一种高孔密度薄壁蜂窝陶瓷挤出模具及其制造方法技术

本发明专利技术涉及“一种高孔密度薄壁蜂窝陶瓷挤出模具及其制造方法”属于陶瓷加工领域。一种高孔密度薄壁蜂窝陶瓷挤出模具的制造方法，包括如下步骤：（１）确定要设计的孔目数及壁厚，（２）采用比设计的前端导泥孔孔径大０．１ｍｍ的钻头，比设计的后端切割槽宽大０．１ｍｍ直径的钼丝制成模具半成品，（３）在导泥孔和切割槽表面镀附上至少一层硬质金属材料或硬质陶瓷材料的镀层。由于在常规的模具表面镀附有一镀层，使得该模具能产生出高孔密度、格子壁薄的蜂窝陶瓷，同时由于镀层的硬度大，表面光洁度更好，从而使模具与泥料间的摩擦力减小，因此模具的整体强度和耐磨性增强，提高了模具的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蜂窝状陶瓷加工领域，特别是涉及一种高孔密度薄壁蜂窝陶瓷挤出模具。技术背景蜂窝陶瓷由于具备高比表面积、高吸水率、高机械强度、高热稳定性、高耐腐蚀性等诸 多优异的性能，已广泛的被用作各种行业的催化剂的载体。由于催化剂在化学反应过程中， 并不参与化学反应，但是它却可以大大的促进化学反应强度，而催化剂要想促进化学的进行， 就必须与参与化学反应的物质充分的接触，因此催化剂的比表面积的大小直接影响着催化剂 的性能。作为催化剂载体的蜂窝陶瓷就必须尽可能大的为催化剂提供大的比表面积。要想增大蜂窝陶瓷的比表面积，只能是增加单位面积内的贯通孔的数量，例如从300目或400目增加到600目或900目(300目表示每平方英寸的面积内有300个贯通的孔)等。 但是如果只是单纯的增加单位面积内的孔数量的话同样也会增加孔道壁的数量，而孔道壁的 增加会增加化学反应物质(气体或液体)的流动阻力，会给化学反应带来负面的影响。要想 增加孔密度而又要不增加格子壁带来的阻力，因此只有将格子壁的厚度按照比例减小，这样 才能确保孔数增加，格子壁总数增加，而格子壁总厚度不变。从模具的加工工艺出发，要想生产出孔密度更高、格子壁更薄的产品就是必须增加模具前端导泥孔的数量、减小导泥孔的直径，同时增加模具后端切割槽的密度、减小切割槽的宽 度。然而要想减小导泥孔直径就必须使用直径小的钻头，而要想减小切割槽的宽度也必须采 用更细的切割钼丝，就目前国内的钻头和钼丝的市场来说，还没有能够满足要求的产品，这 也是限制国内蜂窝陶瓷模具孔密度没发提高，格子壁没法减小的主要原因之一。另一方面如 果提高了孔密度，减小格子壁厚还会带来模具后端柱子与前端连接点的面积大大减小，这样 模具抵抗挤出成型时产生的压力的能力就会大大的降低，这样生产出来的模具基本就没有实 用价值。因此目前国内汽车蜂窝陶瓷载体只能生产孔径在400目以下，格子壁厚度在0.18mm 以上的低档产品。蜂窝陶瓷挤出模具结构示意图如图1。
技术实现思路
针对上述领域中的加工工艺条件、以及加工原料的能力不足，本专利技术提供一种高孔密度 薄壁蜂窝陶瓷挤出模具的制造方法，该方法制造的模具不仅能生产出高孔密度薄壁的蜂窝陶 瓷，其孔密度达400-900目，格子壁厚为0.15-0.08mm，而且该模具的使用寿命也大大增长， 模具使用磨损后，还可以通过返修使模具实现重复使用，大大的降低了蜂窝陶瓷产品模具的成本。同时本专利技术还提供该方法制得的模具。一种高孔密度薄壁蜂窝陶瓷挤出模具的制造方法，包括如下步骤(l)确定要设计的孔目数及壁厚，(2)采用比设计的前端导泥孔孔径大O.lmm的钻头，比设计的后端切割槽宽大 O.lmm直径的钼丝制成模具半成品，(3)在导泥孔和切割槽表面镀附上至少一层硬质金属材 料或硬质陶瓷材料的镀层。所述镀附时的温度不超过IO(TC。所述步骤(3)前需对模具半成品进行彻底清洗。所述彻底清洗是将半成品模具经过超声波结合洗涤剂清洗进行处理。所述镀附方法采用化学镀、气相沉积或电镀法。优选化学镀。所述硬质金属材料为镍合金、铬合金、钛合金或钨合金，所述硬质陶瓷材料为碳化硅、 碳化鸽或氮化钛。所述镀层厚度为40-60um。 上述方法制得的模具。本专利技术高孔密度薄壁蜂窝陶瓷挤出模具的制造方法，首先确定要设计的孔目数及壁厚， 选用较大直径的钻头以及直径较粗钼丝，使用硬度高的钢材加工出孔目数能够满足要求的模 具半成品(目前国内工具行业可以提供需要的产品)。这样的半成品在模具的设计上，前端的 导泥孔的直径偏大、后端切割槽的宽度也偏大(见图l)，都不能满足模具的设计要求。