一种复合纳米氧化锆粉体的制备方法及精密陶瓷轴承技术

本发明专利技术属于材料制备技术领域，提供了一种复合纳米氧化锆粉体的制备方法及精密陶瓷轴承，制备出了高性能复合纳米氧化锆粉体及高精密轴承，高精密轴承中复合粉体氧化锆粉体纯度98-99.5%，复合纳米氧化锆的高性能粉体解决了陶瓷的脆性，在陶瓷材料的显微结构中，晶粒、晶界以及它们之间的结合都处在1—100nm之间，提高了材料的强度、韧性和超塑性；以极小的粒径、大的比表面积和高的化学性能，并可显著降低了材料的烧结温度，节约了能源；又使陶瓷材料的组成结构致密化、均匀化，提高了使用可靠性，复合纳米氧化锆粉体颗粒堆积均匀，烧成收缩一致，物理性能优越，轴承耐磨损、耐腐蚀、防磁性能突出，具有较强的推广与应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种复合纳米氧化锆粉体的制备方法及精密陶瓷轴承
本专利技术属于材料制备
，尤其涉及一种复合纳米氧化锆粉体的制备方法及精密陶瓷轴承。
技术介绍
现有技术提供的用于制造轴承的材料，强度、韧性及超塑性难以达到轴承对高速运转、耐腐蚀、防磁性精密性能的要求，使用可靠性较低，材料的烧结温度较高，能源消耗严重。
技术实现思路
本专利技术提供了一种复合纳米氧化锆粉体的制备方法及精密陶瓷轴承，旨在解决现有技术提供的用于制造轴承的材料，强度、韧性及超塑性难以达到轴承对高速运转、耐腐蚀、防磁性精密性能的要求，使用可靠性较低，材料的烧结温度较高，能源消耗严重的问题。本专利技术的目的在于提供一种复合纳米氧化锆粉体的制备方法，该制备方法包括以下步骤: 步骤一，选择纯度不低于93%的锆棒、铝棒制成平面溅射锆钯、铝钯； 步骤二，把锆钯和铝钯按照一定的数量比例装载在离子镀的真空设备内，在真空状态10_3~10_5Pa下，通18000— 21000伏高压电，引弧瞬间温度达到1400°C以上时，充入一定比例的氧气、氮气、氖气、氩气流量 280SCCM ； 步骤三，用弧源把锆钯、铝钯激化成气体状态而制得复合纳米粉体，20分钟后，降温、卸压； 步骤四，把液态氮导入吸附管，让气态粉体充分吸附在吸附管上，待温度降低后，打开仓门用刮板刮下粉体，即获得复合纳米氧化锆粉体。进一步，该制备方法的具体实施步骤包括: 步骤一，选择93— 95%纯度的锆棒、铝棒制成平面溅射锆钯、铝钯； 步骤二，把锆钯和铝钯按26个:6个靶的数量比例，装载在离子镀的真空设备内，加热400— 1000°C在真空状态10_3~KT5Pa通18000— 21000伏的高电压，引弧使其瞬间温度达1400— 1680°C状态下，按照比例60:30:5:5份的比例充入氧气、氮气、氖气、氩气流量280SCCM ； 步骤三，用弧源把锆钯、铝钯激化成气体状态而制得复合纳米粉体，20分钟后，降温、卸压； 步骤四，把液态氮导入吸附管，让气态粉体充分吸附在吸附管上，待60— 80°C时，打开仓门用刮板刮下粉体，即为包括氧化锆ZrO2、氮化锆ZrN、氮化硅Si3N4、碳化硅SiC的复合粉体,粒径I一100mm。进一步，该制备方法的具体实施步骤包括: 步骤一，选择94一96%纯度的锆棒、铝棒制成平面溅射锆钯、铝钯；步骤二，把锆钯和铝钯按照28个:4个的数量比例，装载在离子镀的真空设备内，加热400— 1100°C在真空状态10_3~KT5Pa通18000—21000伏的高压电，引弧使瞬间温度达到1500—17501:状态下，按照70:20:5:5份的比例充入氧气、氮气、氖气、氩气流量280SCCM ; 步骤三，用弧源把锆钯、铝钯激化成气体状态而制得复合纳米粉体，20分钟后，降温、卸压； 步骤四，把液态氮导入吸附管，让气态粉体充分吸附在吸附管上，待70— 90°C时，打开仓门用刮板刮下粉体，即为包括氧化锆ZrO2、氮化锆ZrN、氮化硅Si3N4、碳化硅SiC的复合粉体,粒径I一100mm。进一步，该制备方法的具体实施步骤包括: 步骤一，选择96— 99%纯度的锆棒、铝棒制成平面溅射锆钯、铝钯； 步骤二，把锆钯和铝钯按30个:2个的数量比例，装载在离子镀的真空设备内，加热600—900°C在真空状态Kr3~KT5Pa通18000—21000伏高压电，引弧使瞬间温度达1550—1800°C状态下，按照75:18:3:2份的比例充入氧气、氮气、氖气、氩气流量280SCCM ; 步骤四，用弧源把锆钯、铝钯激化成气体状态而制得复合纳米粉体，20分钟后，降温、卸压； 步骤五，把液态氮导入吸附管，让气态粉体充分吸附在吸附管上，待80— 100°C，打开仓门用刮板刮下粉体，即为包括氧化锆ZrO2、氮化锆ZrN、氮化硅Si3N4、碳化硅SiC的复合粉体,粒径I一100mm。