利用凝胶注模成型工艺制作氧化锆陶瓷手机后盖的方法与流程

文档序号:14190743阅读:573来源:国知局

本发明涉及到一种手机后盖的制作方法,尤其是指一种氧化锆陶瓷手机后盖制作方法,该种氧化锆陶瓷手机后盖制作方法是利用凝胶注模成型工艺制作氧化锆陶瓷手机后盖,主要用于氧化锆陶瓷手机后盖的制作加工,属于氧化锆陶瓷薄片制作技术领域。



背景技术:

随着智能手机的发展,对手机材料的要求也越来越高了,氧化锆陶瓷手机后盖由于其优异的性能,广受欢迎,但是由于成本较高、产能不足导致了普及障碍,其主要原因是氧化锆陶瓷手机后盖需要采用精密陶瓷加工工艺,其材料生产和加工工艺较为繁杂,通常包括几十道工序及无数种工艺控制和材料控制,主要包括上游的粉体材料、中游的成型/烧结、后加工等几个环节,每个环节都面临无数种方案可以选择;烧结后的后加工研磨处理只能是表面性能的改进,为保证产成品的尺寸、精度等指标,需要在材料、生瓷成型、烧结过程中考虑收缩性、一致性,需要反复实验和改进,这里面的技术诀窍构成了氧化锆陶瓷后盖制造的巨大难点。而现有的氧化锆陶瓷手机后盖制造中存在诸多不足:

(1)目前通常采用干压法或等静压法生产平板形状的氧化锆陶瓷块,再经过大量后续加工(cnc)成手机后盖,这两种方法成型的氧化锆陶瓷密度不均匀,强度低于凝胶注模法生产的氧化锆陶瓷,且干燥时间较长。

(2)现有的凝胶注模工艺的氧化锆陶瓷工艺普遍采用金属或塑料等材料制作不渗水的模具,采用这样的凝胶注模法生产氧化锆陶瓷瓷块,存在产品气孔多,生产效率低等缺点。

(3)现有的氧化锆陶瓷手机后盖烧结出来的坯料加工余量大,而氧化锆陶瓷本身的可加工性能不是很好,所以在后续对烧结成型的毛坯件进行研磨、抛光、钻孔等后处理加工环节中耗费的人力物力过大,且合格率低,导致成本上升。

这些问题的存在都会导致氧化锆陶瓷手机后盖的应用受限,因此很有必要对此加以改进。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道,与本发明有一定关系的专利主要有以下几个:

1、专利号为cn201510864223.7,名称为“一种基于凝胶注模工艺的氧化锆陶瓷工艺品制备方法”的发明专利,该专利公开了一种基于凝胶注模工艺的氧化锆陶瓷工艺品制备方法,包括如下步骤:提供钇稳定氧化锆粉体、氧化铝粉体、氮化硅粉体、分散剂、凝胶剂、脱模剂;将钇稳定四方相氧化锆粉体、氧化铝粉体、氮化硅粉体、分散剂和适量去离子水球磨后,制备得到陶瓷粉料悬浮物,调节陶瓷粉料悬浮物的ph为9~10;将陶瓷粉料悬浮物进行预热;将凝胶剂加热溶解得到凝胶剂溶液,趁热将凝胶剂溶液加入至预热的陶瓷粉料悬浮物中,搅拌混合,并进行除泡,得到陶瓷浆料;在模具内侧壁涂覆脱模剂后,向模具内注入陶瓷浆料,静置成型,脱模干燥后,得到工艺品生坯;将工艺品生坯进行煅烧,得到氧化锆陶瓷工艺品。

2、专利号为cn201510591221.5,名称为“具有无线充电功能的氧化锆陶瓷后盖及其制造方法”的发明专利,该专利公开了一种具有无线充电功能的氧化锆陶瓷后盖及其制造方法,所述氧化锆陶瓷后盖是由氧化锆陶瓷背板与涂覆在所述氧化锆陶瓷背板上的复合浆料共烧而获得的氧化锆陶瓷后盖,所述复合浆料经烧结形成与所述氧化锆陶瓷背板一体化的无线充电线圈,其中配制所述复合浆料的原料包括以重量百分比计的银粉70~80%、石墨烯2~5%、碳纳米管3~8%、玻璃粉15~20%。

