陶瓷注射成型技術(shù)專家講座

陶瓷注射成型技術(shù)陶瓷部件注射成型是利用塑性材料在壓力下注射成型原理一個成型原理。在成型過程中需要將熱塑性材料混合在一起。陶瓷注射成型工藝主要有三個步驟組成：第一：熱塑性材料與陶瓷粉體混合成熱熔體，然后注射進入相對冷模具中。第二：這種混合熱熔體在模具中冷凝固化。第三：成型后坯體制品被頂出而脫模。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第1頁陶瓷粉末注射成型技術(shù)概況

粉末注射成型源于20世紀(jì)20年代一個熱壓鑄成型技術(shù)，當(dāng)初已用于生產(chǎn)汽車火花塞等產(chǎn)品。20世紀(jì)50年代，用環(huán)氧樹脂作粘結(jié)劑試制了大量硬質(zhì)合金、難熔金屬、陶瓷等，預(yù)示著此技術(shù)在應(yīng)用中地位。但因理論欠缺，加之制粉、成型和燒結(jié)等技術(shù)存在一系列不足，離應(yīng)用距離還比較遠。到20世紀(jì)80年代，硬質(zhì)合金、陶瓷領(lǐng)域基礎(chǔ)研究發(fā)展和突破，如超細粉制備、先進陶瓷增韌理論和技術(shù)發(fā)展，使該工藝制備材料性能較50年代有很大提升，促使PIM成為比較成熟復(fù)雜形狀制品制備成型技術(shù)。陶瓷粉末注射成型產(chǎn)品全球銷售收入從80年代末4500萬美元到90年代末4.2億美元，并以每年20%~25%速度增加，預(yù)計到年將到達24億美元。只有美國,歐洲和日本PIM產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較成熟，而韓國、新加坡、中國、中國臺灣地域、印度等地均建有PIM生產(chǎn)廠，但產(chǎn)值尚小，正蓄勢待發(fā)。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第2頁陶瓷粉末注射成型技術(shù)應(yīng)用伴隨CIM技術(shù)快速發(fā)展，其已在一些方面得到了應(yīng)用瑞士三分之一手表表殼采取CIM技術(shù)生產(chǎn)，材料是稱永不磨損陶瓷材料氧化鋯日本已將內(nèi)孔直徑為0.015mm氧化鋯光纖接頭實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，每年壟斷了全球數(shù)億美元市場美國已實現(xiàn)氧化鋯剪發(fā)推剪生產(chǎn)和發(fā)動機中氮化硅零部件應(yīng)用等在國內(nèi)中南工業(yè)大學(xué)粉末冶金國家重點試驗室開發(fā)出精密雙螺旋混練機陶瓷內(nèi)襯和含有雙螺紋陶瓷噴嘴等;而華中科技大學(xué)材料學(xué)院應(yīng)用CIM技術(shù)成功開發(fā)出氧化鋯氧傳感器.陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第3頁陶瓷粉末注射成型基本工藝流程圖陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第4頁注射成型技術(shù)對陶瓷粉末要求粉末應(yīng)專門配制，以求高極限填充密度和低成本；

2)粉末不結(jié)塊團聚；3)粉末形狀主要為球形；4)粉末間有足夠摩擦力以防止粘結(jié)劑脫出后坯件變形或塌陷，在大多數(shù)情況下，自然坡度角應(yīng)大于55°；

