专利名称：粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及ー种粉末冶金真空烧结炉中使用的承烧板。
背景技术：
随着粉末冶金工业的蓬勃发展，在粉末冶金行业的各个领域内，譬如金属注射成型生产不锈钢粉末冶金制品，陶瓷行业生产氧化锆陶瓷制品，都要用到承烧板。现有エ艺制造的承烧板材质主要是刚玉-莫来石，但由于其配方的化学组成的根本原因，导致存在着以下几方面的缺陷其一，单纯的刚玉-莫来石材质，其导热系数很低，导致承烧板上摆放的粉末冶金产品受热不均匀，从而导致烧结温度的不一致，最終表现在产品尺寸波动性比较大；其ニ，由于配方中加入了粘土，从而引入了若干氧化物杂质，这些杂质在粉末冶金产 品烧结过程中呈现一定的活性，从而跟产品发生一定的反应，导致粘板、变形和尺寸波动大的不良后果；其三，现有承烧板在压制、烧结和矫形等生产过程中，成品率比较低；其四，现有承烧板在使用过程中，由于抗热震性能不足，导致使用次数比较低，仅在50至80次左右。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供ー种具有较高导热系数、使用寿命长并且能够保障粉末冶金制品质量的粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是ー种粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板，包括烧结为一体的刚玉-莫来石基体板和金属附着板，所述刚玉-莫来石基体板和所述金属附着板之间设有过渡层；按照重量份，所述刚玉-莫来石基体板包括75份 90份的低钠刚玉，5份 15份高纯电熔莫来石，I份 5份的超活性微粉α -氧化铝，I份 5份的纳米SiO2,所述高纯电熔莫来石的纯度大于等于95% ;所述金属附着板包括微米级的低碳羰基铁粉；所述过渡层包括47. 5份 49. 5份的刚玉-莫来石基体板成分和47. 5份 49. 5份的低碳羰基鉄粉。作为ー种优选的技术方案，所述微米级的低碳羰基鉄粉中碳的重量百分比含量小于等于O. 05%。由于采用了上述技术方案，ー种粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板，包括烧结为一体的刚玉-莫来石基体板和金属附着板，所述刚玉-莫来石基体板和所述金属附着板之间设有过渡层；在刚玉-莫来石基体板上设置金属附着板，大大提高了导热效率；在刚玉-莫来石基体板和金属附着板之间设有过渡层，提高了刚玉-莫来石基体板和金属附着板之间的粘着力，提高了成品率；该复合承烧板中不含有粘土成分，不会对粉末冶金产品造成影响；该复合承烧板的抗热震性能非常好，延长了使用寿命。本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种能够制造具有较高导热系数、使用寿命长并且在烧结过程中不会与粉末冶金产品发生不良化学反应的粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是ー种粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板的制造方法，包括如下步骤
步骤一，配料
①刚玉-莫来石基体板的原料重量份为低钠刚玉占75份 90份，高纯电熔莫来石占5份 15份，超活性的微粉α -氧化铝占I份 5份，纳米SiO2占I份 5份，所述高纯电熔莫来石的纯度大于等于95% ；
②金属附着板的原料包括95份 99份的微米级的低碳羰基鉄粉和I份 5份的成型
剂；
③位于刚玉-莫来石基体板和金属附着板之间的过渡层，采用47.5份 49. 5份的刚玉-莫来石基体板原料、47. 5份 49. 5份的低碳羰基铁粉和I份 5份的成型剂混合而 成；
步骤ニ，混料
τ将刚玉-莫来石基体板的原料按照上述配比混合均匀；
②金属附着板原料的混料方式，首先用水把成型剂溶解，然后把成型剂溶液和金属附着板其他原料粉末混合均匀，然后依次干燥、过筛和制粒；
③过渡层原料的混料方式，首先用水把成型剂溶解，然后把成型剂溶液和过渡层其他原料粉末混合均匀，然后依次干燥、过筛和制粒；
步骤三，压制
①采用油压机把制粒后的过渡层混合料压制成长50毫米，宽50毫米，厚I 2毫米的过渡层压制毛坯；
②采用油压机把四块过渡层压制毛坯跟刚玉-莫来石基体板的粉末压制成长100毫米，宽100毫米,厚3 5毫米的基体板压制毛还；
③采用油压机把制粒后的金属附着板混合料压制成长100毫米,宽100毫米,厚I 2毫米的附着板压制毛坯；
步骤四，烧结
①把基体板压制毛坯用真空烧结炉在1700°C 1800°C的温度下进行烧结90 180分钟，制成基体板烧结毛坯；
