用于烧结的陶瓷垫片及其成型模具和烧结生坯组件的制作方法

1.本实用新型属于烧结技术领域，涉及一种用于烧结法制备薄片状结构的陶瓷垫片及其成型模具和烧结生坯组件。


背景技术：

2.陶瓷材料和粉末冶金材料的制备过程包括片状坯料烧结过程，该烧结过程将片状坯料置于高温炉内进行烧结。所述高温炉腔体一般为四方形，高温炉内发热体位于腔体的四周，烧结过程中，热量由发热体往炉膛中间扩散传导，炉内温度会存在一定的温度梯度，温度梯度的差异由炉膛尺寸决定。
3.然而，当片状坯料通过层层叠放的方式摆放在高温炉腔体内部时，由于片状坯料相互叠摞，其芯部被与之相邻的片状坯料覆盖，从而导致片状坯料的芯部与边缘受热作用不一致，进而造成烧结后的片状材料的边缘与芯部致密化程度不一致，性能不均匀。对于一些厚度较厚或者强度较高的片状坯料，大多采用错位摆放的方式解决热传导不均匀的问题。但是对于厚度低于2 mm的薄片状坯料，由于烧结过程中体积收缩较大的陶瓷片或者烧结过程中易发生软化的粉末冶金材料，用错位摆放的烧结方式烧结时，若一次烧结量较大，下层片状结构所受的重力作用较大，易发生异常形变甚至损坏，对于此类产品的烧结，一次烧结的产品量不宜过多，影响生产效率和高温炉设备利用率。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型确有必要提供一种用于烧结的陶瓷垫片及其成型模具和烧结生坯组件，以解决薄片状烧结工件在采用层层叠放方式烧结时导致的热量传导不均匀的问题，也能保证每个烧结工件之间的支撑力。
5.以此，本实用新型提供一种用于烧结的陶瓷垫片，包括陶瓷垫片本体，总体成花瓣形，所述陶瓷垫片本体由位于中间的芯部和从所述芯部向外辐射的多个花瓣片组成，所述花瓣片均匀分布在所述芯部周围，且相邻的花瓣片间隔设置。
6.基于上述，所述花瓣片与所述芯部同心设置。
7.基于上述，所述芯部半径为所述陶瓷垫片半径的2/5～1/6。优选地，所述芯部半径为所述陶瓷垫片半径的2/5、1/3、1/4、1/5、1/6。如此，以保证相邻花瓣片之间的间隔足够大。
8.基于上述，所述花瓣片包括相对设置的外边和内边，所述外边与所述芯部相对设置，所述内边为所述花瓣片与所述芯部的交界边，所述外边的边长大于所述内边的边长。如此，有利于烧结时的热量传导。其中，所述外边可以为弧形、直线形或多边形。相邻的花瓣片间隔设置形成有间隙，该间隙为三角形或梯形。
9.基于上述，所述花瓣片的数量至少为3个。优选地，所述陶瓷垫片中的花瓣片的数量为3、4、5或6个。
10.基于上述，所述陶瓷垫片的厚度为2～3 mm。所述陶瓷垫片的材质为不与烧结工件
发生化学反应的耐高温的陶瓷材料，如与烧结工件同类材质或稳定性较好的氧化铝材质。如此，以保证烧结过程中，陶瓷垫片的使用不会给烧结工件生坯带来污染。
11.本实用新型还提供一种烧结生坯组件，包括两个烧结工件生坯和上述陶瓷垫片，所述陶瓷垫片层叠夹设在两个所述烧结工件生坯之间。
12.基于上述，所述陶瓷垫片的外径与所述烧结工件生坯的外径相当，如此，以保证陶瓷垫片可以起到有效地支撑烧结工件生坯的作用。
13.本实用新型还提供一种用于制作上述陶瓷垫片的成型模具，包括：底座、阴模和上压头，其中，所述底座包括一平面凸台；所述阴模的中心开设有上述陶瓷垫片形上槽体和圆形下槽体，所述圆形下槽体与所述平面凸台配合；所述上压头为与所述阴模相配合的上述陶瓷垫片形压头，所述底座、阴模和上压头配合形成一陶瓷垫片形密封腔，该陶瓷垫片形密封腔用于装上述陶瓷垫片的烧结原料。优选地，所述陶瓷垫片的烧结原料为陶瓷粉。
14.基于上述成型模具，还包括与所述阴模相匹配的环形脱模套，该环形脱模套的外径与所述阴模的外径一致，所述环形脱模套的内径大于所述陶瓷垫片的外径。
