陶瓷成型工藝

陶瓷成型工藝01注漿成型法注漿成型是一種非常簡(jiǎn)便且靈活性很強(qiáng)的成型技術(shù)，它的基本原理是用水等制作成帶有流動(dòng)性的泥漿，將泥漿注入多孔質(zhì)石膏模型內(nèi)，因?yàn)槟＞叨嗫仔运哂械牡拿?xì)管吸力，模具內(nèi)壁從漿料中吸取水分從而沿模壁形成固化的坯體，待坯體形成一定的強(qiáng)度即可脫模。工藝流程：粉末→漿料→注漿→脫?！稍铩团鞣诸悾嚎招淖{、實(shí)心注漿、壓力注漿、真空輔助注漿、離心注漿。工藝特點(diǎn)：（1）采用廉價(jià)的石膏模具，設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，適合于復(fù)雜形狀的陶瓷零部件及大尺寸陶瓷制品的制造；（2）成型工藝控制方便、產(chǎn)品致密度高。應(yīng)用：適用于各種陶瓷產(chǎn)品，凡是形狀復(fù)雜、不規(guī)則的、薄的、體積較大且尺寸要求不嚴(yán)的器物都可用注漿法成型。一般日用陶瓷中的花瓶、湯碗、橢圓形盤、茶壺、手柄等。02流延成型流延成型又稱為刮刀成型。它的基本原理是將具有合適黏度和良好分散性的陶瓷漿料從流延機(jī)漿料槽刀口處流至基帶上，通過(guò)基帶與刮刀的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使?jié){料鋪展，在表面張力的作用下形成具有光滑上表面的坯膜，坯膜的厚度主要由刮刀與基帶之間間隙來(lái)調(diào)控。坯膜隨基帶進(jìn)入烘干室，溶劑蒸發(fā)有機(jī)黏結(jié)劑在陶瓷顆粒間形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成具有一定強(qiáng)度和柔韌性的坯片，干燥的坯片與基帶剝離后卷軸待用。然后可按所需形狀切割，沖片或打孔，最后經(jīng)過(guò)燒結(jié)得到成品。工藝流程：包括漿料制備、流延成型、干燥、脫脂、燒結(jié)等工序，其中最關(guān)鍵的是漿料的制備和流延工藝的控制。工藝特點(diǎn)：（1）設(shè)備不太復(fù)雜，工藝穩(wěn)定，可連續(xù)生產(chǎn)，效率高，自動(dòng)化程度高，坯膜性能均一且易于控制,適于制造各種超薄形陶瓷器件，氧化鋁陶瓷基片等；（2）坯體密度小，收縮性高。應(yīng)用：厚膜和薄膜電路用Al2O3基片、壓電陶瓷膜片、結(jié)構(gòu)陶瓷薄片、電容器、熱敏電阻、鐵氧體和壓電陶瓷坯體，混合集成電路基片等。03干壓成型干壓成型采用壓力將陶瓷粉料壓制成一定形狀的坯體。其實(shí)質(zhì)是在外力作用下，粉體顆粒在模具內(nèi)相互靠近，并借內(nèi)摩擦力牢固地結(jié)合起來(lái)，保持一定的形狀。工藝流程：將經(jīng)過(guò)造粒、流動(dòng)性好，顆粒級(jí)配合適的粉料，裝入金屬模腔內(nèi)，通過(guò)壓頭施加壓力，壓頭在模腔內(nèi)位移，傳遞壓力，使模腔內(nèi)粉體顆粒重排變形而被壓實(shí)，形成具有一定強(qiáng)度和形狀的陶瓷素坯。工藝特點(diǎn)：（1）工藝簡(jiǎn)單，操作方便，周期短，效率高，便于實(shí)行自動(dòng)化生產(chǎn)；（2）坯體密度大，尺寸精確，收縮小，機(jī)械強(qiáng)度高，電性能好；（3）對(duì)大型坯體生產(chǎn)有困難，模具磨損大、加工復(fù)雜、成本高；（4）加壓只能上下加壓，壓力分布不均勻，致密度不均勻，收縮不均勻，會(huì)產(chǎn)生開裂、分層等現(xiàn)象。應(yīng)用：特別適宜于各種截面厚度較小的陶瓷制品制備，如陶瓷密封環(huán)、閥門用陶瓷閥芯、陶瓷襯板、陶瓷內(nèi)襯等。04等靜壓成型將待壓試樣置于高壓容器中，利用液體介質(zhì)不可壓縮的性質(zhì)和均勻傳遞壓力的性質(zhì)從各個(gè)方向?qū)υ嚇舆M(jìn)行均勻加壓，當(dāng)液體介質(zhì)通過(guò)壓力泵注入壓力容器時(shí)，根據(jù)流體力學(xué)原理，其壓強(qiáng)大小不變且均勻地傳遞到各個(gè)方向，通過(guò)上述方法使瘠性粉料成型致密坯體的方法稱為等靜壓法。