②把基体板烧结毛坯和附着板压制毛坯用真空烧结炉在1200°C 1300°C的温度下进行烧结90 180分钟，制成复合承烧板毛坯；
步骤五，矫形
把复合承烧板毛坯用真空烧结炉在1000°C 1100°C的温度下进行矫形，从而制成复合承烧板，其平面度可控制在O. I毫米之内。作为ー种优选的技术方案，所述成型剂包括50%的聚こニ醇和50%的聚こ烯醇。作为ー种优选的技术方案，在所述步骤ニ中，采用“ V”型混合机和掺胶机。作为ー种优选的技术方案，在所述步骤ニ中，按照8:1的比例用水把成型剂溶解，然后把成型剂溶液和金属附着板其他原料粉末或者过渡层其他原料粉末加入到螺带式混料器中混合均匀。作为ー种优选的技术方案，在所述步骤ニ中，采用可倾式制粒机或振动筛制粒机对金属附着板的原料混合物和过渡层的原料混合物分别进行制粒。
作为ー种优选的技术方案，在所述步骤ニ中，将金属附着板的原料混合物和过渡层的原料混合物在90°C的干燥箱中干燥O. 8至I. 2小时。通过上述制造方法，可以制造出具有较高导热系数、使用寿命长并且能够保障粉末冶金制品质量的粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板。
以下附图仅g在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中， 附图是本发明实施例的结构示意 图中1_刚玉-莫来石基体板；2_过渡层；3_金属附着板。
具体实施例方式下面參照附图详细描述根据本发明的示例性实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予结构以及功能基本相同的组成部分，并且为了使说明书更加简明，省略了关于基本上相同的组成部分的冗余描述。实施例一
如附图所示，ー种粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板，包括烧结为一体的刚玉-莫来石基体板I和金属附着板3，所述刚玉-莫来石基体板I和所述金属附着板3之间设有过渡层2 ;按照重量份，所述刚玉-莫来石基体板I包括80份的低钠刚玉，15份高纯电熔莫来石，3份的超活性微粉α -氧化铝，2份的纳米SiO2 ;其中，所述低钠刚玉中Na2O的含量< O. 1%;所述高纯电熔莫来石的纯度大于等于95%，玻璃相的含量小于等于5% ；
所述金属附着板3包括微米级的低碳羰基鉄粉；其中，所述微米级的低碳羰基鉄粉中碳的重量百分比含量小于等于O. 05% ；
所述过渡层2包括48. 5份的刚玉-莫来石基体板I成分和48. 5份的低碳羰基鉄粉。超活性微粉α -氧化铝的粒度小(D50值小于O. 5 μ m),活性大，且颗粒形状好(近圆形)。普通α-氧化铝微粉的粒度大，D50值大于I. Oum;由于超活性微粉α _氧化铝粒度小，活性大，因而对产品可以起到降低烧成温度，提高产品高温性能指标的效果。目前，在超细粉体加工行业已基本形成的共识是纳米材料的粒度直径IOOnm以下；亚微米材料的粒度直径IOOnm I. O μ m ;微米材料的粒度直径I. O μ m 5. O μ m。所以，纳米SiO2是指粒度直径在IOOnm以下的SiO2材料。
在刚玉-莫来石基体板I上设置金属附着板3，大大提高了导热效率，弥补了刚玉-莫来石基体板I导热率不高的缺陷，解决了粉末冶金产品受热不均匀，从而导致烧结温度的不一致的技术问题，保证产品尺寸的一致性，提高了产品质量；在刚玉-莫来石基体板I和金属附着板3之间设有过渡层2，刚玉-莫来石基体板I的成分逐渐过渡到金属附着板3的成分，刚玉-莫来石基体板I、过渡层2和金属附着板3三者紧密结合，易于加工生产，提高了成品率；从上面的描述中可知，该复合承烧板中不含有粘土成分，不会对粉末冶金产品造成影响；该复合承烧板的抗热震性能非常好，延长了使用寿命。ー种粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板的制造方法，包括如下步骤
步骤一，配料
①刚玉-莫来石基体板I的原料重量份为低钠刚玉占80份，高纯电熔莫来石占15份，超活性的微粉α-氧化铝占3份，纳米SiO2占2份，所述高纯电熔莫来石的纯度大于等于95%，玻璃相的含量小于等于5% ；
②金属附着板3的原料包括97份的微米级的低碳羰基鉄粉和3份的成型剂；其中，所述成型剂包括50%的聚こニ醇和50%的聚こ烯醇，所述微米级的低碳羰基鉄粉中碳的重量百分比含量小于等于O. 05% ；
③位于刚玉-莫来石基体板I和金属附着板3之间的过渡层2，采用48.5份的刚玉-莫来石基体板I原料、48. 5份的低碳羰基鉄粉和3份的成型剂混合而成；
步骤ニ，混料
T采用“V”型混合机和掺胶机将刚玉-莫来石基体板I的原料按照上述配比混合均
