一种陶瓷弹簧成型装置与陶瓷弹簧的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103707390103707390A(43)申请公布日2014.04.09(21)申请号201310710651.5(22)申请日2013.12.20(71)申请人厦门大学地址361005福建省厦门市思明南路422号(72)发明人姚荣迁符长平杨丽观冯祖德(74)专利代理机构厦门南强之路专利事务所(普通合伙)35200代理人马应森(51)Int.Cl.B28B1/24(2006.01)C04B35/565(2006.01)C04B35/622(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书7页说明书7页附图5页附图5页(54)发明名称一种陶瓷弹簧成型装置与陶瓷弹簧的制备方法(57)摘要一种陶瓷弹簧成型装置与陶瓷弹簧的制备方法，涉及一种陶瓷弹簧。所述陶瓷弹簧成型装置设有熔融纺丝成型装置、弹簧绕制成型装置、驱动机构和支架台；所述熔融纺丝成型装置设有上密封盖、顶杆、料桶、喷丝板和下密封盖，所述弹簧绕制成型装置设有卡盘体、3个弧形卡板和卡盘驱动机构，所述卡盘驱动机构设有大锥齿轮和3个小锥齿轮，所述驱动机构设有电动机和控制器。1）获得连续聚碳硅烷细丝；2）聚碳硅烷弹簧绕制成型；3）氧化交联处理；4）高温预烧；5）取出陶瓷弹簧；6）高温终烧，得陶瓷弹簧成品。可得到缺陷较少、均匀致密、粗细可控的连续聚碳硅烷细丝，有效地解决因材料缺陷而导致的陶瓷弹簧使用可靠性下降的问题，工艺简单易行。CN103707390ACN10379ACN103707390A权利要求书1/2页1.一种陶瓷弹簧成型装置，其特征在于设有熔融纺丝成型装置、弹簧绕制成型装置、驱动机构和支架台；所述熔融纺丝成型装置设有上密封盖、顶杆、料桶、喷丝板和下密封盖，所述弹簧绕制成型装置设有卡盘体、3个弧形卡板和卡盘驱动机构，所述卡盘驱动机构设有大锥齿轮和3个小锥齿轮，所述驱动机构设有电动机和控制器；所述上密封盖位于顶杆顶部，上密封盖固设于料桶上，顶杆设在料桶内，喷丝板固定在料桶底部，下密封盖设于喷丝板下方，喷丝板上设有喷丝孔，使用时，固态聚碳硅烷放置于料桶中；所述3个弧形卡板外侧分布有圆弧凹槽，用于防止绕制弹簧时弹簧滑动和形状不规则，卡盘体与电动机主轴前端相连接；3个小锥齿轮和大锥齿轮啮合，大锥齿轮的背面设有平面螺纹结构，3个弧形卡板等分安装在平面螺纹上；当用伏打扳手旋转小锥齿轮时，大锥齿轮便转动，大锥齿轮背面的平面螺纹使3个弧形卡板同时向中心靠近或退出；所述电动机固定在支架台上，控制器外接电源。2.如权利要求1所述一种陶瓷弹簧成型装置，其特征在于所述喷丝孔的直径为1mm。3.如权利要求1所述一种陶瓷弹簧成型装置，其特征在于所述电动机由固定板和固定螺丝固定在支架台上，电动机采用丝杆传动。4.如权利要求1所述一种陶瓷弹簧成型装置，其特征在于所述支架台采用不锈钢支架台。5.一种陶瓷弹簧的制备方法，其特征在于，采用如权利要求1～4中任一所述一种陶瓷弹簧成型装置，所述制备方法包括以下步骤：1）将固态聚碳硅烷放入熔融纺丝成型装置的料桶内，组装完后将盛有固态聚碳硅烷的熔融纺丝成型装置放入真空炉内，升温后并保温，再自然炉冷后取出熔融纺丝成型装置，将熔融的聚碳硅烷放入熔融纺丝机，设置好喷丝温度，然后进行喷聚碳硅烷细丝，在喷丝孔处得到连续聚碳硅烷细丝；2）用伏打扳手旋转小锥齿轮，调整3个弧形卡板构成的圆柱的外径后，装到设置好转速的电动机上，用镊子将连续聚碳硅烷细丝拉至弹簧绕制成型装置弧形卡板的圆弧凹槽上，然后启动电动机，待聚碳硅烷细丝在圆弧凹槽上绕到所需长度后停止电动机，得到聚碳硅烷弹簧；3）将绕有聚碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置从电动机上取下放在石墨纸载样台上，再一起放入高温炉中，通入气氛，氧化交联处理后，自然炉冷；4）将绕有经过氧化交联处理过的聚碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置放在石墨纸载样台上，然后放入高温炉内，通入惰性气体保护，高温预烧，自然炉冷后取出；5）将绕有经过高温预烧的聚碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置竖直放置，卡盘体在下，3个弧型卡板朝上，固定好后用伏打扳手旋转小锥齿轮，使3个弧形卡板同时向中心靠近，使陶瓷弹簧簧丝完全脱离圆弧凹槽，然后将陶瓷弹簧从弹簧绕制成型装置上取出；6）把经过高温预烧过的陶瓷弹簧放置在石墨纸载样台上，然后放入高温炉内，通入惰性气体保护，高温终烧，自然炉冷后取出，即得陶瓷弹簧成品。6.如权利要求5所述一种陶瓷弹簧的制备方法，其特征在于在步骤1）中，所述升温后并保温的条件为：用100min从室温升至200℃，再用100min从200℃升至280～300℃，保2CN103707390A权利要求书2/2页温1～3h；所述喷丝温度可为270～350℃。7.如权利要求5所述一种陶瓷弹簧