3、专利号为cn94103126.8,名称为“一种制备氧化钇掺杂的氧化锆陶瓷微滤膜的溶胶凝胶法”的发明专利,该专利公开了一种制备氧化钇掺杂的氧化锆陶瓷微滤膜的溶胶凝胶法,采用溶胶凝胶法制备无机陶瓷膜,以zrocl2·8h2o和y2o3为起始原料配制成混合水溶液,以聚乙二醇为添加剂,以氨水使钇、锆共沉淀,以盐酸胶溶的方法制备含钇、锆的溶胶,涂敷在基底表面,在一定湿度下放置脱水干燥后,在炉中缓慢升温至460-850℃,保温1.5小时以上,随炉冷却,制得氧化钇掺杂的氧化锆固溶体陶瓷微滤膜,膜层均匀、孔径分布窄。

4、专利号为cn201310132631.4,名称为“一种凝胶注模用陶瓷浆料的流动性控制方法”的发明专利,该专利公开了一种凝胶注模用陶瓷浆料的流动性控制方法,包括以下操作:1)将甲醇或乙醇与质量浓度为15~20%苛性碱溶液按照质量比为(30~40):(60~70)的比例混合,得到腐蚀液;将利用光固化快速成形方法制备的光固化树脂模具浸泡在腐蚀液中,同时施加超声振动场,进行表面腐蚀处理,使光固化树脂模具表面粗糙度达到ra6以下;腐蚀完毕后将光固化树脂模具取出用水清洗干净并风干;2)制备粘度在0.4pa.s以下,固相体积分数不低于65%的凝胶注模用陶瓷浆料;3)将表面腐蚀处理后的光固化树脂模具放置在超声振动频率为30~40khz的超声振动场下,并施加振动频率为45~60hz的机械振动;将陶瓷浆料置于真空注型机内,施加相对真空度为0.08~0.09mpa的真空环境进行除气,使用加料机构将催化剂、引发剂先后加入陶瓷浆料中,搅拌均匀后开始注型,使陶瓷浆料完全填充入光固化树脂模具中。

上述这些专利虽然都涉及到凝胶注模成型的制作方法,但并未提出解决氧化锆陶瓷手机后盖问题的方法,因此氧化锆陶瓷手机后盖制造中存在的不足并没有得到解决,由于氧化锆陶瓷手机后盖是一种薄壁陶瓷件,简单采用前面所述的凝胶注模成型,尚不能解决上述手机后盖薄片类陶瓷制作所存在问题,因此仍有待进一步加以改进。



技术实现要素:

本发明的目的在于针对现有氧化锆陶瓷手机后盖制作过程中所存在的问题,提出一种新的氧化锆陶瓷手机后盖制造方法,该制造方法可以有效消除氧化锆陶瓷密度不均匀,干燥时间较长,产品气孔多,加工余量大,生产效率低等缺点。

为了达到这一目的,本发明提供了一种利用凝胶注模成型工艺制作氧化锆陶瓷手机后盖的方法,先将制作氧化锆陶瓷手机后盖的原料混合球磨,得到预混浆料,再在预混浆料中加入引发剂和催化剂,然后进行真空脱泡处理,得到陶瓷浆料;再将陶瓷浆料注入经过抽真空处理的微孔模具内,静置一段时间,使得微孔模具吸收坯体水分,然后脱模、干燥,得到较高强度的氧化锆陶瓷手机后盖生坯;再将氧化锆陶瓷手机后盖生坯经过冲压成型,得到具有所需形状的氧化锆陶瓷手机后盖冲压坯;最后将冲压坯经烧结后得到氧化锆陶瓷手机后盖;再经过cnc加工处理,得氧化锆陶瓷手机后盖成品。

进一步地,所述的再将陶瓷浆料注入经过抽真空处理的微孔模具内是先将微孔模具进行抽真空处理,再将经过真空脱泡处理的陶瓷浆料注入经过抽真空处理的微孔模具内,静置一段时间,使得微孔模具吸收坯体水分,然后脱模、干燥,得到较高强度的氧化锆陶瓷手机后盖生坯。

进一步地,所述的微孔模具为用微渗水材料制作的成型模具;微渗水材料为具有微渗水性的多孔材料,包括金属络合物型多孔材料、微孔树脂材料和微孔玻纤软管材料,透水率控制在0.10-0.13m3/m2s。

进一步地,所述的氧化锆陶瓷手机后盖的原料包括氧化锆陶瓷粉体、单体、交联体、分散剂和去离子水;氧化锆陶瓷粉体、单体、交联剂、分散剂、去离子水的配比为(重量份数):氧化锆陶瓷粉体100份、单体1-5份、交联体1-5份、分散剂1-5份、去离子水1-5份。

进一步地,所述的单体为有机单体溶液,氧化锆陶瓷粉体溶于有机单体溶液中所形成浆料,单体混合物聚合形成胶凝,浇注在模具中形成氧化锆陶瓷手机后盖坯料;