15.本实用新型提供的上述用于烧结的陶瓷垫片包括陶瓷垫片本体，所述陶瓷垫片本体由位于中间的芯部和从所述芯部向外辐射的多个花瓣片，所述花瓣片均匀分布在所述芯部周围，且相邻的花瓣片间隔设置，结构比较简单，而且还可以辅助叠摞的烧结工件之间分层透气，辅助热量传导，保证烧结过程中的温度均匀性，以解决薄片状烧结工件在采用层层叠放方式烧结时导致的热量传导不均匀的问题；所述陶瓷垫片经过烧结处理使得具有足够的强度，能保证每个烧结工件之间的支撑力，防止烧结工件异常形变甚至损坏。
16.本实用新型还提供一种烧结生坯组件，其中的陶瓷垫片层叠夹设在相邻的两个烧结工件生坯之间，陶瓷垫片中相邻的花瓣片之间的间隙能够减少叠摞的烧结工件生坯的覆盖面积，为相邻的烧结工件生坯提供足够的间隙，有助于热量传导能够有效进入到烧结工件生坯的芯部，从而保证烧结工件烧结过程中，热量的均匀传导，保证烧结工件烧结的均匀性。
17.本实用新型提供的上述成型模具中的阴模和上压头都具有上述陶瓷垫片的形状，使得所述底座、阴模和上压头配合形成一陶瓷垫片形密封腔，该陶瓷垫片形密封腔用于装上述陶瓷垫片的烧结原料；所以，采用该成型模具可以制得陶瓷垫片生坯，该陶瓷垫片生坯经烧结后即可制得上述陶瓷垫片，从而使得陶瓷垫片的制作工艺比较简单，易于实现；而且上述成型模具的结构也比较简单。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例一提供的陶瓷垫片的俯视图。
19.图2是图1所示的陶瓷垫片的侧视图。
20.图3是本实用新型实施例二提供的烧结工件组件的结构示意图。
21.图4是本实用新型实施例三提供的陶瓷垫片成型模具的离体爆炸图。
22.图5是图4所示的陶瓷垫片成型模具的使用过程图。
23.其中，以上各图中的符合代表：1 陶瓷垫片、12 芯部、14 花瓣片、15 外边、16 间隙、2 上压头、3 阴模、32 上槽体、34 下槽体、4 底座、42 平面凸台、5 脱模套、6 高温炉腔、7 陶瓷片生坯、8 陶瓷垫片生坯。
具体实施方式
24.下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
25.实施例一
26.请参阅图1及图2，本实施例提供一种用于烧结的陶瓷垫片1，该陶瓷垫片1整体上呈花瓣形，厚度约为2～3 mm。所述陶瓷垫片1包括陶瓷垫片本体，该陶瓷垫片本体是由位于中间的芯部12和从所述芯部12向外辐射的五个花瓣片14组成的一体结构。所述花瓣片14与所述芯部12同心设置，且五个花瓣片14的外边15位于同一圆周上。所述花瓣片14均匀分布在所述芯部12周围，且相邻的花瓣片14间隔设置形成间隙16。每个花瓣片14整体呈梯形，且包括相对设置的外边15和内边，所述外边15与所述芯部相对设置，所述内边为所述花瓣片14与芯部12的交界边，所述外边15的边长大于所述内边的边长，所述外边15为弧形边。每个间隙16整体上呈三角形。所述芯部12的半径为所述陶瓷垫片半径的1/4。所述陶瓷垫片1的材质与烧结工件的材质类似，以保证烧结过程中，陶瓷垫片1的使用不会给烧结工件带来污染。在其他实施例中，所述陶瓷垫片1的材质还可以是稳定性较好的氧化铝。
27.因此，本实用新型提供的上述陶瓷垫片不但结构比较简单，而且还能减少叠摞的烧结工件与陶瓷垫片1的接触面积，增加分层透气性，辅助热量传导，保证烧结过程中的温度均匀性；所述陶瓷垫片经过烧结处理使得具有足够的强度，能保证每个烧结工件之间的支撑力，防止烧结工件异常形变甚至损坏。
28.实施例二
29.请一并参阅图3，本实施例提供一种烧结生坯组件，该烧结生坯组件至于高温炉腔6内，包括多个陶瓷片生坯7和多个陶瓷垫片1，所述陶瓷垫片1层叠夹设在相邻的两个陶瓷片生坯7之间，所述陶瓷垫片1的芯部12的中心与其相邻的陶瓷片生坯7的中心保持在同一直线上，所述陶瓷垫片1的外径与所述陶瓷片生坯7的外径大小一致。所述陶瓷垫片1的表面平整，以保证与陶瓷片生坯7叠摞时平稳不易倾。
30.实施例三