为了 使上面模具的导泥孔直径变小，切割槽变窄，我们采用化学镀或其它表面镀膜的工艺，在上 面加工好的半成品模具表面镀附上至少一层硬质金属材料或陶瓷材料，金属材料的厚度根据 半成品模具的导泥孔直径和切割槽宽度的大小与模具设计之间的差值决定，总之镀层的厚度 为使半成品模具满足模具设计要求为止。这种方法生产出来的模具不但能够满足模具的设计 要求，而且由于镀层的表面光洁度比机械加工和放电加工的高出很多，这样模具在使用过程 中，与成型所用泥料之间的磨檫力会大大的降低，这样既可以减小成型机的挤出压力，也可 以降低模具所承受的压力；另一方面由于镀层的硬度都比模具基材的硬度高很多，因此经过 镀层处理后的模具的整体强度和耐磨性能都上了一个台阶。在镀层前应将加工好的半成品模 具应用超声波结合必要的表面活性剂等清洗手法对加工好的模具进行彻底的清洗，确保模具 表面的各种污物和铁锈被完全去除，以确保镀层与基体的附着力足够的强，而不至于在使用 过程中脱落。在给模具进行镀层处理时，处理的温度一定要控制在IO(TC以下，不然在镀附的同时也会带来模具的变形，而破坏模具。其余步骤方法采用常规的镀附方法即可。各方法 得到的镀层厚度为一般的能力都在50um左右，这样导泥孔和切割槽的最大縮小能力就都在 100um以内。由于在常规的模具表面镀附有一镀层，使得该模具能产生出高孔密度、格子壁薄的蜂窝 陶瓷，同时由于镀层的硬度大，表面光洁度更好，从而使模具与泥料间的摩擦力减小，因而 使模具的整体强度和耐磨性增强，提高了模具的使用寿命。 附图说明图1蜂窝陶瓷挤出模具结构示意图 l一前端导泥孔，2—后端切割槽，3—柱子连接点。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。由于各种镀法只是在镀膜过程中根据个行 业的工艺要求，具体的操作方法和步骤会各不相同，但是最终生产出来的产品的性能要求基 本一致。实施例1 化学镀镍合金，(设计为600目,格子壁厚为0.12mm，半成品的格子壁厚为 0.18mm)将生产好的半成品模具轮流放入配置好的含表面活性剂的清洗液中和纯净水中， 用超声波震动对模具进行彻底的清洗，确保模具的表面不残留任何污物和铁锈。将清洗好的 模具悬挂在循环流动的化学镀液中，化学镀液的温度要控制在4(TC一10(TC之间，化学镀的 速度会随着温度的升高增快，当模具的表面均匀的覆着上一层度厚度为30um的镍合金之后, 将成品模具从镀液中取出,在用清水洗去表面的残液，这样一块600目格子壁厚为0.12mm的成 品模具就加工完成.加工后的模具的硬度可以有原先的15度左右提高到40度左右。实施例2化学镀碳化硅将加工好的900目的半成品模具(导泥孔直径为1.0mm切割槽宽度 为0.15mm,模具的设计要求为导泥孔直径为0.93mm,切割槽宽度为0.08mm)按照例1相同的清 洗方法进行清洗,然后将模具按照上面相同的方法放入镀液中进行镀层处理,这里所用的镀液， 由于在常规的合金钢的镀液中添加了钠米碳化硅,这样模具表面在覆着合金镀层的同时,钠米 的碳化硅粒子就会同时沉积镶嵌在合金钢镀层中.等镀层的厚度达到要求后,将模具从镀液中 取出,用清水将模具表面的残液清洗干净,这样就生产出900目的格子壁厚为0.08mm的模具。 为了增加模具的强度，可以将镀好的模具放入30(TC的烘箱中，保温4个小时，这样经过热 处理的模具不但可以增加强度，也可以增加镀层与模具基体的附着力。此模具由于在合金中镶嵌了特别耐磨的碳化硅陶瓷材料,因此模具的耐磨性能比例1中生产的模具大大的增强。 实施例3 气相沉积碳化钨:将加工好的600目，格本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高孔密度薄壁蜂窝陶瓷挤出模具的制造方法，包括如下步骤：（１）确定要设计的孔目数及壁厚，（２）采用比设计的前端导泥孔孔径大０．１ｍｍ的钻头，比设计的后端切割槽宽大０．１ｍｍ直径的钼丝制成模具半成品，（３）在导泥孔和切割槽表面镀附上至少一层硬质金属材料或硬质陶瓷材料的镀层。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘吉庆，
申请(专利权)人：北京创导奥福精细陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]