本专利技术的另一目的在于提供一种复合纳米氧化锆粉体制备精密陶瓷轴承的方法，该方法包括以下步骤: 步骤一，将含有氧化锆的复合粉体与10`00—1200目99%氧化锆粉末、胶料HDPE和EVA、石蜡PW加热熔化，充分炼搅制得混合湿料； 步骤二，将湿料进行注射成型，加热后直接获得所需的球体、保持架，内圈和外圈的泥坯； 步骤三，采用浸泡蒸馏机把获得的泥坯采用浸泡去胶和部分蜡； 步骤四，控制烧成温度，将获得的半成品在窑体中烧结； 步骤五，将获得的半成品球体、保持架、内外圈进行内部结构检测，合格品进行粗加工、精加工、规格和物理性能检测； 步骤六，把合格品进行组装，进行极性转速测试60000转/分钟，涂油包装入库。进一步，直径小于50mm的轴承采用注射成型，直径大于50mm的轴承采用等静压成型。进一步，该方法的具体实施步骤为: 步骤一，把含有氧化锆的复合粉体18份和1000—1200目99%氧化锆粉末70份及胶料HDPE和EVA 8份，石蜡PW4份，加热至60—90°C熔化进行充分炼搅均匀5—8小时制得混合湿料； 步骤二，把获得的湿料进行注射成型，加热120—150°C，直接获得所需的球体、保持架，内圈和外圈的泥坯； 步骤三，采用浸泡蒸馏机把获得的泥坯采用浸泡去胶和部分蜡； 步骤四，把获得的半成品进入窑体烧结，烧成温度控制曲线如下:A、0— 1000°C约 3-6 小时；8、1000—12501:约 2 度 /3 分钟； C、1250°C保温 I 小时；0、1250—14501:约 2 度 /I 分钟； E、1450°C保温约2-4小时； 步骤五，对获得半成品球体、保持架、内外圈进行内部结构检测，合格品进行粗加工、精加工、规格和物理性能检测，标准如下: (I)硬度:HV:1300-1500Kg/mm ； (2)抗弯强度:1000_1500MPa ； (3)抗压强度:3000MPa ； (4)断裂韧性:8-12 MPa.m-3/2 ； (5)韦伯模数:>15GPa ； (6)弹性模数:205 GPa ; (7)热涨系数:10.2X106°C;(8)热冲击性:250--T°C；(9)耐腐蚀:酸碱浸泡测试；(10)应力循环次数(50%破坏机率):50 X IO6 ; (11)磁性:无；(12 )绝缘测试:好； 步骤六，把获得的合格品进行组装，再进行极性转速测试60000转/分钟。步骤七:将轴承涂油包装入库。进一步，该方法的具体实施步骤为: 步骤一，把含有氧化锆的复合粉体20份和1000—1200目99%氧化锆粉末75份及胶料HDPE和EVA 3份、石蜡PW约2份，加热熔化约70— 100°C进行充分炼搅均匀5—8小时制得混合湿料； 步骤二，把获得的湿料进行注射成型，加热至130— 160°C，直接获得所需的球体、保持架，内圈和外圈的泥坯； 步骤三，采用浸泡蒸馏机把获得的泥坯采用浸泡去胶和部分蜡； 步骤四，把获得的半成品进入窑体烧结，烧成温度控制: A、0—1000。。烧结 3-6 小时;B、1000— 1250°C 2 度 /3 分钟；C、1250°C保温 I 小时；D、1250—1450°C 3 度 /I 分钟；E、1450°C保温 2-5 小时； 步骤五，把获得半成品球体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合纳米氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：步骤一，选择纯度不低于93%的锆棒、铝棒制成平面溅射锆钯、铝钯；步骤二，把锆钯和铝钯按照一定的数量比例装载在离子镀的真空设备内，在真空状态10?3～10?5Pa下，通18000—21000伏高压电，引弧瞬间温度达到1400℃以上时，充入一定比例的氧气、氮气、氖气、氩气流量280SCCM；步骤三，用弧源把锆钯、铝钯激化成气体状态而制得复合纳米粉体，20分钟后，降温、卸压；步骤四，把液态氮导入吸附管，让气态粉体充分吸附在吸附管上，待温度降低后，打开仓门用刮板刮下粉体，即获得复合纳米氧化锆粉体。

【技术特征摘要】