5)為利于快速燒結(jié)，應(yīng)含有小平均粒度，普通要求小于1μm；6)粉末本身致密，無內(nèi)孔隙；

7)粉末表面清潔，不會與粘結(jié)劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第5頁注射成型粘結(jié)劑體系注射成型中粘結(jié)劑有兩個基本功效。首先在注射成型階段能夠和粉末均勻混合，加熱后能夠使得粉末含有良好流動性；其次，粘結(jié)劑能夠在注射成型后和脫脂期間起到維持坯體形狀作用。能夠說，粘結(jié)劑是粉末注射成型技術(shù)中關(guān)鍵和關(guān)鍵，每次注射成型工藝提升和突破都伴伴隨新粘結(jié)體系誕生。在CIM中，因為粉末粒度比金屬粉末注射成型中細小，粉末本身流動性差，粉末和粘結(jié)劑混合后粉末之間間隙極小，造成脫脂困難，這就對粘結(jié)劑提出了更苛刻要求。所以，作為陶瓷注射成型粘結(jié)劑，必須具備以下條件：陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第6頁陶瓷注射成型粘結(jié)劑必須具備條件（1）好流動特征。對注射成型粘度要適中，粘度太高，粉料不能在粘結(jié)劑中有效分散，不但混練困難，而且極難得到混合均勻坯料，輕易產(chǎn)生成型缺點；粘度太低，會造成陶瓷粉體和粘結(jié)劑分層。另外粘度不能隨溫度波動太大，不然會產(chǎn)生缺點。（2）粘結(jié)劑必須能很好地潤濕粉體，并對粉體有效好粘附作用。通常為了改進粘結(jié)劑潤濕性能，要加入一些表面活性物質(zhì)，降低混合物粘度，增加其流動性。同時，粘結(jié)劑經(jīng)過潤濕顆粒以產(chǎn)生毛細管力吸附顆粒，保持坯體不變形。為了確保坯料穩(wěn)定性，粉體相對于粘結(jié)劑應(yīng)是惰性。（3）粘結(jié)劑由多組份有機物組成。單一有機粘結(jié)劑極難滿足流動性要求，且多組份中某一組份被脫脂移出后，形成開口氣孔，有利于剩下粘結(jié)劑排除。實踐證實，多組份比單一組成粘結(jié)劑脫脂速度要快得多缺點少得多。當(dāng)然多組份粘結(jié)劑有機聚合物之間是相容。（4）粘結(jié)劑含有較高導(dǎo)熱性和較低熱膨脹系數(shù)。這么不但防止因熱應(yīng)力而產(chǎn)生缺點，且能夠降低坯體所受熱沖擊，降低缺點。（5）另外，粘結(jié)劑還必須含有沒有毒害，無污染，不揮發(fā)，不吸潮，循環(huán)加熱性能不改變等。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第7頁各種粘結(jié)劑體系優(yōu)缺點比較體系主要組元優(yōu)點缺點熱塑性體系石蠟、聚乙烯、聚丙烯適用性好、流動性好、易于成型、粉末裝載量高、注射過程易控制脫脂時間長、工藝較復(fù)雜熱固性體系環(huán)氧樹脂、苯酚樹脂注射坯強度高、脫脂速度快注射過程不易控制、適用性差、缺點多凝膠體系甲基纖維素、水、甘油、硼酸有機物少、脫脂速度快生坯強度低、脫脂困難水溶性體系纖維素醚、瓊脂脫脂速度快粉末裝載量小陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第8頁熱塑性粘結(jié)劑系統(tǒng)熱塑性系統(tǒng)是在粘結(jié)劑系統(tǒng)里引入了熱塑性聚合物，加熱時熱塑性聚合物在鏈長方向上以單一基團重復(fù)排列而不交叉。其粘度可依據(jù)聚合物分子量大小，分布以及成型溫度來調(diào)整。這類聚合物很多，常見有：石蠟（PW）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、無規(guī)聚丙烯（APP）、聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸脂（PMMA）、乙烯醋酸乙烯脂共聚物（EVA）、乙烯丙烯酸乙脂共聚物（EEA）。為了提升固相裝載量，普通引入增塑劑，潤濕劑和表面活性劑，如鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二辛酯、硬脂酸、辛酸、微晶石蠟、鈦酸脂、硅烷。因為這些熱塑性系統(tǒng)粘結(jié)劑流動性很好，并能選擇其分子量大小及分布來調(diào)整其脫脂階段熱降解性故得到廣泛應(yīng)用。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第9頁CIM中幾個常見粘結(jié)劑組成

近年來國際上各種陶瓷粉末注射成型中經(jīng)慣用到較經(jīng)典粘結(jié)劑，從表中能夠看出，CIM中用粘結(jié)劑體系還主要屬于熱塑性多組分體系。

粉末組成粘結(jié)劑組成體系Si3N4PW+EVA+PP+PE+SAPW+PP+SA熱塑性ZrO2PW+EVA+SA熱塑性Al2O3PW+PP+SA熱塑性SiC/Si3N4PW+SA熱塑性陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第10頁CIM混料制備