进一步地,所述的有机单体为有机聚合物单体,包括丙烯酰胺。

进一步地,所述的引发剂为过硫酸铵[(nh4)·s2o8];所述的催化剂为n、n`-四甲基乙二胺(temed)。

进一步地,所述的分散剂为有机碱四甲基氢氧化胺[(ch3)4noh,tmah]。

进一步地,所述的交联剂为有机过氧化物或水溶性共聚物,包括丙烯酰胺体系、聚三烯丙基异三聚氰酸酯。

进一步地,所述的利用凝胶注模成型工艺制作氧化锆陶瓷手机后盖的具体步骤如下:

1)将氧化锆陶瓷粉体、单体、交联体、分散剂、去离子水混合球磨,得预混浆料。

2)预混浆料中加入引发剂和催化剂,然后进行真空脱泡处理,得到陶瓷浆料。

3)将微渗水的微孔模具抽真空处理后,再将陶瓷浆料注入微孔模具内,静置一段时间,然后脱模、干燥,得到较高强度的氧化锆陶瓷手机后盖生坯;微孔模具可缓慢吸收坯体水分,提高生产效率。

4)再将氧化锆陶瓷手机后盖生坯经过冲压成型,得到具有所需形状的氧化锆陶瓷手机后盖冲压坯。

5)冲压坯经烧结后得到氧化锆陶瓷手机后盖,再经过cnc加工处理,得氧化锆陶瓷手机后盖成品。

本发明的优点在于:

本发明采取凝胶注模成型工艺制作氧化锆陶瓷手机后盖,并通过凝胶注模成型工艺的改进,采用微渗水材料制作的成型模具,并采用改进的氧化锆陶瓷手机后盖凝胶注模浆料,使得制作氧化锆陶瓷手机后盖厚度更均匀;可以大大减少加工余量大、成本更低,合格率大幅提升。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步阐述本发明。

实施例一

一种利用凝胶注模成型工艺制作氧化锆陶瓷手机后盖的方法,先将制作氧化锆陶瓷手机后盖的原料混合球磨,得到预混浆料,再在预混浆料中加入引发剂和催化剂,然后进行真空脱泡处理,得到陶瓷浆料;再将陶瓷浆料注入经过抽真空处理的微孔模具内,静置一段时间,使得微孔模具吸收坯体水分,然后脱模、干燥,得到较高强度的氧化锆陶瓷手机后盖生坯;再将氧化锆陶瓷手机后盖生坯经过冲压成型,得到具有所需形状的氧化锆陶瓷手机后盖冲压坯;最后将冲压坯经烧结后得到氧化锆陶瓷手机后盖;再经过cnc加工处理,得氧化锆陶瓷手机后盖成品。

所述的再将陶瓷浆料注入经过抽真空处理的微孔模具内是先将微孔模具进行抽真空处理,真空度控制在-0.065~-0.079mpa,抽真空时间控制在2~10分钟;再将经过真空脱泡处理的陶瓷浆料注入经过抽真空处理的微孔模具内,静置30-90分钟,使得微孔模具吸收坯体水分,然后脱模、干燥,得到较高强度的氧化锆陶瓷手机后盖生坯。

进一步地,所述的微孔模具为用微渗水材料制作的成型模具;微渗水材料为具有微渗水性的多孔材料,包括金属络合物型多孔材料、微孔树脂材料和微孔玻纤软管材料,透水率控制在0.10-0.13m3/m2s。

所述的氧化锆陶瓷手机后盖的原料包括氧化锆陶瓷粉体、单体、交联体、分散剂和去离子水;氧化锆陶瓷粉体、单体、交联剂、分散剂、去离子水的配比为(重量份数):氧化锆陶瓷粉体100份、单体1-5份、交联体1-5份、分散剂1-5份、去离子水1-5份。

所述的单体为有机单体溶液,氧化锆陶瓷粉体溶于有机单体溶液中所形成浆料,单体混合物聚合形成胶凝,浇注在模具中形成氧化锆陶瓷手机后盖坯料;

所述的有机单体为有机聚合物单体,包括丙烯酰胺。

所述的引发剂为过硫酸铵[(nh4)·s2o8];

所述的催化剂为n、n`-四甲基乙二胺(temed)。

所述的分散剂为有机碱四甲基氢氧化胺[(ch3)4noh,tmah]。

所述的交联剂为有机过氧化物,包括聚三烯丙基异三聚氰酸酯。

所述的利用凝胶注模成型工艺制作氧化锆陶瓷手机后盖的具体步骤如下:

