快速熔斷器陶瓷件及其制備方法技術

?本發明專利技術涉及一種快速熔斷器陶瓷零件及其制備方法。其原料組成為：α－Ａｌ２Ｏ３微粉６０－７０％，蘇州土２０－３０％、膨潤土２－６％、方解石２－６％、碳酸鋇３－８％、生滑石１－５％，外加上述原料總重３－５％的聚乙烯醇、３－５％的六偏磷酸納以及８０－８５％的水。制備方法包括球磨、造粒、成型、素燒、鉆孔攻絲、燒制等步驟，成型時采用自動雙面壓力機壓制，壓力為６－７ＭＰａ，保壓４－７秒，得到密度為１．９－２．０?ｇ／ｃｍ３的毛坯；燒制時將毛坯裝爐，加熱至１４２０℃，保溫３ｈ，冷卻出窯。本發明專利技術產品抗張壓力４０－４１ＭＰａ、密度３．０－３．１０ｇ／ｃｍ３。本發明專利技術產品可代替檔次較高的Ａ－９５陶瓷；和熱壓鑄法相比本發明專利技術的成品率達９５％以上，成本較低，適用范圍廣，具有較好的經濟和社會效益。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種中低壓快速熔斷器配件，特別是涉及一種快速熔斷器陶瓷零件及 其制備方法。
技術介紹
中低壓快速熔斷器作為一種短路保護器，應用相當廣泛，其中陶瓷絕緣外殼是該 產品的主要零部件，由于該陶瓷件多為方形，表面有導線孔及多個螺絲裝配孔。多年來，瓷 件生產一直采用傳統的熱壓鑄成型或干壓一次成型工藝。熱壓鑄成型外觀粗糙，產品成品 率低下，且生產成本很高，收縮不穩定，質量無法保證；干壓一次成型工藝雖然在熱壓鑄成 型的基礎上進行了改進，但由于產品結構更新換代非常頻繁，其使用的模具為一次成型模 具，即模具上帶有8-16條螺絲，壓制成型后打開模具，松開所有螺絲才能使產品脫模，其工 藝上模具投入較多，在壓力下螺絲變形嚴重，導致螺絲更換很頻繁，同時生產效率低，投入 成本較高，大多數環節靠手工作業，不適合批量化生產。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題提供一種性能較好、成本低、成品率高的快速熔斷器陶 瓷件；還提供一種干法成型、省時省力、能耗低的快速熔斷器陶瓷件的制備方法。本專利技術的技術方案一種快速熔斷器用陶瓷件，由下述重量百分比的原料組成主料α -Al2O3微粉60-70%， 輔料蘇州土 20-30%、膨潤土 2-6%、方解石2-6%、碳酸鋇3_8%、生滑石1_5%，主料、輔料總重 100%，外加上述主料、輔料總重3-5%的聚乙烯醇溶液、3-5%的六偏磷酸納以及80-85%的水。所述原料優選為α -Al2O3微粉63-65%、蘇州土 22_24%、膨潤土 2_4%、方解石 2-4%、碳酸鋇3-6%、生滑石1-3%。所述α -Al2O3微粉粒度為5-10微米，蘇州土粒度60微米，膨潤土粒度60_80微 米，方解石粒度60-80微米，碳酸鋇粒度60-80微米，生滑石粒度60-80微米。所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的質量濃度為6_10%。所述的快速熔斷器陶瓷件的制備方法包括以下步驟(1)球磨稱取原料，將50%的α-Al2O3微粉主料投入球磨機，然后投入輔料蘇州土、膨 潤土、方解石、碳酸鋇、生滑石及聚乙烯醇溶液、六偏磷酸納，再投入剩余主料，加水球磨，球 磨至漿料粒度D5tl值為3. 5-4. 5微米；(2)造粒將漿料過濾、除鐵后噴霧造粒，干燥后造粒粉含水量控制在0.8-1. 0%以下；(3)成型向所述造粒粉加入相對于所述主料、輔料總重0.4-0. 