專利名稱：陶瓷插芯毛坯的擠出成型模具及成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二氧化鋯陶瓷光纖插芯毛坯的擠出成型模具及成型工藝。
背景技術(shù)：
光纖插芯是光纖通信中用量最大、最廣的光無源器件。采用二氧化鋯陶瓷制造的光纖插芯已被人們普遍接受，而且形成了穩(wěn)定的大批量生產(chǎn)。由于陶瓷本身的性質(zhì)決定了其很難加工，為了實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，要盡量減少精密機(jī)械加工的余量，因此對于制造陶瓷光纖插芯的毛坯要求也比較高。陶瓷插芯生坯成型的關(guān)鍵是中心的細(xì)小通孔和外圓的尺寸精度以及小孔與外圓的同心度。因此，氧化鋯陶瓷插芯毛坯的技術(shù)瓶頸主要在于材料的精密成型過程，其中插芯中心的直徑為0.1mm左右的孔最難保證。
日本采用注射成型方法生產(chǎn)陶瓷插芯毛坯，并開發(fā)了與注射成型設(shè)備相適應(yīng)的氧化鋯陶瓷粉料。注射成型方法形成陶瓷插芯中心細(xì)孔主要是通過直徑為0.14-0.15mm，長度為30mm左右的剛性芯針完成的。芯針的材質(zhì)為硬質(zhì)合金，成本非常高。另外，由于插芯中心孔的精度要求很高，為±0.003mm，這根芯針在模具中的定位也非常重要，所以需要極其精密和靈巧的機(jī)構(gòu)來保證芯針的定位精度，從而控制制品的尺寸精度。在注射成型生產(chǎn)過程中，芯針的定位與芯針的斷裂一直是該成型方法的最大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種模具結(jié)構(gòu)簡單合理、成型工藝精確可靠，能連續(xù)工作的陶瓷插芯毛坯的擠出成型模具及成型工藝。
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，陶瓷插芯毛坯的擠出成型模具，殼體3有帶進(jìn)料斗2、螺旋軸4的螺旋進(jìn)料器，殼體外部有加熱器5。螺旋軸下部有多孔板12，多孔板下為擠壓腔6，擠壓腔下口有固定芯針軟絲8的軟芯針支架11，軟芯針支架下連變徑管7，變徑管外有冷卻裝置9，芯針軟絲從變徑管中的定芯棒10穿出。
本發(fā)明采用的模具如附圖
所示，變徑管7和芯針軟絲8有多種尺寸規(guī)格，可根據(jù)需要進(jìn)行更換。芯針軟絲8采用具有一定延性的退火銅絲或金絲，并在拉伸機(jī)上拉伸變形到所需直徑。圖中1為上蓋。
本發(fā)明采用擠壓成型工藝成型，按陶瓷粉料的配方將超細(xì)氧化鋯粉、石蠟、蜂蠟、硬脂酸等加熱、混合、造粒，送入殼體內(nèi)。顆粒經(jīng)螺旋軸4下壓、加熱器5加熱熔化后，通過多孔板12進(jìn)入擠壓腔6。在擠壓腔內(nèi)形成的高壓漿料在變徑管7內(nèi)，經(jīng)變徑管外的冰凍水冷卻變徑，在變徑的過程中同時(shí)提高了成型的壓力和成型的密度。漿料在逐漸冷卻變徑的過程中，通過芯針軟絲8，在芯針軟絲8的作用下形成通孔。
為了保證擠壓成型精度，特別是通孔與外圓的同心度。本發(fā)明對芯針軟絲作了處理，具體處理方法為芯針軟絲8在裝之前，在張緊狀態(tài)下刻一環(huán)槽。將帶環(huán)槽的較長芯針軟絲穿入定芯棒10中，并固定在軟芯針支架11上，并使芯針軟絲上的環(huán)槽位于擠出變徑管出口1mm處。再在環(huán)槽外端掛一鉛錘，由于鉛錘的作用，使芯針軟絲垂直，從而確保由芯針軟絲形成的通孔與坯外圓的同心度。
