硅，化学式为Si₃N₄，是一种重要的结构陶瓷材料。它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体；高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此优异的特性，常常用来制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。氮化硅陶瓷球是在非氧化气氛中高温烧结的精密陶瓷，具有高强度,高耐磨性,耐高温,耐腐蚀，耐酸、碱、可在海水中长期使用，并具有绝电绝磁的良好性能。其密度小，几乎是轴承钢的1/3重量，旋转时离心力小，可以实现高速运转。其还具有自润滑性，可以使用到无润滑介质高污染的环境中，成为陶瓷轴承、混合陶瓷球轴承的首选球珠。目前氮化硅陶瓷球的生产设备大部分为间歇生产设备，主要由配料桶、干燥设备、成型设备、烧结设备组成，且目前设备制得的氮化硅陶瓷球强度和抗冲击性能有待提高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种氮化硅陶瓷球的生产装置，制得的氮化硅陶瓷球强度和抗冲击性能优异。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种氮化硅陶瓷球的生产装置，包括配料装置、干燥装置、成型设备以及烧结设备，所述装置还包括定型设备；所述配料装置的出料口与干燥装置的进料口连接，干燥装置的出料口与成型设备的进料口连接，成型设备的出料口与定型设备的进料口连接，定型设备的出料口与烧结设备的进料口连接。

优选的，所述定型设备与烧结设备之间连接有脱胶装置，所述定型设备的出料口与脱胶装置的进料口连接，所述脱胶装置的出料口与烧结设备的进料口连接。

进一步，所述烧结设备的出料口与抛光设备进料口连接。

所述配料装置为拌料罐，所述干燥装置为喷雾干燥机，所述成型设备为压球机，所述烧结设备为气压烧结炉。

所述定型设备为等静压设备，所述脱胶装置为真空脱胶炉。

本实用新型是以氮化硅粉为原料进行生产的氮化硅陶瓷球生产装置，其实现了连续生产，且采用本实用新型提供的设备，并配套相应的配料制浆、喷雾干燥、成型、定型（以及脱胶）、烧成、抛光工艺可以获得强度高、抗冲击性能优异的氮化硅陶瓷球。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

本实用新型设备可以实现连续生产，提高了工作效率；同时采用本实用新型氮化硅陶瓷球生产装置可以获得强度高、抗冲击性能优异的氮化硅陶瓷球。

具体实施方式

以下以具体实施例来说明本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不限于此：

实施例1

如图1所示，一种氮化硅陶瓷球的生产装置，包括配料装置1、干燥装置2、成型设备3以及烧结设备5，所述装置还包括定型设备4；所述配料装置1的出料口与干燥装置2的进料口连接，干燥装置2的出料口与成型设备3的进料口连接，成型设备3的出料口与定型设备4的进料口连接，定型设备4的出料口与烧结设备5的进料口连接，所述烧结设备5的出料口与抛光设备6进料口连接。

作为一种优选方式，所述定型设备4与烧结设备5之间还可以连接有脱胶装置，所述定型设备4的出料口与脱胶装置的进料口连接，所述脱胶装置的出料口与烧结设备5的进料口连接。

所述配料装置1为拌料罐，所述干燥装置2为喷雾干燥机，所述成型设备3为压球机，所述定型设备4为等静压设备，所述烧结设备5为气压烧结炉，所述脱胶装置为真空脱胶炉。

采用上述装置时，相应的生产工艺如下：

取粒径破碎至0.4μm左右的氮化硅粉（纯度为99.5%）1000重量份（下同）以及氧化钇1-10份、氧化铝1-10份、纳米氮化硅1-10份以及乙醇40-100份加入拌料罐1中，充分混合均匀并搅拌8-10小时后进入喷雾干燥机2干燥，干燥后的物料进入压球机3并成型为陶瓷球，之后进入等静压设备4于150-250MPa的压力下保压3-5min进行定型，然后进入真空脱胶炉进行脱胶，于温度为1100-1200℃进行8-12小时；之后入气压烧结炉5烧结，烧成温度不低于1700℃，时间为10-14小时。

根据上述设备和工艺获得的氮化硅陶瓷球抗压强度不低于3.2GPa,，抗弯强度不低于850MPa，韧性不低于7.0Nm/cm²，使用温度1000℃以上。