[发明专利]一种赛隆陶瓷摩擦焊搅拌头及其制备方法

摘要

本发明涉及摩擦焊搅拌头技术领域，公开了一种赛隆陶瓷摩擦焊搅拌头及其制备方法。本发明创造性地采用赛隆陶瓷作为原料制备摩擦焊搅拌头，赛隆陶瓷具有较好的韧性，很高的硬度和耐磨性，以及非常高的高温抗氧化性，而且赛隆陶瓷原材料价格低廉，来源广泛。本发明还将传统陶瓷工艺和高分子化学有机结合起来，将高分子聚合物的聚合方法引入陶瓷的制备工艺中，采用凝胶注模成型工艺，这种方法与其它成型工艺相比，具有显著的优势：制备时间短和对模具及设备要求不高使其成本低廉；结构和组分可设计性强；制品的密度均匀；生坯强度高，便于机械加工；特别是可实现近净尺寸成型，制品形状受限小，可制备复杂异形件，还具有通用性和经济性等特点。

主权项

1.一种制备赛隆陶瓷摩擦焊搅拌头的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.配制赛隆陶瓷粉：按照赛隆陶瓷的分子式Si₄Al₂O₂N₆计算并称取称量相应的Si₃N₄、AlN和Al₂O₃，加入Y₂O₃后得到混料，将所得混料进行球磨，然后干燥处理，密封；S2.凝胶注模成型：S21.配置预混液，所述预混液包括N‑羟甲基丙烯酰胺、N,N‑二甲基乙二胺和聚丙烯酸铵，所述聚丙烯酸铵溶于去离子水中，并用氨水调节pH值为9～10；S22.将步骤S21预混液加入步骤S1所得的赛隆陶瓷粉中，进行球磨，得到所需注模浆料；S23.将步骤S22所得注模浆料经真空除泡后，加入过硫酸铵溶液和四甲基乙二胺，搅拌混合均匀后注入异形结构搅拌头模具，常温固化成型后，进行干燥处理；S3.脱脂和烧结：将S2制得坯体放入氮气气氛炉进行程序升温，先完成脱脂，然后采用两步法烧结成型，得到所述赛隆陶瓷摩擦焊搅拌头；所述脱脂是指在0.05～0.1Mpa氮气气氛下，以1℃/min的升温速率至800～900℃完成脱脂；所述两步法烧结是指第一步将生坯放置在氮气压为0.1～2.1MPa，温度1150℃～1850℃，升温速率为10℃/min，保温1小时，第二步放置在氮气压为2.1～8.0MPa，温度1400℃～1830℃，升温速率为10℃/min，保温1小时。