熔融的高壓漿料通過軟芯針支架11后進(jìn)入變徑管7，在變徑管逐漸冷卻變徑并固化。在螺旋軸4壓力作用下，初始成型的棒料推著定芯棒10從出口底部擠出，并受鉛錘的阻礙，繼續(xù)擠出，則軟芯針將會沿環(huán)槽斷開，鉛錘卸下，定芯工作結(jié)束。但漿料擠出工作仍繼續(xù)進(jìn)行，陶瓷插芯毛坯不斷擠出，整個(gè)成型過程連續(xù)進(jìn)行。
本發(fā)明的成型模具結(jié)構(gòu)簡單合理、成型工藝精確可靠，能連續(xù)工作，采用本發(fā)明可連續(xù)制備出直徑為(0.1-0.7)±0.003mm的通孔、通孔與坯外圓的同心度極高的陶瓷插芯毛壞。
權(quán)利要求
1.陶瓷插芯毛坯的擠出成型模具，其特征在于殼體(3)有帶進(jìn)料斗(2)、螺旋軸(4)的螺旋進(jìn)料器，殼體外部有加熱器(5)，螺旋軸下部有多孔板(12)，多孔板下為擠壓腔(6)，擠壓腔下口有固定芯針軟絲(8)的軟芯針支架(11)，軟芯針支架下連變徑管(7)，變徑管外有冷卻裝置(9)，芯針軟絲從變徑管中的定芯棒(10)穿出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷插芯毛坯的擠出成型模具，其特征在于，芯針軟絲(8)采用具有一定延性的退火銅絲或金絲，并在拉伸機(jī)上拉伸變形到所需直徑。
3.陶瓷插芯毛坯的擠出成型工藝，其特征在于，具體的工藝步驟如下1)把超細(xì)氧化鋯粉與石蠟、蜂蠟、硬脂酸加熱至80±10℃，混合，經(jīng)造粒形成米粒大小的二氧化鋯陶瓷顆粒原料，2)將氧化鋯陶瓷顆粒經(jīng)料斗(2)、螺旋軸(4)送入殼體(3)中，3)顆粒料經(jīng)過螺旋軸向下加壓，經(jīng)過加熱器(5)加熱熔化，經(jīng)多孔板(12)后進(jìn)入擠壓腔(6)，在擠壓腔內(nèi)形成溫度為50-70℃的熔融的高壓流體漿料，4)熔融的高壓流體漿料經(jīng)過擠出變徑管(7)，由冷卻裝置的冷凍水逐漸冷卻并變徑，通過芯針軟絲(8)形成同心度非常高的通孔擠出棒，5)擠出棒按需要長度切段，隨后經(jīng)過脫蠟、預(yù)燒結(jié)、端頭機(jī)械加工、燒結(jié)等得插芯毛坯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的成型工藝，其特征在于芯針軟絲(8)在裝之前，在張緊狀態(tài)下刻一環(huán)槽，環(huán)槽位于變徑管出口的1mm處。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3所述的成型工藝，其特征在于芯針軟絲環(huán)槽外端掛一鉛錘。
全文摘要
陶瓷插芯毛坯的擠出成型模具及成型工藝,涉及一種制備二氧化鋯陶瓷光纖插芯毛坯的模具及工藝。擠出成型模具包括有殼體、螺旋進(jìn)料器、加熱器、多孔板、帶冷卻裝置的擠出變徑管、軟芯針支架及芯針軟絲。成型工藝,將原料經(jīng)螺旋進(jìn)料器送入,料在螺旋軸的推動(dòng)下,經(jīng)加熱熔化,經(jīng)多孔板后在擠壓腔內(nèi)形成熔融高壓流體,流體在變徑管冷卻、變徑,并在芯針軟絲8的作用下,形成同心度極高的通心棒,再經(jīng)切斷、脫蠟、預(yù)燒結(jié)、端頭加工得陶瓷插芯毛坯。本發(fā)明的成型模具結(jié)構(gòu)簡單合理、成型工藝精確可靠,能連續(xù)工作,采用本發(fā)明可連續(xù)制備出同心度極高的、通孔孔徑為(0.1－0.7)±0.003mm陶瓷插芯毛坯。
文檔編號B28B3/20GK1376563SQ0211560
公開日2002年10月30日 申請日期2002年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月18日
發(fā)明者吳懿平, 張樂福, 周立理, 應(yīng)漢剛, 潘愛菊, 歐陽白宇 申請人:武漢發(fā)瑞精密陶瓷有限公司