專利名稱：一種高致密度復(fù)合陶瓷球的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高致密度復(fù)合陶瓷球的制備方法，屬于軸承滾動(dòng)體制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
球軸承是滾動(dòng)軸承的一種，球滾珠裝在內(nèi)鋼圈和外鋼圈的中間，能承受較大的載荷。陶瓷球特別是氮化硅球具有低密度、高硬度、低摩擦系數(shù)，耐磨、自潤(rùn)滑及剛性好等特點(diǎn)，特別適合做高速、高精度及長(zhǎng)壽命混合陶瓷球軸承的滾動(dòng)體。
立方氮化硼陶瓷均有良好的耐熱性、熱穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性，是理想的散熱材料和高溫絕緣材料。氮化硼的化學(xué)穩(wěn)定性好，能抵抗大部分熔融金屬的浸蝕。它也有很好的自潤(rùn)滑性。然而其硬度較其他高強(qiáng)度陶瓷低，適用于制作高溫軸承。然而立方氮化硼陶瓷的燒結(jié)條件極其苛刻，為了降低其燒結(jié)溫度和條件，需要在燒結(jié)過程中加入其他燒結(jié)助劑。
氮化硅陶瓷具有極高的強(qiáng)度很高且極耐高溫，其強(qiáng)度在1200°C的高溫不下降，受熱后不會(huì)熔成融體，同時(shí)，其耐化學(xué)腐蝕性能優(yōu)異，能耐幾乎所有的無(wú)機(jī)酸和30%以下的燒堿溶液，也能耐很多有機(jī)酸的腐蝕氮化硅陶瓷的燒結(jié)工藝一般為三種熱等靜壓(HIP)、熱壓(HP)和氣氛壓力燒結(jié)。氣氛燒結(jié)的壓力為5-10MPa，熱壓燒結(jié)的壓力為70Mpa左右，熱等靜壓的燒結(jié)的壓力為150MPa-200MPa。
為了增強(qiáng)氮化硅陶瓷的導(dǎo)熱性及自潤(rùn)滑性，需要提供一種多相復(fù)合陶瓷材料，并降低燒結(jié)壓力，實(shí)現(xiàn)無(wú)壓燒結(jié)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高致密度復(fù)合陶瓷球的制備方法，該制備方法可以實(shí)現(xiàn)在常壓下燒結(jié)氮化硅-氮化鋁-立方氮化硼復(fù)合陶瓷球材料，該制備方法可以實(shí)現(xiàn)在常壓下燒結(jié)氮化硅陶瓷球，該氮化硅陶瓷球具有低密度、高硬度、低摩擦系數(shù)，耐磨、自潤(rùn)滑及剛性好等，可廣泛用作軸承的滾動(dòng)體。
一種高致密度復(fù)合陶瓷球的制備方法，包括陶瓷原料制備、制坯成形、燒結(jié)和研磨拋光的步驟，按下述工藝步驟進(jìn)行
①陶瓷原料制備將經(jīng)干燥后的陶瓷原料按比例混合均勻，過篩，將過篩后的粉料置于球磨機(jī)中球磨；
②壓制成形將步驟①所得粉料置于磨具中，采用冷等靜壓的方法壓制成球形；
③燒結(jié)氮?dú)鈿夥罩校瑢⒎哿现糜谀＞咧?，?500°C 1750°C保溫2tT6h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫；
④研磨拋光將所得陶瓷球進(jìn)行研磨和拋光；
其中，步驟①中所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成
權(quán)利要求
1.一種高致密度復(fù)合陶瓷球的制備方法，其特征在于包括陶瓷原料制備、制坯成形、燒結(jié)和研磨拋光的步驟，按下述工藝步驟進(jìn)行①陶瓷原料制備將經(jīng)干燥后的陶瓷原料按比例混合均勻，過篩，將過篩后的粉料置于球磨機(jī)中球磨；②壓制成形將步驟①所得粉料置于磨具中，采用冷等靜壓的方法壓制成球形；③燒結(jié)氮?dú)鈿夥罩?，將粉料置于模具中，?500°C 1750°C保溫2tT6h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫；④研磨拋光將所得陶瓷球進(jìn)行研磨和拋光；其中，步驟①中所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟①按下述工藝進(jìn)行將經(jīng)干燥后的陶瓷原料按比例混合均勻，過8(Γ200目篩，將過篩后的粉料置于球磨機(jī)中，于30(T360r/min的速度球磨2h 6h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟③按下述工藝進(jìn)行氮?dú)鈿夥罩校瑢⒎哿现糜谀＞咧?，在燒結(jié)爐中以1(T20°C /min的速度升溫至1500°C 1750°C，保溫2tT6h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫，其中氮?dú)饬魉贋?L/min。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟④，按下述方法進(jìn)行將陶瓷球首先進(jìn)行研磨加工，隨后將進(jìn)行研磨加工后的工件進(jìn)行拋光，陶瓷球的球度不超過O. 07微米，表面粗糙度不超過O. 008微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括下述工藝步驟①陶瓷原料制備將經(jīng)干燥后的陶瓷原料按比例混合均勻，過8(Γ200目篩，將過篩后的粉料置于球磨機(jī)中，于300 360r/min的速度球磨2h 6h ；②壓制成形將步驟①所得粉料置于磨具中，采用冷等靜壓的方法壓制成球形；③燒結(jié)氮?dú)鈿夥罩?，將粉料置于模具中，在燒結(jié)爐中以1(T20°C/min的速度升溫至15000C 1750°C，保溫2h 6h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫，其中氮?dú)饬魉贋镮 5L/min ；④研磨拋光將陶瓷球首先進(jìn)行研磨加工，隨后將進(jìn)行研磨加工后的工件進(jìn)行拋光，陶瓷球的球度 不超過O. 07微米，表面粗糙度不超過O. 008微米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高致密度復(fù)合陶瓷球的制備方法，屬于陶瓷制備領(lǐng)域。一種高致密復(fù)合陶瓷的制備方法，包括混料、球磨和燒結(jié)的步驟所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成β-Si3N470%~90%，A1N5%~25%，BN1%~3%，Y2O30.1%~1%，CaF20.1%~1%。該制備方法可以實(shí)現(xiàn)在常壓下燒結(jié)氮化硅-氮化鋁-立方氮化硼復(fù)合陶瓷材料，同時(shí)步驟簡(jiǎn)單、方便易行。利用該方法制備的氮化硅陶瓷強(qiáng)度高、致密性好、耐高溫和耐磨優(yōu)異，可廣泛用于各種對(duì)材料強(qiáng)度要求高的領(lǐng)域，尤其適用于制作軸承滾動(dòng)體。
文檔編號(hào)C04B35/584GK103030399SQ201210499288
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者李東炬, 韓吉光 申請(qǐng)人:大連大友高技術(shù)陶瓷有限公司