1)将氧化锆陶瓷粉体、单体、交联体、分散剂、去离子水混合球磨,得预混浆料。

2)预混浆料中加入引发剂和催化剂,然后进行真空脱泡处理,得到陶瓷浆料。

3)将微渗水的微孔模具抽真空处理后,再将陶瓷浆料注入微孔模具内,静置一段时间,然后脱模、干燥,得到较高强度的氧化锆陶瓷手机后盖生坯;微孔模具可缓慢吸收坯体水分,提高生产效率。

4)再将氧化锆陶瓷手机后盖生坯经过冲压成型,得到具有所需形状的氧化锆陶瓷手机后盖冲压坯。

5)冲压坯经烧结后得到氧化锆陶瓷手机后盖,再经过cnc加工处理,得氧化锆陶瓷手机后盖成品。

实施例二

实施例二与实施例一的原理一样,只是所采取的模具材料和浆料参数有一点不同,为一种利用凝胶注模成型工艺制作氧化锆陶瓷手机后盖的方法,先将制作氧化锆陶瓷手机后盖的原料混合球磨,得到预混浆料,再在预混浆料中加入引发剂和催化剂,然后进行真空脱泡处理,得到陶瓷浆料;再将陶瓷浆料注入经过抽真空处理的微孔模具内,静置一段时间,使得微孔模具吸收坯体水分,然后脱模、干燥,得到较高强度的氧化锆陶瓷手机后盖生坯;再将氧化锆陶瓷手机后盖生坯经过冲压成型,得到具有所需形状的氧化锆陶瓷手机后盖冲压坯;最后将冲压坯经烧结后得到氧化锆陶瓷手机后盖;再经过cnc加工处理,得氧化锆陶瓷手机后盖成品。

所述的再将陶瓷浆料注入经过抽真空处理的微孔模具内是先将微孔模具进行抽真空处理,真空度控制在-0.075~-0.079mpa,抽真空时间控制在5~6分钟;再将经过真空脱泡处理的陶瓷浆料注入经过抽真空处理的微孔模具内,静置60-120分钟,使得微孔模具吸收坯体水分,然后脱模、干燥,得到较高强度的氧化锆陶瓷手机后盖生坯。

进一步地,所述的微孔模具为用微渗水材料制作的成型模具;微渗水材料为具有微渗水性的多孔材料,包括金属络合物型多孔材料、微孔树脂材料和微孔玻纤软管材料,透水率控制在0.10-0.13m3/m2s。

所述的氧化锆陶瓷手机后盖的原料包括氧化锆陶瓷粉体、单体、交联体、分散剂和去离子水;氧化锆陶瓷粉体、单体、交联剂、分散剂、去离子水的配比为(重量份数):氧化锆陶瓷粉体100份、单体2-3份、交联体2-3份、分散剂2-3份、去离子水2-3份。

所述的单体为有机单体溶液,氧化锆陶瓷粉体溶于有机单体溶液中所形成浆料,单体混合物聚合形成胶凝,浇注在模具中形成氧化锆陶瓷手机后盖坯料;

所述的有机单体为有机聚合物单体,包括聚氯乙烯、丙烯酰胺。

所述的引发剂为过硫酸铵[(nh4)·s2o8];所述的催化剂为n、n`-四甲基乙二胺(temed)。

所述的分散剂为有机碱四甲基氢氧化胺[(ch3)4noh,tmah]。

所述的交联剂为水溶性共聚物,包括硅酸镁铝、硅酸镁锂、硅酸镁钠、膨润土和改性膨润土、水辉石和改性水辉石。

所述的利用凝胶注模成型工艺制作氧化锆陶瓷手机后盖的具体步骤如下:

6)将氧化锆陶瓷粉体、单体、交联体、分散剂、去离子水混合球磨,得预混浆料。

7)预混浆料中加入引发剂和催化剂,然后进行真空脱泡处理,得到陶瓷浆料。

8)将微渗水的微孔模具抽真空处理后,再将陶瓷浆料注入微孔模具内,静置一段时间,然后脱模、干燥,得到较高强度的氧化锆陶瓷手机后盖生坯;微孔模具可缓慢吸收坯体水分,提高生产效率。

9)再将氧化锆陶瓷手机后盖生坯经过冲压成型,得到具有所需形状的氧化锆陶瓷手机后盖冲压坯。

10)冲压坯经烧结后得到氧化锆陶瓷手机后盖,再经过cnc加工处理,得氧化锆陶瓷手机后盖成品。

很显然,应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读本发明后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明的优点在于:

本发明采取凝胶注模成型工艺制作氧化锆陶瓷手机后盖,并通过凝胶注模成型工艺的改进,采用微渗水材料制作的成型模具,并采用改进的氧化锆陶瓷手机后盖凝胶注模浆料,使得制作氧化锆陶瓷手机后盖厚度更均匀;可以大大减少加工余量大、成本更低,合格率大幅提升。

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