先進陶瓷的注射成型法_技術資料【科眾陶瓷】

注射成型是將陶瓷粉末和有機黏結劑混合后，經過注專成型機在130～300℃溫度范圍內將陶瓷粉末注射到金屬模腔內，待其冷卻后黏結刺固化便可以取出成型好的生坯。陶瓷注射成型工藝的優勢主要體現在以下方面：

(1)具有優越的成型能力，能夠生產形狀復雜的精密部件。
(2)由于采用昀原料為較細的粉末顆粒，因此燒結密度高，固相燒結可以獲得95%以上的相對理論密度，而液相燒結可以達到99%以上，其顯微組織細小均勻，具有優良的力學性能。

(3)注射成型在注射過程中處于等靜壓狀態，所得的成型坯體密度均勻．保證了燒結的均勻收縮。因此，注射成型方法制備的部件尺寸精度高，公差小。

(4)注射成型的產品利用率高，燒結零件不需要或只需要進行少量的后續機械加工處理即可使用，降低了生產成本，可以獲得較高的生產效率。

氧化鋯陶瓷零件

1. 注射成型的工藝原理

陶瓷注射成型的原理如下：先將陶瓷粉末與適量的黏結劑混合后制備成適用于注射成型工藝要求的喂料。當溫度升高時，喂料產生較好的流動性，此時在一定的壓力作用下注射成型機將具有流動性的喂料注射到模具的型腔內制成毛坯：待其冷卻后取出已固化的成型坯體在一定的溫度條件下進行脫脂，去除毛坯中所含的黏結劑，再進行燒結獲得所需形狀、尺寸的陶瓷制件。

2 . 注射成型的工藝過程及應用

(1)注射成型的工藝過程
注射成型是陶瓷粉料與熱塑性有機載體相配比、混合，造粒后加入注射機中注射進入模具型腔內，經過填充、冷卻、脫模等過程得到要求的坯體，再將其置于排塑爐內緩慢加熱、加壓，排除有機載體（該過程即為排塑）．最終獲得陶瓷坯體。
?①?喂料的制備
所謂“喂料”是指粉末和黏結劑的混合物。???

a.粉體的性能
由于注射成型所制備的制件燒結后尺寸收縮很大，為了防止其變形和控制尺寸的精度必須提高喂料中粉體的含量，也就是說，必須提高粉體的填充密度。
b.黏結劑的選擇
粉體顆粒和黏結劑混合后形成一定的大小和形狀的團粒，黏結劑在注射成型方法中起著關鍵的作用。對于陶瓷注射成型而言．其理想的黏結劑要求具備以下幾點：
I)使喂料具有良好的流動性來滿足其無缺陷的充型過程。

Ⅱ)黏結劑與陶瓷粉體顆粒的潤濕性好，對粉體顆粒有較好的黏附性，而且黏結劑與粉體顆粒之間不發生化學反應。

Ⅲ)黏結劑一般采用多組元體系。多組分有機物比單一組分的黏結劑更容易滿足注射成型所需喂料的流動性。另外，多組分有機物構成的黏結劑對脫脂更為有利。

Ⅳ)黏結劑要具有較高的導熱性和較低熱膨脹系數，這可以減少熱量的集中于熱沖擊所引起的缺陷。

V)黏結劑中各組元必須化學互溶、相容，不發生相分離。

Ⅵ)黏結劑還必須無毒、無污染、不揮發、不吸潮、循環加熱不變質、易脫除、無殘留、儲藏壽命長等。

c．混合過程混合過程的機制是十分復雜的，通常認為混合過程的機制包括擴散混合機制、對流混合機制和分散機制。

I)擴散混合機制
擴散混合機制認為混合的驅動力來源于兩種不同物質的化學位，這種機制在小分子物質之間，如液體物質之間，混合中起主導所用，因為它可以快速高效地進行。

Ⅱ)對流混合機制
對流混合機制認為通過外力作用，如機械力、熱作用力等，在高黏度流體中引起層流。

Ⅲ)分散混合機制
分散混合機制是指在更高的外力作用下團聚的顆粒尺寸變小．強外力作用下的強布朗運動使體系得到均勻的混合狀態。

②坯料的制備
坯料的制備過程中首先是按照一定的配比獲得喂料，加熱混合后進行干燥固化，此后要進行粉碎造粒，這樣就可以得到塑化的粒狀坯料。
③注射過程
注射過程是整個工藝過程的關鍵T序。陶瓷注射成型過程是借助于高分子聚合物在高溫下熔融、在低溫下凝固的特性來進行成型的。

④脫脂過程脫脂是揩通過加熱或其他物理方法將成型體內的有機物質排除并產生少量燒結的過程。脫脂是注射成型中最為困難和重要的環節，也是注射成型工藝過程中耗時最長的一步。

(2)注射成型的應用目前，適用于注射成型的材料主要有鐵基合金、Fe-Ni合金、鎢基合金、鈦合金、硬質合金、永磁合金等粉末冶金材料，還有氧化鋁、氧化鋯、氮化硅等陶瓷材料。