匀； ②金属附着板3原料的混料方式，按照8:1的比例用纯净水把成型剂溶解，把成型剂溶液和金属附着板3其他原料粉末加入到螺带式混料器中混合均匀，接着在90°C的干燥箱中干燥I小时，然后过筛，最后用可倾式制粒机或振动筛制粒机对金属附着板3的原料混合物进行制粒；
③过渡层2原料的混料方式，按照8:1的比例用纯净水把成型剂溶解，然后把成型剂溶液和过渡层2其他原料粉末加入到螺带式混料器中混合均匀，接着在90°C的干燥箱中干燥I小时，然后过筛，最后用可倾式制粒机或振动筛制粒机对金属附着板3的原料混合物进行制粒；
步骤三，压制
①采用油压机把制粒后的过渡层2混合料压制成长50毫米，宽50毫米，厚I.5毫米的过渡层2压制毛坯；
②采用油压机把四块过渡层2压制毛坯跟刚玉-莫来石基体板I的粉末压制成长100毫米，宽100毫米，5毫米的基体板压制毛坯；
③采用油压机把制粒后的金属附着板3混合料压制成长100毫米，宽100毫米，厚I毫米的附着板压制毛坯；
步骤四，烧结
①把基体板压制毛坯用真空烧结炉在1800°C的温度下进行烧结120分钟，制成基体板烧结毛坯；
②把基体板烧结毛坯和附着板压制毛坯用真空烧结炉在1300°C的温度下进行烧结120分钟,制成复合承烧板毛坯；
步骤五，矫形
把复合承烧板毛坯用真空烧结炉在1100°C的温度下进行矫形30分钟，从而制成复合承烧板，其平面度可控制在O. I毫米之内。通过上述制造方法，在刚玉-莫来石基体板I上压制烧结过渡层2，然后再在过渡层2的外表面上烧结成型金属附着板3，三层紧密结合，设有金属附着板3的复合承烧板导热效率提高了，粉末冶金产品受热均匀，烧结温度的一致性好，保证了产品尺寸的一致性；而且金属附着板3还提高了复合承烧板的抗震能力。也就是说，利用上述制造方法，可以制造出具有较高导热系数、使用寿命长并且能够保障粉末冶金制品质量的粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板。实施例ニ 本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于
如附图所示，按照重量份，所述刚玉-莫来石基体板I包括75份的低钠刚玉，15份高纯电熔莫来石，5份的超活性微粉α -氧化招，5份的纳米Si02。所述过渡层2包括47. 5份的刚玉-莫来石基体板I成分和47. 5份的低碳羰基铁粉。ー种粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板的制造方法，包括如下步骤
步骤一，配料与实施例一的不同之处在于
①刚玉-莫来石基体板I的原料重量份为低钠刚玉占75份，高纯电熔莫来石占15份，超活性的微粉α -氧化铝占5份，纳米SiO2占5份；
②金属附着板3的原料包括95份的微米级的低碳羰基鉄粉和5份的成型剂；
③位于刚玉-莫来石基体板I和金属附着板3之间的过渡层2，采用47.5份的刚玉-莫来石基体板I原料、47. 5份的低碳羰基鉄粉和5份的成型剂混合而成；
步骤四，烧结与实施例一的不同之处在于
①把基体板压制毛坯用真空烧结炉在1800°C的温度下进行烧结90分钟，制成基体板烧结毛坯；
②把基体板烧结毛坯和附着板压制毛坯用真空烧结炉在1300°C的温度下进行烧结90分钟，制成复合承烧板毛坯。实施例三
本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于
如附图所示，按照重量份，所述刚玉-莫来石基体板I包括90份的低钠刚玉，5份高纯电熔莫来石，I份的超活性微粉α -氧化铝，I份的纳米Si02。所述过渡层2包括49. 5份的刚玉-莫来石基体板I成分和49. 5份的低碳羰基铁粉。ー种粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板的制造方法，包括如下步骤
步骤一，配料与实施例一的不同之处在于
①刚玉-莫来石基体板I的原料重量份为低钠刚玉占90份，高纯电熔莫来石占5份，超活性的微粉α -氧化铝占I份，纳米SiO2占I份；
②金属附着板3的原料包括99份的微米级的低碳羰基鉄粉和I份的成型剂；
③位于刚玉-莫来石基体板I和金属附着板3之间的过渡层2，采用49.5份的刚玉-莫来石基体板I原料、49. 5份的低碳羰基鉄粉和I份的成型剂混合而成；
步骤四，烧结与实施例一的不同之处在于
①把基体板压制毛坯用真空烧结炉在1800°C的温度下进行烧结180分钟，制成基体板烧结毛坯；
②把基体板烧结毛坯和附着板压制毛坯用真空烧结炉在1300°C的温度下进行烧结180分钟，制成复合承烧板毛坯。本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
权利要求