混料是粉末和粘結(jié)劑混合物。在整個注射成型工藝中，粉末和聚合物粘結(jié)劑混合物制備是最主要步驟之一。工藝要求混料含有良好均勻性、良好流變特征，以及好脫脂特征。只有這三個方面都照料到粉末注射系統(tǒng)才是一個成功體系。對選定混合技術(shù)，起主要作用是混合速率、溫度和時間。但假如混合速度和溫度太低，不論多長時間混料也無法均勻，因混料將在不均勻水平上到達平衡，即存在一臨界剪切狀態(tài)。PIM流變學(xué)問題主要就是混料粘度評價表征問題。PIM工藝包括到物料體系和狀態(tài)，可能是純粘性，也可能是粘彈性、粘塑性，故變形流動過程很復(fù)雜，可能現(xiàn)有瞬時變形，也有對時間依存關(guān)系變形（蠕變）。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第11頁CIM混料練泥機

練泥機螺桿、料筒和料斗都采取鍍鉻不銹鋼以增強耐磨性、增加光潔度，預(yù)防異物摻雜；料筒長度要能夠滿足喂料預(yù)熱，但不宜太長，以降低摩擦阻力并降低死料，增加原料利用率。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第12頁混料練泥過程影響原因

粉末干燥：干燥目標(biāo)是為了去除粉末里水分，不然因為水分包覆粉末，降低了粉末同粘結(jié)劑之間潤濕性，使混合變得困難。另外摻入水分會在高溫練泥過程中汽化，造成喂料中夾雜水汽，直接影響喂料質(zhì)量。普通粉末要在200℃條件下干燥2小時。粉末和粘結(jié)劑粗混：粉末和粘結(jié)劑不能直接在練泥機上混合擠出，需先在恒溫加熱皿中進行粗混，使其粘結(jié)成一體，并能剪切制粒。練泥溫度：必須選擇適當(dāng)練泥溫度，這是因為溫度過低，喂料粘度急劇增大，造成喂料和擠出機之間磨損而帶入雜質(zhì)，另外還可能造成在喂料中夾入氣體，帶入注射成型生坯中產(chǎn)生孔隙。溫度過高，會出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象，而且喂料表面易出現(xiàn)褶皺和小裂紋，因為溫度太高會引發(fā)粘結(jié)劑中低分子量成份揮發(fā)，惡化粘結(jié)劑性能并造成粉末同粘結(jié)劑分離。練泥機轉(zhuǎn)速：練泥時因螺桿轉(zhuǎn)速太快而引發(fā)高剪切力會造成喂料中陶瓷粉末對擠出機料筒磨損而引入雜質(zhì)，轉(zhuǎn)速太慢則不能產(chǎn)生適當(dāng)剪切力而造成粘結(jié)劑粘度太低，使得混煉均勻變得很困難，從而引發(fā)后續(xù)缺點。故需要將轉(zhuǎn)速同喂料匹配，使喂料在粘度適當(dāng)條件下進行混煉。

練泥時間：時間過短則練泥混合效果不好，時間過長則練泥混合效率不高陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第13頁混料練泥效果比較

右側(cè)為粗混喂料，左側(cè)是經(jīng)過5次擠練后喂料。經(jīng)過重復(fù)試驗得出，要使處理后ZrO2粉末同粘結(jié)劑混勻必須重復(fù)擠出5次以上，所需時間約300分鐘。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第14頁流變學(xué)對PIM工藝主要性（1）要求混料均勻和組織結(jié)構(gòu)理想。不然PIM成型許多優(yōu)勢將失去。（2）工藝要優(yōu)化。如填充時間，9s和12s在試驗室相差不大，但對規(guī)模生產(chǎn)，這種優(yōu)化就很顯著，注射壓力選擇一樣與流變學(xué)準(zhǔn)確認(rèn)識親密相關(guān)。（3）物料流動分析對制品設(shè)計、模具設(shè)計有十分主要意義。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第15頁注射成型注射成型目標(biāo)是取得所需形狀無缺點、顆粒均勻排布CIM成型坯體。制備好混料普通可在普通塑料注射成型機上注射成型，也能夠在專用粉末注射機上注射成型。成型工藝參數(shù)普通包含注射溫度、注射壓力、注射速度、保壓壓力、保壓冷卻時間和模溫等。工藝參數(shù)若控制不妥則輕易產(chǎn)生各種缺點。注射缺點不能在后續(xù)工藝中消除，所以此過程要嚴(yán)格控制，這對提升產(chǎn)品成品率和材料利用率非常關(guān)鍵。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第16頁立式注射成型機陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第17頁注射成型機構(gòu)組成可塑化機構(gòu)（注射機構(gòu)）合模機構(gòu)（包含模具）油壓機構(gòu)電氣控制機構(gòu)陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第18頁注射成型模具陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第19頁注射成型制備氧化鋯坯體陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第20頁注射成型制備氧化鋯坯體陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第21頁注射成型過程中缺點控制在注射成型過程中缺點控制基本可從兩個方面考慮：首先是成型溫度、壓力和時間三者關(guān)系設(shè)定；另首先是填充時喂料在模腔中流動。因為CIM產(chǎn)品大多數(shù)是形狀復(fù)雜、精度要求高小尺寸零件，混料在模腔流動就牽涉到模具設(shè)計問題，包含進料口位置、流道長度、排氣孔位置等，都需對混料流動性質(zhì)、模腔內(nèi)溫度和殘余應(yīng)力分布等參數(shù)有清楚了解?，F(xiàn)行計算機充模過程動態(tài)模擬，正為注射成型這一步提供理論指導(dǎo)。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第22頁注射過程中缺點分析

