一种3d玻璃热弯机用耐高温均热板配方及其制备工艺

文档序号:610323 发布日期:2021-05-07 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 一种3d玻璃热弯机用耐高温均热板配方及其制备工艺 (Formula and preparation process of high-temperature-resistant vapor chamber for 3D glass hot bending machine ) 是由 刘和平 周颖 王庄生 赵勇 于 2020-12-25 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方,属于高温均热板及制造工艺领域,材料成分包括以下质量百分比的组分:镍10-40%,球形氧化铝粉30-60%,碳化钨粉20-40%,还公开了两种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方的制备工艺,一种包括混合球磨、浸泡、无球球磨、压制成型、脱脂硬化处理、毛坯粗加工、烧结、机加工八个步骤,另一种包括球磨、干燥及成型、脱脂、毛坯粗加工、初步烧结、埋在镍粉中烧结、机加工七个步骤,该配方制备得到的均热板抗高温氧化性能强、热变性小、生产成本低、使用寿命长,满足均热板的使用要求。(The invention discloses a formula of a high-temperature-resistant vapor chamber for a 3D glass hot bending machine, belonging to the field of high-temperature vapor chambers and manufacturing processes, wherein the material comprises the following components in percentage by mass: 10-40% of nickel, 30-60% of spherical alumina powder and 20-40% of tungsten carbide powder, and also discloses two preparation processes of the formula of the high-temperature-resistant soaking plate for the 3D glass hot bending machine, wherein one preparation process comprises eight steps of mixing ball milling, soaking, ball-free ball milling, press forming, degreasing and hardening treatment, rough blank processing, sintering and machining, and the other preparation process comprises seven steps of ball milling, drying and forming, degreasing, rough blank processing, preliminary sintering, sintering embedded in nickel powder and machining.)

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方及其制备工艺

技术领域

本发明属于高温均热板及制造工艺领域,具体涉及一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方及其制备工艺。

背景技术

随着3D玻璃快速发展,特别是5G通讯时代的快速到来,智能手机传统的金属后盖板因为对信号的屏蔽,已完全不能满足需求,因此,廉价、易加工、成品率高、手感好、性能成熟稳定的玻璃脱颖而出;但玻璃硬脆,为了更好的与金属中框进行无缝美观对接,对玻璃进行弯型加工成为了必须的工序。但玻璃的弯曲只能在高温下进行,需要一种能耐高达900℃以上的高温不腐蚀,持续保持高温下的高强度和高温抗蠕变性能,用来高效率压型的玻璃。但到目前为止,还没有一种好的经济材料能满足要求。目前3D玻璃热弯机使用的低钴或低镍含量的钨钢板,因为这种板材高温强度高,均热性能好,热变形小,导热性能好,能克服使用环境的高热震性。

虽然目前采用的钨钢板抗高温氧化性能较强,但因为其合金中含钴和碳化钨,其抗高温氧化性尚不能满足需求,导致使用寿命明显不足(客户需要至少6个月的使用寿命,但目前普遍不足2月)。其他材质也不满足需求,如高温合金,热均匀性不佳,热变形太大,影响成品率,且满足使用环境要求的材料成本也太高;高温结构陶瓷,低端的氧化铝和氧化锆陶瓷抗热震性不足,高端碳化硅基复合材料成本太高,且机加工难度太大。所以现时市场急需要一种板材来满足使用要求,且成本与钨钢板相差不大。

本发明以硬质合金均热板以及金属化氧化铝陶瓷的思路为基础进行配方创新,将两种材料实现在微米和纳米级的复合,成为一种复合新陶瓷材料。具体来讲,以氧化铝陶瓷为基础,加入金属镍使其金属化,此配方大大的降低了均热板的材料成本,且氧化铝自身具备不可氧化性,高温稳定性极佳,金属化可以显著改善氧化铝陶瓷的抗热振性,使其在作为高性价比,长寿命均热板产品上具备先天优势。

但在实际制造和使用过程中,存在三个非常严重的问题:1、无论是增加金属镍的含量,还是提升烧结温度,采用真空烧结,过压烧结等措施,都难以使其致密化,致密化非常困难;2、镍与氧化铝的浸润性不良,产品在使用过程中,氧化性气体渗入氧化铝与镍的界面,导致氧化铝颗粒失去粘接能力,脱离基体,材料失效,且镍金属也氧化成氧化镍,加速失效;3、热导性差且不均匀,因为氧化铝和镍的导热系数在800℃以上均不佳,导热性的差异,导致了急速升温时均热板存在巨大温差,内部应力增大而出现热裂纹,材料失效。4、材料无法进行线切割加工和机械加工,因为致密化差且镍没有形成连续骨架,材料导电性差且不均匀,导致材料无法进行机械加工和线切割加工,加工难度高,精度无法保证。

