[发明专利]氧化锆陶瓷柱塞及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械设备制造领域，尤其涉及一种氧化锆陶瓷柱塞及其制作方法。

背景技术

目前，国内企业已经能够掌握并生产的高压柱塞泵、液压柱塞泵、高压水切机、清洗机等设备的制造技术，但高压陶瓷柱塞我国还不能生产。

现有在高端市场的氧化锆陶瓷柱塞产品，如达到300-400Mpa压力的氧化锆陶瓷柱塞主要由国外公司提供，国外生产氧化锆陶瓷柱塞厂家主要在美国和德国，大多采用热等静压方式，达到了很好质量。而国内生产的氧化锆陶瓷柱塞产品质量根本无法与国外生产厂家生产的产品相比，只能占据低端市场。由于国产陶瓷柱塞质量差、技术含量低，根本无法满足市场需要，因此仍然要依赖于进口。

国内生产氧化锆陶瓷柱塞主要存在两个方面的问题：一是生产设备的限制。由于陶瓷材料生产设备属于陶瓷生产工艺设备，专业性强，要求设计人员必须精通陶瓷材料技术，同时也要精通烧结设备的设计。所以，无法解决生产设备的困难是一个普遍现象。如果依赖于进口生产设备，价格昂贵，更是无法承担的维护费用，生产成本非常高。第二，陶瓷新材料的技术工艺研究与应用的问题。国内陶瓷新材料研究落后于欧美等发达国家，新材料的高投入及技术的高壁垒导致我国企业在陶瓷新材料发展不快。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化锆陶瓷柱塞，具有高品质、高强度、高密度，性能优越。

本发明的另一目的在于提供一种上述氧化锆陶瓷柱塞的制作方法，采用双向震荡烧结工艺，使得被烧结的陶瓷材料密度达到极致，性能优越。

为实现上述目的，本发明提供一种氧化锆陶瓷柱塞，其原料包括组分及其重量份如下：氧化锆92±0.1份、三氧化二钇5±0.1份、及三氧化二铥3±0.1份。

本发明还提供一种上述氧化锆陶瓷柱塞的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、原料配制：氧化锆92±0.1份、三氧化二钇5±0.1份、及三氧化二铥3±0.1份；

步骤2、素坯成形：采用干压方式将原料制作成长方体素坯；

步骤3、装料：将素坯放入烧结炉内，抽真空，充氮气；

步骤4、烧结：采用加压震荡对素坯进行高温烧结；

步骤5、冷却：烧结后的素坯进行自然冷却，得到长方体陶瓷棒；

步骤6、机加成型：用外圆磨对长方体陶瓷棒进行粗、细、精磨加工；

步骤7、表面镜化处理，获得氧化锆陶瓷柱塞。

还包括步骤8、挂环处理：采用二铬十三钢环，内径采用8个丝的过硬配合尺寸，在1个大气压力下加热至250-300℃，套入氧化锆陶瓷柱塞端头，冷却，钢环冷缩抱紧氧化锆陶瓷柱塞，完成挂环处理。

所述素坯长度大于氧化锆陶瓷柱塞长度10mm，素坯宽度大于氧化锆陶瓷柱塞直径3mm，素坯高度为氧化锆陶瓷柱塞直径的两倍高度。

所述步骤4烧结：在温度加到1050℃-1150℃时加150kg/cm²震荡，在温度加到1510℃-1600℃时加250kg/cm²震荡，频率为100Hz，在1510℃-1600℃温度范围内恒温维持2小时并维持震荡。

本发明的有益效果是：本发明的氧化锆陶瓷柱塞，使用了高压震荡高温烧结技术，通过加压并采用加压震荡技术，使得被烧结氧化锆陶瓷柱塞更加质密，无气孔、无微裂，提高了产品的性能，提高生产质量，保证了生产品质的稳定性；通过本发明的制作方法生产出高性能的氧化锆陶瓷柱塞，解决了高性能的氧化锆陶瓷柱塞依赖于进口的问题。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1为本发明的氧化锆陶瓷柱塞的制作方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种氧化锆陶瓷柱塞，其原料包括组分及其重量份如下：氧化锆92±0.1份、三氧化二钇5±0.1份、及三氧化二铥3±0.1份。该氧化锆陶瓷柱塞具有高品质、高强度、高密度，性能优越。

如图1所示，本发明氧化锆陶瓷柱塞的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、原料配制：按一定比例称取造粒粉料，包括有氧化锆92±0.1份、三氧化二钇5±0.1份、及三氧化二铥3±0.1份。

步骤2、素坯成形：采用干压方式将原料制作成长方体素坯；所述素坯长度为其后续制成的氧化锆陶瓷柱塞的长度+10mm，素坯宽度为氧化锆陶瓷柱塞直径+3mm，素坯高度为氧化锆陶瓷柱塞直径的两倍高度。