[发明专利]碳化硼水杯内胆生产工艺

说明书

本发明公开了一种碳化硼材料，主要包括主原料、结合剂和溶剂，其中，结合剂与主原料的结合力较强，溶剂为易挥发溶剂，不会对影响终产品的品质。本发明还公开了一种采用上述碳化硼材料制备碳化硼水杯内胆的生产工艺，包括混料、造粒、冷等静压成型、固化、车加工、常压烧结及精加工等工序，该生产工艺工序简单，操作方便，占用设备及人力减少，极大降低了生产难度和生产成本。

技术领域

本发明属于陶瓷产品生产领域，具体涉及一种碳化硼水杯内胆的生产工艺。

背景技术

碳化硼是一种共价键极强的非氧化物陶瓷，硬度非常高，仅次于金刚石，目前市场上的碳化硼陶瓷制品主要应用在工业领域及航空航天、军事等高端领域。由于碳化硼的晶体结构中有大约93％的共价键，使得其在成型后的磨削加工非常困难，因此产品的外形大多比较简单。

碳化硼陶瓷中含有的硼元素是一种对人体有益的微量元素，如果制成饮水用的水杯内胆(因碳化硼强度较差，需要有外壳予以保护)，可以在日常使用中吸收游离到液体中的硼元素，有益身体健康。

但是，由于碳化硼陶瓷是一种耐磨性好、硬度高的特种陶瓷，硬度比普通陶瓷高40％以上，将其加工成水杯器皿所需的复杂形状和薄壁结构是生产技术中的一大难点。

采用现有技术生产碳化硼材质的水杯内胆，其生产工艺过程是：混料→造粒→模压成型→装石墨模→热压烧结→粗磨加工→精磨加工。该生产工艺是通过热压烧结后初步形成水杯的毛坯，然后经过粗磨和精磨得到成品。为避免在烧结过程中水杯内部产生裂纹，杯体的壁厚设计都较大(是成品壁厚的5倍以上)，且烧结出的水杯内、外壁表面都非常粗糙，需要进行多道工序的磨削加工才能达到装配尺寸。因壁厚余量过大造成磨削加工工时很长，消耗极大，并且生产过程中合格率也非常低，造成碳化硼水杯内胆的生产成本高昂，效率非常低，不适合大规模生产。

因此，亟需设计一种碳化硼材料及采用其生产碳化硼水杯内胆的工艺，使得生产难度降低、成本和生产时间均大幅减少、合格率提高且能实现大规模工业生产。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：在烧结前利用冷等静压技术使得水杯内胆形状基本成型，再经过常压烧结，烧结后的产品只需对杯口装配位置进行少量精磨加工即可达到装配尺寸，全过程合格率达到90％以上，磨削加工工时大大减少，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供一种用来生产碳化硼水杯内胆的碳化硼材料，包括以下重量配比的组分：

主原料 80～120重量份

结合剂 10～30重量份

溶剂 80～120重量份。

本发明的另一个目的在于提供一种采用上述碳化硼材料制备碳化硼水杯内胆的生产工艺，包括以下步骤：

步骤1，将碳化硼材料的各原料成分进行混合；

步骤2，将步骤1中混合后的碳化硼材料进行造粒；

步骤3，将步骤2中造粒完成的材料装入模具，压制得到成型的毛坯；

步骤4，对成型的毛坯进行烧结，得到碳化硼水杯内胆；

步骤5，对步骤4中得到的碳化硼水杯内胆进行精加工。

本发明所具有的有益效果包括：

(1)本发明所述的碳化硼水杯内胆生产工艺，工序简单，操作方便，占用设备及人力减少，生产难度和成本低，产品的合格率提高，适合大规模工业生产；

(2)本发明所述的碳化硼水杯内胆生产工艺，优化了混料过程，延长了混料时间，得到的混料分散均匀、粘度适中，适于造粒；