发明内容

针对上述技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方及其两种制备工艺,该配方制备得到的均热板抗高温氧化性能强、热变性小、生产成本低、使用寿命强,在实际生产中各组分作用提高其致密性、浸润性、导热性,在使用过程中完全可以进行线切割,磨削及机械加工,满足均热板的使用要求。

为实现以上目的,本发明采取的技术方案是:

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方,包括以下质量百分比的组分:镍10-40%,球形氧化铝粉30-60%,碳化钨粉20-40%。

进一步地,还包括以下质量百分比的组分:铬或碳化铬0-10%,碳化钼粉0-5%。

进一步地,所述碳化钨粉的粒径是0.4微米级。

进一步地,所述配方组分均为粉末状。

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方的制备工艺,包括以下步骤:

步骤1、混合球磨:称取上述质量比的镍、碳化钨粉、铬或碳化铬、碳化钼粉,放入球磨机中进行球磨,采用硬质合金球作为球磨球,球料比为6-10:1,转速为30-70r/min,球磨时间为20-60h,加入无水乙醇作为湿磨介质,球磨完成后湿筛得到均匀的混合料浆;

步骤2、浸泡:将上述质量比的球形氧化铝粉置于另一台球磨机中,加入酒精浸泡,球形氧化铝粉与酒精的质量比为1:1-4,浸泡时间为24-28h;

步骤3、无球球磨:将步骤1得到的混合浆料置于步骤2浸泡完成后的球磨机中,进行无球球磨,球磨时间24-48h,再经湿筛、沉淀,抽取上层酒精,得到沉降浆料;

步骤4、干燥及成型:将步骤3得到的沉降浆料倒入真空加热搅拌器中,加热至75-80℃,并将成型剂加入搅拌器中进行搅拌2-3h,得到掺入成型剂的混合料,再采用模压机进行压制成型,压力设置为10-25Mpa;

步骤5、脱脂硬化处理:将经步骤4处理后的混合料置于真空脱脂炉中进行真空脱脂硬化处理,脱脂开始温度为180-210℃,升温速率<20℃/h,脱脂最终温度为750-900℃,确保成型剂完全脱除并材料硬化;

步骤6、毛坯粗加工:将经步骤5处理后的材料进行裂纹检测,若没有裂纹,也未出现空洞脱脂缺陷,即进行粗加工,将材料的安装孔处进行机械加工,把不需要的部分加工去除,减少成品后的加工量;

步骤7、烧结:分为三段烧结:第一段:将经步骤6处理后的材料放入真空烧结炉中进行烧结,升温至1400-1500℃,时间为1-1.5h;第二段:升温至1600-1650℃,时间20-40min;第三段:降温至1450-1500℃,再进行过压烧结,充入30-60个大气压的氩气或氮气,进一步强行致密化,烧结得到成品毛坯;

步骤8、机加工:将步骤7得到的成品毛坯用线切割进行长宽尺寸定型,平面磨削定型厚度尺寸,电火花或CNC加工孔、槽,最后进行工作面的镜面抛光加工得到成品。

进一步地,所述步骤2中球磨机中没有球磨球,但在球磨机内衬上焊接或安装有隔板,隔板围绕内衬一周6-10块,每块高度50-200mm,隔板厚5-8mm,与球磨机内衬长度一致。