5%的硬脂酸鎂，均勻混 合30-40min，加入硬質合金模具，采用自動雙面壓力機壓制，壓力為6_7MPa，保壓4_7秒，得 到密度為1. 9-2. 0 g/cm3的毛坯；(4)素燒將所述毛坯裝爐，加熱至950°C燒制，保溫Ih冷卻出爐；3(5)鉆孔攻絲在鉆機機臺上固定90°定位板，將毛坯放在定位板上，采用多軸聯動鉆 孔攻絲機，一次鉆出攻出毛坯上的所有絲孔；(6)燒制將毛坯裝爐，加熱至1420°C，保溫3h，冷卻出窯。所述球磨時球磨機轉速為15-17r/min，球磨時間16_20h。所述造粒時造粒塔進口溫度為390-400°C，出口溫度為65_75°C。 所述素燒時溫度曲線設計為毛坯由室溫經Ih升溫至300°C，經2h升溫至600°C， 經3h升溫至950°C，950°C保溫Ih ；然后經3h降溫至600°C，自然冷卻至300°C。所述燒制時溫度曲線設計為毛坯由室溫經3h升溫至300°C，經2h升溫至600°C， 再經3h升溫至950°C，950°C保溫Ih ；經3h升溫至1420°C，在1420°C保溫3h ；然后經5h降 溫至950°C，經3h降溫至650°C，然后自然冷卻至300°C。本專利技術的積極有益效果(1)本專利技術產品性能好。采用球磨造粒制備原料，配方合理，用量考究。產品抗張壓力 40-41 10^，密度3.0-3. 10 g/cm3，性能優于同類產品。(2)本專利技術產品的成品率較高。采用自動雙面壓機壓制成型，精度高，速度快，能連 續作業，成型時向原料中加入適量脫模劑硬脂酸鎂，壓出的毛坯強度高，表面光滑無缺陷， 經脫水素燒后適合任何位置的打孔攻絲等機械加工；同時獨特的配方使得毛坯的燒結面較 寬，收縮率較小，燒結過程中不開裂、不變形，收縮一致性好，成品率可達95%以上，而傳統 熱壓鑄工藝的成品率僅為30-60%。(3)本專利技術工藝成本較低。本專利技術干壓成型時毛坯不用手工打磨修坯，一次完成， 節省大量人工投入；而熱壓鑄法則需要在成型和脫蠟后進行打磨修光毛坯，費時費工。本專利技術工藝能耗較低。以2M3梭式爐為例，干壓成型后素燒僅需IOh左右，每窯用 氣量為300M3 ；而熱壓鑄每窯脫蠟素燒需要48h，每窯用氣量為800M3 ；同時，干壓毛坯件重疊 裸裝素燒，毛坯裝載量每窯可達3500件左右；而熱壓鑄必須將毛坯裝在匣缽里的吸附劑里 進行(吸附劑為一種工業氧化鋁粉，用于吸收毛坯脫出的石蠟，并在高溫下揮發)，同樣的窯 爐每窯只能裝入不足500件毛坯。可見，本專利技術的動力成本優勢較大，整體能耗較低。(4)本專利技術方法和傳統的熱壓鑄成型工藝相比，產品干壓后外形規整，變形量較 小，無顯氣孔，無雜質，模具可一模多用；而熱壓鑄產品氣孔率較高，外表不美觀，抗張壓力 小且工藝復雜、流程長，易混入雜質，并且模具固定。( 5 )由于采用獨特配方及燒結工藝，其產品性能指標已達到較高水平，在熔斷器領 域，完全可代替目前檔次較高的A-95陶瓷，生產成本明顯降低。(6)本專利技術的產品性能較好，成本低，適用范圍廣，具有較好的經濟和社會效益。具體實施例方式實施例1 一種快速熔斷器陶瓷件，由下述重量百分比的原料組成 α -Al2O3微粉60-70%、蘇州土 20_30%、膨潤土 2_6%、方解石2_6%、碳酸鋇3_8%、生滑石 1-5%，上述原料總重為100%，外加占上述原料總重3-5%的聚乙烯醇溶液、3-5%的六偏磷酸 納、80-85%的水。其中聚乙烯醇溶液質量濃度為6-10%。粒度要求主料α -Al2O3微粉5-10微米，輔料蘇州土 60微米，其余輔料如膨潤土、 方解石、碳酸鋇、生滑石粒度均為60-80微米。