專利名稱：一種氮化硅增韌陶瓷球的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氮化硅增韌陶瓷球的制備方法，屬于陶瓷制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
球軸承是滾動軸承的一種，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、自潤滑及剛性好等特點，特別適合做高速、高精度及長壽命混合陶瓷球軸承的滾動體。碳化硅晶須是一種很少缺陷的，有一定長徑比的單晶纖維，它具有相當好的抗高溫性能和很高強度。氮化硅陶瓷具有極高的強度很高且極耐高溫，其強度在1200°C的高溫 不下降，受熱后不會熔成融體，同時，其耐化學腐蝕性能優(yōu)異，能耐幾乎所有的無機酸和30%以下的燒堿溶液，也能耐很多有機酸的腐蝕。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 lOMPa，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"200MPao

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氮化硅增韌陶瓷球的制備方法，該制備方法可以實現(xiàn)在常壓下燒結(jié)氮化硅增韌陶瓷球，利用該方法制備的強度高、致密性好、韌性明顯提高，且耐高溫和耐磨優(yōu)異，可廣泛用作軸承的滾動體。一種氮化硅增韌陶瓷球的制備方法，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)常壓下，將粉料置于模具中，在燒結(jié)爐于1600°C 1800°C，保溫O. 5tT2h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫；④研磨拋光將所得陶瓷球進行研磨和拋光；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β -Si3N465% 85%SiC 晶須10% 25%燒結(jié)助劑5% 10%。本發(fā)明所述氮化硅增韌陶瓷球的制備方法優(yōu)選所述燒結(jié)助劑選自Al203、Mg0、Y2O3、ZrO2中的至少一種。本發(fā)明所述氮化硅增韌陶瓷球的制備方法優(yōu)選所述步驟①按下述工藝進行將經(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中，于300 360r/min的速度球磨6h IOh。
本發(fā)明所述氮化硅增韌陶瓷球的制備方法優(yōu)選所述步驟③按下述工藝進行常壓下，將粉料置于模具中，在燒結(jié)爐中以6(T80°C /min的速度升溫至1600°C 1800°C，保溫0. 5tT2h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫。本發(fā)明所述氮化硅增韌陶瓷球的制備方法優(yōu)選所述步驟④，按下述方法進行將陶瓷球首先進行研磨加工，隨后將進行研磨加工后的工件進行拋光，陶瓷球的球度不超過0. 07微米，表面粗糙度不超過0. 008微米。本發(fā)明所述氮化硅增韌陶瓷球的制備方法優(yōu)選所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成^ -Si3N470% 80%SiC 晶須15% 25% 燒結(jié)助劑5% 10%。本發(fā)明所述氮化硅增韌陶瓷球的制備方法優(yōu)選優(yōu)選所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分t匕，由下述組分組成旦-Si3N475%SiC 晶須20%燒結(jié)助劑5%。本發(fā)明所述氮化硅增韌陶瓷球的制備方法優(yōu)選所述燒結(jié)助劑，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成Al2O360%MgO20%Y2O320%。本發(fā)明所述氮化硅增韌陶瓷球的制備方法進一步優(yōu)選下述技術(shù)方案一種氮化硅增韌陶瓷球的制備方法，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(T200目篩，將過篩后的粉料置于球磨機中，于300 360r/min的速度球磨6h IOh ；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)常壓下，將粉料置于模具中，在燒結(jié)爐中以6(T80°C /min的速度升溫至16000C 1800°C，保溫0. 5h 2h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫；④研磨拋光將陶瓷球首先進行研磨加工，隨后將進行研磨加工后的工件進行拋光，陶瓷球的球度不超過0. 07微米，表面粗糙度不超過0. 008微米。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供一種氮化硅增韌陶瓷球的制備方法，包括陶瓷原料制備、制坯成形、燒結(jié)和研磨拋光的步驟，所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成P -Si3N4 :65% 85%，SiC晶須10% 25%，燒結(jié)助劑5% 10%。該制備方法可以實現(xiàn)在常壓下燒結(jié)氮化硅陶瓷球，同時步驟簡單、方便易行。利用該方法制備的強度高、致密性好、韌性明顯提高，且耐高溫和耐磨優(yōu)異，可廣泛用作軸承的滾動體。
具體實施例方式下述非限制性實施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
實施例1①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中，于300 360/min的速度球磨6h 10h,所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成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)常壓下，將粉料置于模具中，在燒結(jié)爐中以80°C /min的速度升溫至1700°C，保溫lh，停止加熱后隨爐冷卻至室溫；④研磨拋光將陶瓷球首先進行研磨加工，隨后將進行研磨加工后的工件進行拋光，陶瓷球的球度O. 05微米，表面粗糙度O. 005微米。β -Si3N4 SiC 晶須燒結(jié)助劑所述燒結(jié)Al2O3MgOY2O3
所述燒結(jié)助劑，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成
60%20%20% ο
20%5%。
權(quán)利要求
1.一種氮化硅增韌陶瓷球的制備方法，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)常壓下，將粉料置于模具中，在燒結(jié)爐于1600°C 1800°C，保溫O.5tT2h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫； ④研磨拋光將所得陶瓷球進行研磨和拋光； 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 β -Si3N465%"85% SiC晶須10% 25% 燒結(jié)助劑5% 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述燒結(jié)助劑選自A1203、MgO、Y2O3>ZrO2中的至少一種。
3.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中，于30(T360r/min的速度球磨6h IOh。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟③按下述工藝進行常壓下，將粉料置于模具中，在燒結(jié)爐中以6(T80°C /min的速度升溫至1600°C 1800°C，保溫O.5tT2h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫。
5.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟④，按下述方法進行將陶瓷球首先進行研磨加工，隨后將進行研磨加工后的工件進行拋光，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。
6.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 β -Si3N470% 80% SiC晶須15% 25% 燒結(jié)助劑5% 10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括下述工藝步驟 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中，于300 360r/min的速度球磨6h IOh ； 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)常壓下，將粉料置于模具中，在燒結(jié)爐中以6(T80°C/min的速度升溫至16000C 1800°C，保溫O. 5h 2h，停止加熱后隨爐冷卻至室溫； ④研磨拋光將陶瓷球首先進行研磨加工，隨后將進行研磨加工后的工件進行拋光，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)明涉及一種氮化硅增韌陶瓷球的制備方法，屬于陶瓷制備領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種氮化硅增韌陶瓷球的制備方法，包括陶瓷原料制備、制坯成形、燒結(jié)和研磨拋光的步驟，所述陶瓷原料，按質(zhì)量百分比，由下述組分組成β-Si3N465%~85%，SiC晶須10%~25%，燒結(jié)助劑5%~10%。該制備方法可以實現(xiàn)在常壓下燒結(jié)氮化硅陶瓷球，同時步驟簡單、方便易行。利用該方法制備的強度高、致密性好、韌性明顯提高，且耐高溫和耐磨優(yōu)異，可廣泛用作軸承的滾動體。
文檔編號C04B35/81GK103011873SQ20121049663
公開日2013年4月3日 申請日期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, 甄恒洲 申請人:大連大友高技術(shù)陶瓷有限公司