31.请一并参阅图4和图5，本实施例提供一种用于制作上述陶瓷垫片1的成型模具，包括上压头2、阴模3、底座4及脱模套5。其中，所述底座4包括一平面凸台42。所述阴模3的中心开设有上槽体32和下槽体34。所述下槽体34为5 mm高的圆环形槽体，并与所述平面凸台42相匹配。所述上槽体32的形状与所述陶瓷垫片1的形状相同。所述上压头2为所述陶瓷垫片1的形状相同的压头。所述底座4、阴模3和上压头2相互配合形成一陶瓷垫片形密封腔，该陶瓷垫片形密封腔用于装陶瓷垫片1的烧结原料，本实施例中，所述陶瓷垫片1的烧结原料为陶瓷粉。所述脱模套5为环形模具，其外径与所述阴模3的外径一致，其内径大于所述陶瓷垫片1。
32.利用上述成型模具可以制作陶瓷垫片1的生坯，具体步骤为：
33.先将底座4与阴模3配合形成一个底部密封的腔体，将陶瓷垫片1的烧结原料陶瓷粉料装入该腔体内，将上压头2放入阴模3并用脱模套5均匀敲击上压头2，保证陶瓷粉料在模具腔体内铺平以及上压头2放平；
34.给上压头2施加压力并保压一段时间，压制完毕后，将模具倒置，取下底座4，将脱模套5放置在阴模3上面，并保证摆放平整；
35.给脱模套5施加压力直至上压头2将压制好的陶瓷垫片生坯顶出阴模3为止，取下
脱模套5，取出压制成型的陶瓷垫片生坯8即可。该陶瓷垫片生坯8经过烧结处理即制得上述陶瓷垫片。
36.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：
1.一种用于烧结的陶瓷垫片，其特征在于：包括陶瓷垫片本体，该陶瓷垫片本体由位于中间的芯部和从所述芯部向外辐射的多个花瓣片组成，所述花瓣片均匀分布在所述芯部周围，且相邻的花瓣片间隔设置。2.根据权利要求1所述的陶瓷垫片，其特征在于：所述花瓣片与所述芯部同心设置。3.根据权利要求2所述的陶瓷垫片，其特征在于：所述芯部半径为所述陶瓷垫片半径的2/5～1/6。4.根据权利要求2所述的陶瓷垫片，其特征在于：所述花瓣片包括相对设置的外边和内边，所述外边与所述芯部相对设置，所述内边为所述花瓣片与所述芯部的交界边，所述外边的边长大于所述内边的边长。5.根据权利要求1～4任一项所述的陶瓷垫片，其特征在于：所述花瓣片的数量至少为3个。6. 根据权利要求1～4任一项所述的陶瓷垫片，其特征在于：所述陶瓷垫片的厚度为2～3 mm，且所述陶瓷垫片的材质与烧结工件同类材质或氧化铝材质。7.一种烧结生坯组件，其特征在于：包括两个烧结工件生坯和权利要求1～6任一项所述的陶瓷垫片，所述陶瓷垫片层叠夹设在两个所述烧结工件生坯之间。8.根据权利要求7所述的烧结生坯组件，其特征在于：所述陶瓷垫片的外径与所述烧结工件生坯的外径相当。9.一种用于制作权利要求1～6任一项所述的陶瓷垫片的成型模具，其特征在于：包括底座、阴模和上压头，其中，所述底座包括一平面凸台；所述阴模的中心开设有上槽体和圆形下槽体，所述上槽体的形状与所述陶瓷垫片的形状相同，所述圆形下槽体与所述平面凸台配合；所述上压头具有与所述陶瓷垫片形状相同的压头；所述底座、阴模和上压头相互配合形成一密封腔，该密封腔的形状与所述陶瓷垫片的形状相同，所述密封腔用于装陶瓷垫片的烧结原料。10.根据权利要求9所述的成型模具，其特征在于：还包括与所述阴模相匹配的环形脱模套，该环形脱模套的外径与所述阴模的外径一致，所述环形脱模套的内径大于所述陶瓷垫片的外径。

技术总结
本实用新型提供了一种用于烧结的陶瓷垫片，包括陶瓷垫片本体，该陶瓷垫片本体由位于中间的芯部和从所述芯部向外辐射的多个花瓣片组成，所述花瓣片均匀分布在所述芯部周围，且相邻的花瓣片间隔设置。本实用新型提供一种烧结生坯组件，其中的陶瓷垫片层叠夹设在两个所述烧结工件生坯之间。上述陶瓷垫片能够减少叠摞的烧结工件生坯的覆盖面积，辅助叠摞的烧结工件之间分层透气，辅助热量传导，保证烧结过程中的温度均匀性，同时能防止烧结工件异常形变甚至损坏；同时结构简单。本实用新型提供了一种成型模具，其中的底座、阴模和上压头相互配合形成一密封腔，该密封腔的形状与上述陶瓷垫片的形状相同，使陶瓷垫片的制作工艺比较简单，易于实现。易于实现。易于实现。


技术研发人员：刘明明 李康 王丽 王彬彬
受保护的技术使用者：富耐克超硬材料股份有限公司
技术研发日：2022.11.29
技术公布日：2023/7/20