1.ー种粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板，其特征在于包括烧结为一体的刚玉-莫来石基体板和金属附着板，所述刚玉-莫来石基体板和所述金属附着板之间设有过渡层； 按照重量份，所述刚玉-莫来石基体板包括75份 90份的低钠刚玉，5份 15份高纯电熔莫来石，I份 5份的超活性微粉α -氧化铝，I份 5份的纳米SiO2,所述高纯电熔莫来石的纯度大于等于95%; 所述金属附着板包括微米级的低碳羰基鉄粉； 所述过渡层包括47. 5份 49. 5份的刚玉-莫来石基体板成分和47. 5份 49. 5份的低碳擬基铁粉。
2.如权利要求I所述的粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板，其特征在于所述微米级的低碳羰基鉄粉中碳的重量百分比含量小于等于O. 05%。
3.—种权利要求I所述的粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤 步骤一，配料 ①刚玉-莫来石基体板的原料重量份为低钠刚玉占75份 90份，高纯电熔莫来石占5份 15份，超活性的微粉α -氧化铝占I份 5份，纳米SiO2占I份 5份，所述高纯电熔莫来石的纯度大于等于95% ； ②金属附着板的原料包括95份 99份的微米级的低碳羰基鉄粉和I份 5份的成型剂； ③位于刚玉-莫来石基体板和金属附着板之间的过渡层，采用47.5份 49. 5份的刚玉-莫来石基体板原料、47. 5份 49. 5份的微米级的低碳羰基铁粉和I份 5份的成型剂混合而成； 步骤ニ，混料 X将刚玉-莫来石基体板的原料按照上述配比混合均匀； ②金属附着板原料的混料方式，首先用水把成型剂溶解，然后把成型剂溶液和金属附着板其他原料粉末混合均匀，然后依次干燥、过筛和制粒； ③过渡层原料的混料方式，首先用水把成型剂溶解，然后把成型剂溶液和过渡层其他原料粉末混合均匀，然后依次干燥、过筛和制粒； 步骤三，压制 ①采用油压机把制粒后的过渡层混合料压制成长50毫米，宽50毫米，厚I 2毫米的过渡层压制毛坯； ②采用油压机把四块过渡层压制毛坯跟刚玉-莫来石基体板的粉末压制成长100毫米，宽100毫米,厚3 5毫米的基体板压制毛还； ③采用油压机把制粒后的金属附着板混合料压制成长100毫米,宽100毫米,厚I 2毫米的附着板压制毛坯； 步骤四，烧结 ①把基体板压制毛坯用真空烧结炉在1700°C 1800°C的温度下进行烧结90 180分钟，制成基体板烧结毛坯； ②把基体板烧结毛坯和附着板压制毛坯用真空烧结炉在1200°C 1300°C的温度下进行烧结90 180分钟，制成复合承烧板毛坯；步骤五，矫形 把复合承烧板毛坯用真空烧结炉在1000°c 1100°c的温度下进行矫形20 40分钟，从而制成复合承烧板，其平面度可控制在O. I毫米之内。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述成型剂包括50%的聚こニ醇和50%的聚こ烯醇。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于在所述步骤ニ中，采用“V”型混合机和掺胶机。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于在所述步骤ニ中，按照8:1的比例用水把成型剂溶解，然后把成型剂溶液和金属附着板其他原料粉末或者过渡层其他原料粉末加入到螺带式混料器中混合均匀。
7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于在所述步骤ニ中，采用可倾式制粒机或振动筛制粒机对金属附着板的原料混合物和过渡层的原料混合物分别进行制粒。
8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于在所述步骤ニ中，将金属附着板的原料混合物和过渡层的原料混合物在90°C的干燥箱中干燥O. 8至I. 2小时。
全文摘要
本发明公开了一种粉末冶金真空烧结炉用复合承烧板及其制造方法，包括烧结为一体的刚玉-莫来石基体板和金属附着板，所述刚玉-莫来石基体板和所述金属附着板之间设有过渡层；在刚玉-莫来石基体板上设置金属附着板，大大提高了导热效率；在刚玉-莫来石基体板和金属附着板之间设有过渡层，提高了刚玉-莫来石基体板和金属附着板之间的粘着力，提高了成品率；该复合承烧板中不含有粘土成分，不会对粉末冶金产品造成影响；该复合承烧板的抗热震性能非常好，延长了使用寿命。
文档编号C04B35/66GK102692133SQ20121015167
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月16日 优先权日2012年5月16日
发明者王东 申请人:山东鼎成新材料有限公司