注射成型過程中因為工藝參數(shù)控制不妥，或者是喂料本身缺點，以及模具設(shè)計不合理等原因，輕易造成諸如欠注、斷裂、孔洞、變形、毛邊等各種缺點。結(jié)合詳細過程，對常見注射缺點進行分析，并加以控制，以提升生產(chǎn)率和喂料利用率。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第23頁欠注缺點就是指喂料在充模過程中不能充滿整個模腔，如圖所表示。普通在剛開始注射時產(chǎn)生，可能是由喂料溫度或模具溫度過低、加料量不足、喂料粘度過大等原因引發(fā)。經(jīng)過增加預(yù)塑時間升高喂料溫度、升高模具溫度、加大進料量、升高注射溫度降低喂料粘度等辦法能夠消除此缺點。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第24頁斷裂缺點斷裂，如圖所表示。普通發(fā)生在脫模中，往往是脆斷。主要是因為模具溫度太低，或者是保壓和冷卻時間過長，使得坯體溫度大幅下降，引發(fā)收縮太大使坯體緊緊箍在下部凸模上，在模具頂出機構(gòu)強烈沖擊下，很輕易引發(fā)脆斷。經(jīng)過適當(dāng)升高模溫以及降低保壓和冷卻時間，在脫模過程中能夠防止斷裂。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第25頁孔洞缺點孔洞，指在生坯橫截面上能夠發(fā)覺孔隙。有是一個近圓形小孔，有就發(fā)展為幾乎貫通生坯坯體中心通孔，這是常見缺點.注射成型樣品不一樣部位產(chǎn)生氣孔原因也不一樣，普通中部產(chǎn)生氣孔較小，原因可能是喂料本身混合不充分并夾有氣體、注射溫度太高造成粉末同粘結(jié)劑分離。對應(yīng)可經(jīng)過調(diào)整喂料質(zhì)量，降低模溫和注射溫度等辦法消除。而底部產(chǎn)生氣孔較大，有甚至是周身或半周身通孔。產(chǎn)生這么孔洞原因主要是注射時底部排氣不充分而使樣品夾入氣體。因為樣品上部壁薄而底部壁厚，注射過程中流動性喂料在注射壓力下從上向下流動沖模，當(dāng)喂料流體抵達底部時，空腔截面面積突然變大，喂料會沿內(nèi)側(cè)經(jīng)樣品最底面漸進沖模，這么一來最終被沖模地方不是空腔最底面，而是薄壁和厚壁接合處。所以模具上開在底面排氣孔并不能充分排氣，使得氣體聚集，形成比較大孔洞。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第26頁變形和飛邊缺點變形。在脫模過程中，因為模具溫度較高或保壓冷卻時間太短，生坯溫度比較高，沒有收縮但有較強附著力，這使得它整個附著在上部凹模中，需要手動拔出，而且坯體本身強度不高，這么就造成坯體變形或脫模部位不整齊。經(jīng)過降低模具溫度或者增加保壓冷卻時間，能夠在脫模過程中防止樣品變形。飛邊。普通出現(xiàn)在上下模板接合處。原因可能是鎖模力較小，或者是模板之間夾雜有異物，使得兩模板難得準(zhǔn)確配合。因為試驗中所用立式注射機兩模板上下排列，注射過程中余料和其它雜物很輕易掉落在下模板上，假如去除不及時或完全，就會造成兩模板接合處配合不準(zhǔn)確，形成飛邊。經(jīng)過調(diào)整模板位置增加鎖模力以及每次注射完認(rèn)真仔細去除模板上雜物，能夠防止飛邊產(chǎn)生。

陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第27頁脫脂工藝脫脂是經(jīng)過加熱及其它物理方法將成型體內(nèi)有機物排除并產(chǎn)生少許燒結(jié)過程。與配料、成型、燒結(jié)及陶瓷部件后加工過程相比，脫脂是注射成型中最困難和最主要原因。脫脂過程不正確工藝方式和參數(shù)使產(chǎn)品收縮不一致，造成變形、開裂、應(yīng)力和夾雜。脫脂對其后燒結(jié)也很主要，在脫脂過程中產(chǎn)生裂紋和變形不能經(jīng)過燒結(jié)來填補。粘結(jié)劑和脫脂是聯(lián)絡(luò)在一起，粘結(jié)劑決定脫脂方式。當(dāng)前脫脂工藝除了傳統(tǒng)熱脫脂、溶劑脫脂外，還有最近幾年發(fā)展起來催化脫脂以及水基萃取脫脂.陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第28頁熱脫脂熱脫脂是指將成型坯體加熱到一定溫度，使粘結(jié)劑蒸發(fā)或者分解生成氣體小分子，氣體分子經(jīng)過擴散或滲透方式傳輸?shù)匠尚团黧w表面。熱脫脂過程十分遲緩，對厚壁產(chǎn)品更是如此，因為脫脂時間與制品厚度平方成正比。為了提升熱脫脂效率，依據(jù)有機物對微波吸收特征不一樣，采取微波加熱脫脂，大大地縮短了脫脂時間.陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第29頁脫脂工藝曲線陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第30頁熱脫脂工藝影響原因?qū)崦撝に嚠a(chǎn)生影響原因眾多：粘結(jié)劑特征，粉末形狀和粒度，脫脂升溫速度，脫脂分段保溫溫度選擇，分段保溫時間等，須綜合考慮，才能得到適當(dāng)脫脂工藝。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第31頁溶劑脫脂溶劑脫脂首先是溶劑分子擴散進入CIM成型坯，然后粘結(jié)劑溶解于溶劑中形成粘結(jié)劑—溶劑溶體，粘結(jié)劑分子在成型坯內(nèi)經(jīng)過粘結(jié)劑—溶劑溶體擴散至成型坯表面，擴散到成型坯表面粘結(jié)劑分子脫離成型坯進入溶劑溶液中。溶劑脫脂特點是效率高，脫脂時間短，同時，因為其中聚合物不溶解，脫脂時仍可保持坯體不變形，但它易產(chǎn)生溶脹現(xiàn)象，造成坯體開裂.陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第32頁催化脫脂催化脫脂首先由德國著名BASF企業(yè)開發(fā)。其原理是利用一個催化劑把有機載體分子分解為較小可揮發(fā)分子，這些分子比其它脫脂過程中有機載體分子有較高蒸汽壓，能快速地擴散出坯體。催化脫脂工藝所采取粘結(jié)劑體系普通是由聚醛樹脂和起穩(wěn)定作用添加劑組成。聚醛基體系因為極性高和陶瓷粉體之間相容性好，成型坯體強度高。在酸蒸汽催化作用下，聚醛類解聚反應(yīng)普通在110~150℃之間快速進行，反應(yīng)產(chǎn)物是氣態(tài)甲醛單體。此反應(yīng)溫度低于聚甲醛樹脂熔點，以預(yù)防液相生成。這么就防止了熱脫脂過程中因為生成液相而造成生坯軟化，或因為重力、內(nèi)應(yīng)力或粘性流動影響而產(chǎn)生變形和缺點。氣態(tài)酸不透過粘結(jié)劑，反應(yīng)只是在氣體和粘結(jié)劑界面上進行。氣體擴散限制在已形成多孔外殼上，在生坯內(nèi)部不會形成壓力。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第33頁水基萃取脫脂水基萃取脫脂是在萃取脫脂工藝基礎(chǔ)上，經(jīng)過改進而發(fā)展起來一個新型脫脂方法。美國TPT企業(yè)已把這種工藝應(yīng)用于生產(chǎn)（Thermal方法）。此法所用粘結(jié)劑可分為兩部分：一部分是水溶性，如聚乙二醇（PEG）、聚環(huán)氧乙烷（PEO）等；另一部分是不溶于水，如聚乙烯縮丁醛樹脂等聚醛類樹脂。脫脂也分為兩個階段進行：坯體浸于水，水溶性粘結(jié)劑經(jīng)過水瀝?。╨eaching）作用而被脫除，然后部分不溶于水粘結(jié)劑可經(jīng)過加熱等方法進行脫除。這要求水溶性和不溶兩部分粘結(jié)劑在液態(tài)下能完全混溶，且混溶過程快，在不需要很多能量下30分鐘內(nèi)就能夠完成，并形成均勻異相溶液。坯體在40~60℃水中脫脂，為控制瀝取速度和水對坯體影響，水要經(jīng)過去離子處理或加入一些特殊添加劑。普通在3小時之內(nèi)就可把水溶性粘結(jié)劑脫完，這時坯體內(nèi)已形成連續(xù)孔道，為不溶性粘結(jié)劑脫脂提供便利路徑，普通熱脫除時間為2小時左右。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第34頁幾個脫脂工藝優(yōu)缺點比較脫脂工藝優(yōu)點缺點熱脫脂理論發(fā)展成熟、工藝簡單、價格低、不需特殊設(shè)備脫脂速率低、<1mm/h.僅適于小型器件、爐溫控制困難、有缺點溶劑脫脂效率高、脫脂時間短工藝復(fù)雜、需特殊設(shè)備、且對環(huán)境和人體有害、有變形虹吸脫脂可將脫脂速率提升到1-2mm/h、適于壁厚器件、無變形有機載體粉末附著在陶瓷坯體上難以去除、粘結(jié)劑體系有限催化脫脂可將脫脂速率提升到1-2mm/h、適于壁厚器件、無變形脫脂分解氣體有毒、需特殊設(shè)備并進行酸化處理、投資高水基萃取安全可靠、操作工序簡單并和環(huán)境保護要求相適應(yīng)、脫脂速度快粘結(jié)劑體系有限微波脫脂加熱速度快、無溫度梯度和熱應(yīng)力、節(jié)約能量加熱過程極難控制陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第35頁燒結(jié)