进一步地,所述步骤3是以球形氧化铝粉作为球磨球,衬板作为球磨搅拌装置。

进一步地,所述步骤4中成型剂为石蜡、PEG、橡胶中的一种或多种混合物,成型剂质量掺量是1-6%。

进一步地,所述步骤4中压制成型后的体积为完全烧结致密化后材料体积的1.6-1.8倍。

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方的制备工艺,具体制备工艺过程是:先将上述质量比的球形氧化铝粉、碳化钨粉、铬或碳化铬、碳化钼粉进行浸泡24-28h,固液比为1-4:1,然后进行无球球磨得到混合均匀的混合浆料,再掺入1-6%质量的成型剂,然后进行干燥及压制成型,并将成型后的材料进行脱脂、毛坯粗加工、烧结,脱脂时间为20-40h,脱脂开始温度为180-210℃,升温速率为8-12℃/h,采用真空高温烧结,温度1750-1850℃,时间2-4h,使其烧结成微孔陶瓷,再将其固定在专门设计的石墨烧结舟皿装置中,并埋入上述质量比的镍粉中,在1450-1500℃下再次进行真空烧结,使得镍粉熔化,直至浸泡在镍粉中,随着碳化钨颗粒的浸润引导下,渗入至材料中,在真空烧结完成后,充入4-5MPa氩气进行烧结20-40min,使熔化的金属镍渗入,进一步致密化,随炉冷却,最后进行磨削和机加工,得到耐高温均热板,再将其进行线切割、平面磨、CNC机加工、镜面抛光,得到均热板成品。

本发明的有益效果是:(1)本发明配方制备得到的均热板抗高温氧化性能强、热变性小、生产成本低、使用寿命长,在实际生产中各组分作用提高其致密性、浸润性、导热性,在使用过程中完全可以进行线切割,磨削及机械加工,满足均热板的使用要求;

(2)本发明添加金属铬或碳化铬,提升粘接相/金属相-镍的抗高温氧化性;采用流动性极好的球形氧化铝粉,提升氧化铝颗粒的流动性,使其更容易在真空高温烧结下流动而提升致密性;添加0.4微米级的碳化钨粉,提升均热板材料的导热性,同时,利用极细小碳化钨颗粒具备的高比表面积,且碳化钨与金属镍完全浸润,在高温烧结时非常容易发生收缩而带动氧化铝颗粒进行内收流动,提升致密化,同时降低材料的膨胀系数;添加少量碳化钼,促进镍与氧化铝的浸润性,有助于材料致密化;加入的配方成分均为粉末状,且价格不高,容易从市场上获取;各组分在高温下进行均不会发生设计思路之外的有害反应而生成有害相;

(3)本发明制备工艺创新了球磨混料工艺,实现了既要球磨均匀,又要保持球磨不破碎氧化铝的球形状态,在步骤3中采用无球球磨,以氧化铝粉作为球磨球,保证了球形氧化铝与浆料充分混合完全;

(4)本发明采用三段烧结方法,在第一阶段金属镍熔化,开始发生收缩致密化,此阶段可致密化程度95%以上,但此阶段温度不能太高,否则液相过快收缩,而氧化铝来不急收缩,导致材料出现镍成分不均匀现象,导致镍在材料内部分含量高,分离收缩,整体材料致密化不均匀;在第二阶段烧结中,因为材料在第一阶段已经致密超过95%,但因为液相粘度高,液相少,难以继续提升致密化程度,提升温度,可以让材料进一步发生致密化,此阶段致密化程度超过98%,且不会发生致密化和成分不均匀现象;经过第二阶段收缩致密化后,材料因为液相真空下蒸汽压的存在,金属镍存在挥发,导致最终难以致密化继续提升,因此在第三阶段降低温度至1450-1500℃,金属镍存在大量液相,但明显挥发性蒸汽减少,此时,进行过压烧结,充入30-60个大气压的氩气或氮气,进一步强行致密化,经过此阶段烧结,致密化程度超过99.5%,基本完全实现致密化。

附图说明

图1为本发明制备的耐高温均热板实物图;

图2为本发明制备的耐高温均热板在3D玻璃热弯机使用后的实物图;

图3为实施例6-8首次高温烧结微孔陶瓷浸入镍粉中再次真空烧结示意图,其中1是镍粉;2是均热板高温烧结微孔陶瓷;3是石墨压头;4是石墨烧结舟皿。

具体实施方式

为了更好地理解本发明,下面结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。

下述实施例中碳化钨粉的粒径是0.4微米级;且配方组分均为粉末状。

实施例1:

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方,包括以下质量百分比的组分:镍25%,球形氧化铝粉40%,碳化钨粉30%,碳化铬5%。

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方的制备工艺,包括以下步骤:

步骤1、混合球磨:称取上述质量比的镍、碳化钨粉、碳化铬,放入球磨机中进行球磨,采用硬质合金球作为球磨球,球料比为6:1,转速为36r/min,球磨时间为60h,加入无水乙醇作为湿磨介质,球磨完成后湿筛得到均匀的混合料浆;