快速熔斷器陶瓷件的制備方法，包括以下步驟4(1)球磨按配比稱取原料，先將50%的α-Al2O3主料投入球磨機，投入輔料(蘇州土、 膨潤土、方解石、碳酸鋇、生滑石)及聚乙烯醇溶液、六偏磷酸納，再投入剩余主料，加水球磨 16-20h,球磨機轉速15-17r/min,球磨時料水磨球的比為1 0. 8 2. 5，漿料粒度D50值為 3. 5-4. 5 微米；(2)造粒將漿料過濾、除鐵后進行干燥，造粒塔進口溫度為390-400°C，出口溫度為 65-75°C，干燥后得到的造粒粉含水率控制在0. 8-1. 0% (質量)；(3)成型向造粒粉中加入相對于主料、輔料總量0.4-0.5%的硬脂酸鎂，混合 30-40min，加入硬質合金模具入模，采用自動雙面壓力機壓制，壓力為6_7MPa，保壓4_7秒， 得到密度為1. 9-2. 0 g/cm3的毛坯；(4)素燒將毛坯裝爐，加熱至950°C燒制，保溫Ih后冷卻出爐；素燒溫度設計由室溫經Ih升溫至300°C，經2h升溫至600°C，經3h升溫至950°C， 950°C保溫Ih ；然后經3h降溫至600°C，最后自然冷卻至300°C ；(5)鉆孔攻絲在鉆機機臺上固定90°定位板，將毛坯放本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種快速熔斷器用陶瓷件，其特征在于：由下述重量百分比的原料組成：主料α－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］微粉６０－７０％，輔料蘇州土２０－３０％、膨潤土２－６％、方解石２－６％、碳酸鋇３－８％、生滑石１－５％，主料、輔料總重１００％，外加上述主料、輔料總重３－５％的聚乙烯醇溶液、３－５％的六偏磷酸納以及８０－８５％的水。

【技術特征摘要】
一種快速熔斷器用陶瓷件，其特征在于由下述重量百分比的原料組成主料α Al2O3微粉60 70%，輔料蘇州土20 30%、膨潤土2 6%、方解石2 6%、碳酸鋇3 8%、生滑石1 5%，主料、輔料總重100%，外加上述主料、輔料總重3 5%的聚乙烯醇溶液、3 5%的六偏磷酸納以及80 85%的水。2.根據權利要求1所述的快速熔斷器陶瓷件，其特征在于所述原料優選為α-Al2O3 微粉63-65%、蘇州土 22-24%、膨潤土 2_4%、方解石2_4%、碳酸 鋇3_6%、生滑石1_3%。3.根據權利要求1或2所述的快速熔斷器陶瓷件，其特征在于所述α-Al2O3微粉粒 度為5-10微米，蘇州土粒度60微米，膨潤土粒度60-80微米，方解石粒度60-80微米，碳酸 鋇粒度60-80微米，生滑石粒度60-80微米。4 根據權利要求1或2所述的快速熔斷器陶瓷件，其特征在于所述聚乙烯醇溶液中 聚乙烯醇的質量濃度為6-10%。5.一種權利要求1所述的快速熔斷器陶瓷件的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)球磨稱取原料，將50%的α-Al2O3微粉主料投入球磨機，然后投入輔料蘇州土、膨 潤土、方解石、碳酸鋇、生滑石及聚乙烯醇溶液、六偏磷酸納，再投入剩余主料，加水球磨，球 磨至漿料粒度D5tl值為3. 5-4. 5微米；(2)造粒將漿料過濾、除鐵后噴霧造粒，干燥后造粒粉含水量控制在0.8-1. 0%以下；(3)成型向所述造粒粉加入相對...

【專利技術屬性】
技術研發人員：全建軍，黃懷岐，宋建生，白周喜，趙天亮，張新鵬，
申請(專利權)人：河南省耕生高溫材料有限公司，
類型：發明
國別省市：41[中國|河南]