[发明专利]陶瓷流体测量管的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及流体测量技术，特别是涉及一种陶瓷流体测量管的制作方法的技术。

背景技术

市场上现有的流体测量管，通常采用金属外壳，在管内壁复合橡胶或者聚四氟之类衬里，达到防止测量管电极信号短路和流体腐蚀金属管壁。管壁上对称的测量电极，通常也是由不锈钢等金属加工完成的，在生产应用当中，比如食品行业，对食品安全要求不断提高，而作为工艺流体、食品饮料等输送计量的管道，对测量管内壁安全卫生尤为重要，要求测量管管壁光滑，不存在残留物，能承受高温清洗消毒。对一些输送有腐蚀性、有毒有害液体的安全计量管道，以及混有大量粉尘、颗粒、高温等恶劣环境下流体，管道内壁采用橡胶或者聚四氟等常规衬里已经远远不能满足现代工业生产的需要。

陶瓷，也是无机非金属材料的统称，属硅酸盐系，是地壳中经过高温沉积的矿岩类产物，资源分布广泛，成本低廉。目前工业化应用最多的是粘土和矾土，根据产地、品位及加工处理工艺的不同，已经大量应用在航天航空、冶金、耐材、建筑、机械、化工、电子、生物医学工程等领域，未来的科技对材料的要求越来越苛刻，陶瓷越有可能成为解决技术难题的最有希望的材料。陶瓷作为一种耐高温、耐腐蚀、耐磨同时性能稳定的无机材料，来加工流体测量管的衬里，用来补充常规的衬里材料应用中的缺陷是顺理成章的事。

现有陶瓷流体测量管都采用90～95%纯度的氧化铝为管体原材料，制作时先用挤制成型或干制成型方式制作测量管坯体，再将测量管坯体放入高温陶瓷窑内烧结，烧结过程通常分三个阶段，由先至后依次分别为：从室温到最高烧成温度的升温阶段；在高温下的保温阶段；从最高温度降至室温的冷却阶段。

现有陶瓷流体测量管在烧结的升温阶段中，所采用的升温曲线是：第一升温段从室温升温至200℃，该升温段用于排除测量管坯体中的游离水和结晶水，第二升温段从200℃升温至700℃，该升温段用于排除测量管坯体中的有机结合剂，第三升温段从700℃升温至1000℃，该升温段用于排净测量管坯体中的挥发物，第四升温段从1000℃升温至1600℃，该升温段为晶相转变和致密化过程。

现有陶瓷流体测量管制作时由于采用挤制成型、干制成型方式制作测量管坯体，而且在烧结过程中的升温控制不合理，使得测量管坯体容易出现裂纹、分层和密度不一致，异形制品存在脱模困难现象，烧制出来的陶瓷流体测量管成瓷密度大约在3.70g/cm3，其致密性较差，抗压、抗拉强度等机械性能和抗热冲击性能较差，在使用过程中容易变形、开裂。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效避免坯体出现裂纹、分层，提高坯体密度一致性，脱模方便，而且成瓷密度高，致密性好，机械性能高的陶瓷流体测量管的制作方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的陶瓷流体测量管的制作方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）根据所需陶瓷流体测量管的尺寸规格，制作测量管坯体模具；

2）在测量管坯体模具中注入三氧化二铝粒料，然后利用等静压机将测量管坯体模具中的三氧化二铝粒料压制成型，得到测量管坯体；

3）将测量管坯体放入高温陶瓷窑内烧结成瓷，得到陶瓷流体测量管；

烧结过程中温度控制方式为：

从开始烧结起，烧结温度每小时提升30±2℃，直至烧结温度提升至300±5℃；

从烧结温度达到300±5℃起，烧结温度每小时提升33±2℃，直至烧结温度提升至700±5℃；

从烧结温度达到700±5℃起，烧结温度每小时提升50±2℃，直至烧结温度提升至1300±5℃；

从烧结温度达到1300±5℃起，烧结温度每小时提升50±2℃，直至烧结温度提升至1750±5℃；

烧结温度达到1750±5℃后，维持1750±5℃的烧结温度4±0.5小时，然后停止向陶瓷窑供热，并在陶瓷窑窑门关闭的状态下，陶瓷窑自然冷却降温，当陶瓷窑内的温度下降至500℃后，打开陶瓷窑窑门，使陶瓷窑内温度降至室温，测量管坯体即被烧结成为陶瓷流体测量管；

4）如果步骤3烧结所得的陶瓷流体测量管的尺寸，与所需陶瓷流体测量管的尺寸相符，则转至步骤7，反之则转至步骤5；

5）根据步骤3烧结所得的陶瓷流体测量管在烧结前后的尺寸变化，计算出测量管坯体的烧结收缩率；

6）根据所需陶瓷流体测量管的尺寸规格，及步骤5计算所得的测量管坯体的烧结收缩率，对步骤1制作的测量管坯体模具尺寸进行修正，然后再转至步骤2；