步骤2、浸泡:将上述质量比的球形氧化铝粉置于另一台球磨机中,球磨机中没有球磨球,但在球磨机内衬上焊接或安装有隔板,隔板围绕内衬一周6块,每块高度50mm,隔板厚8mm,与球磨机内衬长度一致,加入酒精浸泡,球形氧化铝粉与酒精的质量比为1:4,浸泡时间为24h;

步骤3、无球球磨:将步骤1得到的混合浆料置于步骤2浸泡完成后的球磨机中,进行无球球磨,以球形氧化铝粉作为球磨球,衬板作为球磨搅拌装置,球磨时间24h,再经湿筛、沉淀,抽取上层酒精,得到沉降浆料;

步骤4、干燥及成型:将步骤3得到的沉降浆料倒入真空加热搅拌器中,加热至75℃,并将石蜡加入搅拌器中进行搅拌3h,掺量是1%,得到掺入成型剂的混合料,再采用模压机进行压制成型,压力设置为10Mpa,压制成型后的体积为完全烧结致密化后材料体积的1.8倍;

步骤5、脱脂硬化处理:将经步骤4处理后的混合料置于真空脱脂炉中进行真空脱脂硬化处理,脱脂开始温度为180℃,升温速率<20℃/h,脱脂最终温度为750℃,确保成型剂完全脱除并材料硬化;

步骤6、毛坯粗加工:将经步骤5处理后的材料进行裂纹检测,若没有裂纹,也未出现空洞脱脂缺陷,即进行粗加工,将材料的安装孔处进行机械加工,把不需要的部分加工去除,减少成品后的加工量;

步骤7、烧结:分为三段烧结:第一段:将经步骤6处理后的材料放入真空烧结炉中进行烧结,升温至1500℃,时间为1h;第二段:升温至1650℃,时间20min;第三段:降温至1450℃,再进行过压烧结,充入60个大气压的氩气或氮气,进一步强行致密化,烧结得到成品毛坯;

步骤8、机加工:将步骤7得到的成品毛坯用线切割进行长宽尺寸定型,平面磨削定型厚度尺寸,电火花加工孔、槽,最后进行工作面的镜面抛光加工得到成品。

实施例2:

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方,包括以下质量百分比的组分:镍25%,球形氧化铝粉50%,碳化钨粉20%,碳化钼粉5%。

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方的制备工艺,包括以下步骤:

步骤1、混合球磨:称取上述质量比的镍、碳化钨粉、碳化钼粉,放入球磨机中进行球磨,采用硬质合金球作为球磨球,球料比为10:1,转速为30r/min,球磨时间为20h,加入无水乙醇作为湿磨介质,球磨完成后湿筛得到均匀的混合料浆;

步骤2、浸泡:将上述质量比的球形氧化铝粉置于另一台球磨机中,球磨机中没有球磨球,但在球磨机内衬上焊接或安装有隔板,隔板围绕内衬一周10块,每块高度200mm,隔板厚5mm,与球磨机内衬长度一致,加入酒精浸泡,球形氧化铝粉与酒精的质量比为1:1,浸泡时间为28h;

步骤3、无球球磨:将步骤1得到的混合浆料置于步骤2浸泡完成后的球磨机中,进行无球球磨,以球形氧化铝粉作为球磨球,衬板作为球磨搅拌装置,球磨时间48h,再经湿筛、沉淀,抽取上层酒精,得到沉降浆料;

步骤4、干燥及成型压制成型:将步骤3得到的沉降浆料倒入真空加热搅拌器中,加热至80℃,并将石蜡加入搅拌器中进行搅拌2h,掺量是6%,得到掺入成型剂的混合料,再采用模压机进行压制成型,压力设置为25Mpa,压制成型后的体积为完全烧结致密化后材料体积的1.6倍;

步骤5、脱脂硬化处理:将经步骤4处理后的混合料置于真空脱脂炉中进行真空脱脂硬化处理,脱脂开始温度为200℃,升温速率<20℃/h,脱脂最终温度为900℃,确保成型剂完全脱除并材料硬化;

步骤6、毛坯粗加工:将经步骤5处理后的材料进行裂纹检测,若没有裂纹,也未出现空洞脱脂缺陷,即进行粗加工,将材料的安装孔处进行机械加工,把不需要的部分加工去除,减少成品后的加工量;