燒結(jié)工藝主要是控制陶瓷晶粒尺寸長大，取得所需要相態(tài)材料，并確保得到高燒結(jié)密度和致密陶瓷燒結(jié)體。燒結(jié)工藝兩個主要參數(shù):燒結(jié)溫度和燒結(jié)時間陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第36頁不一樣溫度氧化鋯燒結(jié)試樣斷口SEM圖片

1500℃1550℃1600℃陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第37頁不一樣溫度氧化鋯燒結(jié)試樣斷口SEM分析在1500℃時顆粒圓滑，保持原有未燒結(jié)粉末形貌，1550℃燒結(jié)樣品斷口呈經(jīng)典解理斷口，顆粒尺寸為1μm左右，有不連續(xù)氣孔存在。1600℃燒結(jié)斷口，也為解理型斷口，但顆粒尺寸和空隙尺寸較大，顆粒尺寸約為1.5~2μm，有顯著長大。陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第38頁燒結(jié)溫度對相對密度和收縮率影響陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第39頁燒結(jié)體相態(tài)組成份析燒結(jié)樣品中ZrO2主晶相為四方相，但也有少許單斜相。1550℃燒結(jié)樣品中四方相含量約占85%，而1600℃燒結(jié)樣品中四方相含量僅占65%左右，單斜相含量顯著增多。這說明伴隨燒結(jié)溫度升高，晶粒尺寸變大，促使四方相在低溫下轉(zhuǎn)變成單斜相。所以過高燒結(jié)溫度盡管增加了樣品致密度，但不利于取得細晶粒，保持四方相穩(wěn)定。

a）1550℃燒結(jié)樣品；b）1600℃燒結(jié)樣品陶瓷注射成型技術(shù)專家講座第40頁新型陶瓷粉末注射成型工藝

粉末共注成型技術(shù)粉末共注成型技術(shù)（PCM）是粉末注射成型一個新發(fā)展。此技術(shù)使用雙料筒注射成型機把兩種不一樣粉末/粘結(jié)劑混合料相繼注入模腔。這種工藝使得表面處理在注射成型時完成而不是在制備成品之后再進行。能把產(chǎn)品制備和表面處理在一道工序中完成，其本身從技術(shù)和經(jīng)濟角度考慮就有很大吸引力。低壓注射成型技術(shù)就注射工藝本身而言，低壓注射過程要優(yōu)于高壓注射。普通粘度在1.5-4.0Pa·s之間喂料能夠由0.8Mpa壓縮空氣完成沖模過程，這么能夠去掉傳