1.一种复合纳米氧化锆粉体的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤: 步骤一，选择纯度不低于93%的锆棒、铝棒制成平面溅射锆钯、铝钯； 步骤二，把锆钯和铝钯按照一定的数量比例装载在离子镀的真空设备内，在真空状态.10_3~10_5Pa下，通18000— 21000伏高压电，引弧瞬间温度达到1400°C以上时，充入一定比例的氧气、氮气、氖气、氩气流量280SCCM ； 步骤三，用弧源把锆钯、铝钯激化成气体状态而制得复合纳米粉体，20分钟后，降温、卸压； 步骤四，把液态氮导入吸附管，让气态粉体充分吸附在吸附管上，待温度降低后，打开仓门用刮板刮下粉体，即获得复合纳米氧化锆粉体。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该制备方法的具体实施步骤包括: 步骤一，选择93— 95%纯度的锆棒、铝棒制成平面溅射锆钯、铝钯； 步骤二，把锆钯和铝钯按26个:6个靶的数量比例，装载在离子镀的真空设备内，加热.400— 1000°C在真空状态10_3~KT5Pa通18000— 21000伏的高电压，引弧使其瞬间温度达1400— 1680°C状态下，按照比例60:30:5:5份的比例充入氧气、氮气、氖气、氩气流量.280SCCM ； 步骤三，用弧源把锆钯、铝钯激化成气体状态而制得复合纳米粉体，20分钟后，降温、卸压； 步骤四，把液态氮导入吸附管，让气态粉体充分吸附在吸附管上，待60— 80°C时，打开仓门用刮板刮下粉体，即为包括氧化锆ZrO2、氮化锆ZrN、氮化硅Si3N4、碳化硅SiC的复合粉体,粒径I一100mm。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该制备方法的具体实施步骤包括: 步骤一，选择94一96%纯度的锆棒、铝棒制成平面溅射锆钯、铝钯； 步骤二，把锆钯和铝钯按照28个:4个的数量比例，装载在离子镀的真空设备内，加热.400— 1100°C在真空状态10_3~KT5Pa通18000—21000伏的高压电，引弧使瞬间温度达到.1500—17501:状态下，按照70:20:5:5份的比例充入氧气、氮气、氖气、氩气流量280SCCM ; 步骤三，用弧源把锆钯、铝钯激化成气体状态而制得复合纳米粉体，20分钟后，降温、卸压； 步骤四，把液态氮导入吸附管，让气态粉体充分吸附在吸附管上，待70— 90°C时，打开仓门用刮板刮下粉体，即为包括氧化锆ZrO2、氮化锆ZrN、氮化硅Si3N4、碳化硅SiC的复合粉体,粒径I一100mm。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该制备方法的具体实施步骤包括: 步骤一，选择96— 99%纯度的锆棒、铝棒制成平面溅射锆钯、铝钯； 步骤二，把锆钯和铝钯按30个:2个的数量比例，装载在离子镀的真空设备内，加热.600—900°C在真空状态Kr3~KT5Pa通18000—21000伏高压电，引弧使瞬间温度达1550—.1800°C状态下，按照75:18:3:2份的比例充入氧气、氮气、氖气、氩气流量280SCCM ; 步骤四，用弧源把锆钯、铝钯激化成气体状态而制得复合纳米粉体，20分钟后，降温、卸压； 步骤五，把液态氮导入吸附管，让气态粉体充分吸附在吸附管上，待80— 100°C，打开仓门用刮板刮下粉体，即为包括氧化锆ZrO2、氮化锆ZrN、氮化硅Si3N4、碳化硅SiC的复合粉体,粒径I一100mm。5.一种复合纳米氧化锆粉体制备精密陶瓷轴承的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤一，将含有氧化锆的复合粉体与1000—1200目99%氧化锆粉末、胶料HDPE和EVA、石蜡PW加热熔化，充分炼搅制得混合湿料； 步骤二，将湿料进行注射成型，加热后直接获得所需的球体、保持架，内圈和外圈的泥坯； 步骤三，采用浸泡蒸馏机把获得的泥坯采用浸泡去胶和部分蜡； 步骤四，控制烧成温度，将获得的半成品在窑体中烧结； 步骤五，将获得的半成品球体、保持架、内外圈进行内部结构检测，合格品进行粗加工、精加工、规格和物理性能检测； 步骤六，把合格品进行组装，进行极性转速测试60000转/分钟，涂油包装入库。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，直径小于50mm的轴承采用注射成型，直径大于50mm的轴承采用等静压成型。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法的具体实施步骤为: 步骤一，把含有氧化锆的复合粉体18份和1000—1200目99%氧化锆粉末70份及胶料HDPE和EVA 8份，石蜡PW4份，加热至60—90°C熔化进行充分炼搅均匀5—8小时制得混合湿...

【专利技术属性】
技术研发人员：林福文，
申请(专利权)人：福建省德化福杰陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：