步骤7、烧结:分为三段烧结:第一段:将经步骤6处理后的材料放入真空烧结炉中进行烧结,升温至1400℃,时间为1.5h;第二段:升温至1600℃,时间40min;第三段:降温至1500℃,再进行过压烧结,充入30个大气压的氩气或氮气,进一步强行致密化,烧结得到成品毛坯;

步骤8、机加工:将步骤7得到的成品毛坯用线切割进行长宽尺寸定型,平面磨削定型厚度尺寸,CNC加工孔、槽,最后进行工作面的镜面抛光加工得到成品。

实施例3:

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方,包括以下质量百分比的组分:镍20%,球形氧化铝粉50%,碳化钨粉25%,铬5%。

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方的制备工艺,包括以下步骤:

步骤1、混合球磨:称取上述质量比的镍、碳化钨粉、铬,放入球磨机中进行球磨,采用硬质合金球作为球磨球,球料比为8:1,转速为70r/min,球磨时间为40h,加入无水乙醇作为湿磨介质,球磨完成后湿筛得到均匀的混合料浆;

步骤2、浸泡:将上述质量比的球形氧化铝粉置于另一台球磨机中,球磨机中没有球磨球,但在球磨机内衬上焊接或安装有隔板,隔板围绕内衬一周7块,每块高度100mm,隔板厚6mm,与球磨机内衬长度一致,加入酒精浸泡,球形氧化铝粉与酒精的质量比为1:3,浸泡时间为26h;

步骤3、无球球磨:将步骤1得到的混合浆料置于步骤2浸泡完成后的球磨机中,进行无球球磨,以球形氧化铝粉作为球磨球,衬板作为球磨搅拌装置,球磨时间40h,再经湿筛、沉淀,抽取上层酒精,得到沉降浆料;

步骤4、干燥及成型:将步骤3得到的沉降浆料倒入真空加热搅拌器中,加热至78℃,并将石蜡加入搅拌器中进行搅拌2.5h,掺量是4%,得到掺入成型剂的混合料,再采用模压机进行压制成型,压力设置为20Mpa,压制成型后的体积为完全烧结致密化后材料体积的1.7倍;

步骤5、脱脂硬化处理:将经步骤4处理后的混合料置于真空脱脂炉中进行真空脱脂硬化处理,脱脂开始温度为200℃,升温速率<20℃/h,脱脂最终温度为850℃,确保成型剂完全脱除并材料硬化;

步骤6、毛坯粗加工:将经步骤5处理后的材料进行裂纹检测,若没有裂纹,也未出现空洞脱脂缺陷,即进行粗加工,将材料的安装孔处进行机械加工,把不需要的部分加工去除,减少成品后的加工量;

步骤7、烧结:分为三段烧结:第一段:将经步骤6处理后的材料放入真空烧结炉中进行烧结,升温至1480℃,时间为1.2h;第二段:升温至1620℃,时间35min;第三段:降温至1480℃,再进行过压烧结,充入40个大气压的氩气或氮气,进一步强行致密化,烧结得到成品毛坯;

步骤8、机加工:将步骤7得到的成品毛坯用线切割进行长宽尺寸定型,平面磨削定型厚度尺寸,电火花加工孔、槽,最后进行工作面的镜面抛光加工得到成品。

实施例4:

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方,包括以下质量百分比的组分:镍20%,球形氧化铝粉55%,碳化钨粉20%,碳化铬2%,碳化钼粉3%。

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方的制备工艺,包括以下步骤:

步骤1、混合球磨:称取上述质量比的镍、碳化钨粉、碳化铬、碳化钼粉,放入球磨机中进行球磨,采用硬质合金球作为球磨球,球料比为7:1,转速为45r/min,球磨时间为35h,加入无水乙醇作为湿磨介质,球磨完成后湿筛得到均匀的混合料浆;

步骤2、浸泡:将上述质量比的球形氧化铝粉置于另一台球磨机中,球磨机中没有球磨球,但在球磨机内衬上焊接或安装有隔板,隔板围绕内衬一周8块,每块高度120mm,隔板厚7mm,与球磨机内衬长度一致,加入酒精浸泡,球形氧化铝粉与酒精的质量比为1:2,浸泡时间为25h;

