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专利号: 2020115868559
申请人: 华侨大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 加工水泥、黏土或石料
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种蜂窝状金刚石工具的浆料直写成型方法,其特征在于:该蜂窝状金刚石工具为一直径为80‑150mm且高度为50‑120mm的圆柱体,其上下顶面具有若干六边形蜂窝状通孔,该六边形蜂窝状通孔的边长为2‑3mm,且若干六边形蜂窝状通孔占的总面积为该圆柱体上顶面的总面积的30‑40%;

具体包括如下步骤:

(1)将熔点为655‑665℃的纳米陶瓷粉和金刚石微米颗粒以70‑80wt%∶20‑30wt%的比例充分混合,获得混合粉末;该纳米陶瓷粉的原料由64‑65重量份的硅粉、5.8‑6.3重量份的氧化钠、9‑12重量份的氧化铝、2.9‑3.3重量份的氧化钾和10‑11重量份的三氧化二硼组成;

(2)将聚壳糖充分分散于去离子水中,获得浓度为2.8‑3.1wt%的聚壳糖溶液;

(3)将步骤(1)制得的混合粉末与步骤(2)所得的聚壳糖溶液混合均匀,获得浆料,该混合粉末与该聚壳糖溶液的体积比为69‑70%∶30‑31%;

(4)将步骤(3)制得的浆料加入浆料直写成型设备的针筒中,通过逐层叠加的方式打印成设计的形状,获得坯体;

(5)将步骤(4)制得的坯体干燥至恒重,然后进行烧结,即得所述蜂窝状金刚石工具。

2.如权利要求1所述的浆料直写成型方法,其特征在于:所述金刚石微米颗粒的粒径为

5‑40μm。

3.如权利要求1所述的浆料直写成型方法,其特征在于:所述纳米陶瓷粉的原料由65重量份的硅粉、6重量份的氧化钠、12重量份的氧化铝、3重量份的氧化钾和11重量份的三氧化二硼组成,其熔点为660℃。

4.如权利要求1所述的浆料直写成型方法,其特征在于:所述聚壳糖溶液的浓度为

3wt%。

5.如权利要求1所述的浆料直写成型方法,其特征在于:所述混合粉末与该聚壳糖溶液的体积比为69%∶31%。

6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的浆料直写成型方法,其特征在于:所述打印的工艺参数为:针头打印速度3‑10mm/s,喷嘴半径为1.4‑1.6mm,剪切速率为10‑30/s,流量

80‑120%,温度20‑35℃。

7.如权利要求6所述的浆料直写成型方法,其特征在于:所述打印的工艺参数为:针头打印速度4mm/s,喷嘴半径为1.5mm,剪切速率为10.6/s,流量120%,温度25℃。

8.如权利要求1至5中任一权利要求所述的浆料直写成型方法,其特征在于:所述烧结具体为:将干燥至恒重的坯体送入烧结气氛炉中,在氩气气氛下,以2‑3℃/min的升温速度从室温升温至300‑320℃,并保温50‑60min,接着以3‑5℃/min的升温速度升温至655‑665℃,保温烧结60‑90min,然后随炉冷却至室温。

9.如权利要求8所述的浆料直写成型方法,其特征在于:所述烧结具体为:将干燥至恒重的坯体送入烧结气氛炉中,送入烧结气氛炉中,在氩气气氛下,以2.5℃/min的升温速度从室温升温至300℃,并保温60min,接着以4℃/min的升温速度升温至660℃,保温烧结

90min;然后随炉冷却至室温。

10.如权利要求1至5中任一权利要求所述的浆料直写成型方法,其特征在于:所述干燥为在空气中干燥20‑40h。