步骤3、无球球磨:将步骤1得到的混合浆料置于步骤2浸泡完成后的球磨机中,进行无球球磨,以球形氧化铝粉作为球磨球,衬板作为球磨搅拌装置,球磨时间30h,再经湿筛、沉淀,抽取上层酒精,得到沉降浆料;

步骤4、干燥及成型:将步骤3得到的沉降浆料倒入真空加热搅拌器中,加热至76℃,并将石蜡加入搅拌器中进行搅拌2.5h,掺量是5%,得到掺入成型剂的混合料,再采用模压机进行压制成型,压力设置为22Mpa,压制成型后的体积为完全烧结致密化后材料体积的1.65倍;

步骤5、脱脂硬化处理:将经步骤4处理后的混合料置于真空脱脂炉中进行真空脱脂硬化处理,脱脂开始温度为200℃,升温速率<20℃/h,脱脂最终温度为800℃,确保成型剂完全脱除并材料硬化;

步骤6、毛坯粗加工:将经步骤5处理后的材料进行裂纹检测,若没有裂纹,也未出现空洞脱脂缺陷,即进行粗加工,将材料的安装孔处进行机械加工,把不需要的部分加工去除,减少成品后的加工量;

步骤7、烧结:分为三段烧结:第一段:将经步骤6处理后的材料放入真空烧结炉中进行烧结,升温至1450℃,时间为1.3h;第二段:升温至1630℃,时间30min;第三段:降温至1500℃,再进行过压烧结,充入50个大气压的氩气或氮气,进一步强行致密化,烧结得到成品毛坯;

步骤8、机加工:将步骤7得到的成品毛坯用线切割进行长宽尺寸定型,平面磨削定型厚度尺寸,CNC加工孔、槽,最后进行工作面的镜面抛光加工得到成品。

实施例5:

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方,包括以下质量百分比的组分:镍20%,球形氧化铝粉30%,碳化钨粉40%,碳化铬10%。

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方的制备工艺,包括以下步骤:

步骤1、混合球磨:称取上述质量比的镍、碳化钨粉、碳化铬,放入球磨机中进行球磨,采用硬质合金球作为球磨球,球料比为9:1,转速为60r/min,球磨时间为45h,加入无水乙醇作为湿磨介质,球磨完成后湿筛得到均匀的混合料浆;

步骤2、浸泡:将上述质量比的球形氧化铝粉置于另一台球磨机中,球磨机中没有球磨球,但在球磨机内衬上焊接或安装有隔板,隔板围绕内衬一周9块,每块高度100mm,隔板厚6mm,与球磨机内衬长度一致,加入酒精浸泡,球形氧化铝粉与酒精的质量比为1:2,浸泡时间为26h;

步骤3、无球球磨:将步骤1得到的混合浆料置于步骤2浸泡完成后的球磨机中,进行无球球磨,以球形氧化铝粉作为球磨球,衬板作为球磨搅拌装置,球磨时间30h,再经湿筛、沉淀,抽取上层酒精,得到沉降浆料;

步骤4、干燥及成型:将步骤3得到的沉降浆料倒入真空加热搅拌器中,加热至75-80℃,并将石蜡加入搅拌器中进行搅拌2.5h,掺量是3%,得到掺入成型剂的混合料,再采用模压机进行压制成型,压力设置为20Mpa,压制成型后的体积为完全烧结致密化后材料体积的1.78倍;

步骤5、脱脂硬化处理:将经步骤4处理后的混合料置于真空脱脂炉中进行真空脱脂硬化处理,脱脂开始温度为210℃,升温速率<20℃/h,脱脂最终温度为750℃,确保成型剂完全脱除并材料硬化;

步骤6、毛坯粗加工:将经步骤5处理后的材料进行裂纹检测,若没有裂纹,也未出现空洞脱脂缺陷,即进行粗加工,将材料的安装孔处进行机械加工,把不需要的部分加工去除,减少成品后的加工量;

步骤7、烧结:分为三段烧结:第一段:将经步骤6处理后的材料放入真空烧结炉中进行烧结,升温至1400℃,时间为1.5h;第二段:升温至1650℃,时间20min;第三段:降温至1450℃,再进行过压烧结,充入60个大气压的氩气或氮气,进一步强行致密化,烧结得到成品毛坯;

步骤8、机加工:将步骤7得到的成品毛坯用线切割进行长宽尺寸定型,平面磨削定型厚度尺寸,CNC加工孔、槽,最后进行工作面的镜面抛光加工得到成品。

实施例6:

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方,包括以下质量百分比的组分:镍22.6%,球形氧化铝粉51.6%,碳化钨粉20.6%,碳化钼粉5.2%。

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方的制备工艺,具体制备工艺过程是:先将上述质量比的球形氧化铝粉、碳化钨粉、碳化钼粉进行浸泡28h,固液比为3:1,然后进行无球球磨36h得到混合均匀的混合浆料,再掺入5%质量的成型剂,然后进行干燥压制成型,并将成型后的材料进行脱脂、毛坯粗加工、烧结,脱脂时间为20h,脱脂开始温度为200℃,升温速率为8℃/h,采用真空高温烧结,温度1750℃,时间3h,使其烧结成微孔陶瓷,再将其固定在专门设计的石墨烧结舟皿装置中,并埋入上述质量比的镍粉中,在1500℃下再次进行真空烧结,使得镍粉熔化,直至浸泡在镍粉中,随着碳化钨颗粒的浸润引导下,渗入至材料中,在真空烧结完成后,充入4MPa氩气进行烧结20min,使熔化的金属镍渗入,进一步致密化,随炉冷却,最后进行磨削和机加工,得到耐高温均热板,再将其进行线切割、平面磨、CNC机加工、镜面抛光,得到均热板成品。

实施例7:

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方,包括以下质量百分比的组分:镍10.1%,球形氧化铝粉59.6%,碳化钨粉20.2%,碳化铬10.1%。

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方的制备工艺,具体制备工艺过程是:先将上述质量比的球形氧化铝粉、碳化钨粉、碳化铬进行浸泡24h,固液比为4:1,然后进行无球球磨40h得到混合均匀的混合浆料,再掺入2%质量的成型剂,然后进行干燥压制成型,并将成型后的材料进行脱脂、毛坯粗加工、烧结,脱脂时间为40h,脱脂开始温度为180℃,升温速率为12℃/h,采用真空高温烧结,温度1850℃,时间2h,使其烧结成微孔陶瓷,再将其固定在专门设计的石墨烧结舟皿装置中,并埋入上述质量比的镍粉中,在1450℃下再次进行真空烧结,使得镍粉熔化,直至浸泡在镍粉中,随着碳化钨颗粒的浸润引导下,渗入至材料中,在真空烧结完成后,充入5MPa氩气进行烧结40min,使熔化的金属镍渗入,进一步致密化,随炉冷却,最后进行磨削和机加工,得到耐高温均热板,再将其进行线切割、平面磨、CNC机加工、镜面抛光,得到均热板成品。

实施例8:

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方,包括以下质量百分比的组分:镍39.92%,球形氧化铝粉30.16%,碳化钨粉19.96%,碳化铬9.96%。

一种3D玻璃热弯机用耐高温均热板配方的制备工艺,具体制备工艺过程是:先将上述质量比的球形氧化铝粉、碳化钨粉、铬或碳化铬、碳化钼粉进行浸泡26h,固液比为1:1,然后进行无球球磨40h得到混合均匀的混合浆料,再掺入6%质量的成型剂,然后进行干燥压制成型,并将成型后的材料进行脱脂、毛坯粗加工、烧结,脱脂时间为35h,脱脂开始温度为210℃,升温速率为10℃/h,采用真空高温烧结,温度1800℃,时间4h,使其烧结成微孔陶瓷,再将其固定在专门设计的石墨烧结舟皿装置中,并埋入上述质量比的镍粉中,在1480℃下再次进行真空烧结,使得镍粉熔化,直至浸泡在镍粉中,随着碳化钨颗粒的浸润引导下,渗入至材料中,在真空烧结完成后,充入4.5MPa氩气进行烧结25min,使熔化的金属镍渗入,进一步致密化,随炉冷却,最后进行磨削和机加工,得到耐高温均热板,再将其进行线切割、平面磨、CNC机加工、镜面抛光,得到均热板成品。

将上述实施例1-8制备的耐高温均热板进行性能检测,检测结果如表1所示。

表1

从表1中可以看出本发明制备得到的耐高温均热板高温氧化性能强、热变性小、生产成本低、使用寿命强,在实际生产中各组分作用提高其致密性、浸润性、导热性,在使用过程中完全可以进行线切割,磨削及机械加工,满足均热板的使用要求。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员理解和使用本发明。熟悉本领域的技术人员可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中,而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理,不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

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