工藝流程：工藝特點(diǎn)：形狀準(zhǔn)確、效率高、設(shè)備及技術(shù)條件復(fù)雜。應(yīng)用：瓷棒瓷套、火花塞、高氧化鋁電瓷等。05擠壓成型擠壓成型也稱擠出成型或擠制成型，該工藝是將陶瓷粉與可提供塑性的黏土或有機(jī)黏結(jié)劑與水一起混合和反復(fù)混煉，并通過(guò)真空除氣和陳腐等工藝環(huán)節(jié)使待擠出的坯料獲得良好的塑性和均勻性，然后在擠出螺旋或柱塞的作用下，通過(guò)擠壓機(jī)嘴處的模具擠出得到所需形狀的產(chǎn)品。工藝流程：工藝特點(diǎn)：（1）污染小，操作易于自動(dòng)化，可連續(xù)生產(chǎn)，效率高；（2）適合管狀、棒狀產(chǎn)品的生產(chǎn)。但擠嘴結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高；（3）由于溶劑和結(jié)合劑較多，因此坯體在干燥燒成時(shí)收縮較大，性能受到影響。容易出現(xiàn)翹曲變形、分層結(jié)構(gòu)、撕裂、開裂、固液分離、氣孔及夾雜物等缺陷。應(yīng)用：擠壓成型適用于制造截面一致的陶瓷產(chǎn)品，特別是對(duì)長(zhǎng)寬比高的管狀或棒狀產(chǎn)品。目前廣泛應(yīng)用于制備陶瓷爐管、催化劑載體或支撐體、熱交換器管、汽車尾氣過(guò)濾用蜂窩陶瓷載體，陶瓷棍棒等各種陶瓷產(chǎn)品，同時(shí)也可用于片狀電容器、磁性材料基板、電子基片的成型。06注射成型陶瓷注射成型（ceramicinjectionmolding，CIM），是將聚合物注射成型方法與陶瓷制備工藝相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的一種制備陶瓷零部件的新工藝。工藝流程：1）注射喂料的制備：將合適的有機(jī)載體與陶瓷粉末在一定溫度下混煉、干燥、造粒，得到注射用喂料；2）注射成型：混煉后的注射混合料于注射成型機(jī)內(nèi)被加熱轉(zhuǎn)變?yōu)檎吵硇匀垠w，在一定的溫度和壓力下高速注入金屬模具內(nèi)，冷卻固化為所需形狀的坯體，然后脫模；3）脫脂：通過(guò)加熱或其它物理化學(xué)方法，將注射成型坯體內(nèi)的有機(jī)物排除；4）燒結(jié)：將脫脂后的陶瓷素坯在高溫下致密化燒結(jié)，獲得所需外觀形狀、尺寸精度和顯微結(jié)構(gòu)的致密陶瓷部件。工藝特點(diǎn)：1)可近凈成型直接各種幾何形狀復(fù)雜及有特殊要求的小型陶瓷零部件，使燒結(jié)后的陶瓷產(chǎn)品無(wú)需進(jìn)行機(jī)加工或少加工，從而減少昂貴的陶瓷加工成本。2)機(jī)械化和自動(dòng)化程度高，成形周期短，僅為澆注、熱壓成形時(shí)間的幾十分之一至幾百分之一，坯件的強(qiáng)度高，可自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程中的管理和控制也很方便，適宜大批量生產(chǎn)。3)由于粘結(jié)劑有較好的流動(dòng)性，注射成形坯件的致密度相當(dāng)均勻。4)由于粉末和粘結(jié)劑的混合很均勻，粉末之間的間隙很小，燒結(jié)過(guò)程中的收縮特性基本一致，所以制備各部位密度均勻，幾何尺寸精度及表面光潔度高。應(yīng)用：陶瓷注射成型已廣泛用于各種陶瓷粉料和各種工程陶瓷制品的成型。通過(guò)該工藝制備的各種精密陶瓷零部件，已用于航空、汽車、機(jī)械、能源、光通訊、生命醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。07熱壓鑄成型熱壓鑄成型是利用石蠟受熱熔化和遇冷凝固的特點(diǎn)，將無(wú)可塑性的瘠性陶瓷粉料與熱石蠟液均勻混合形成可流動(dòng)的漿料，在一定壓力下注入金屬模具中成型，冷卻待蠟漿凝固后脫模取出成型好的坯體。坯體經(jīng)適當(dāng)修整，埋入吸附劑中加熱進(jìn)行脫蠟處理，最后經(jīng)燒結(jié)成最終制品。工藝流程：工藝特點(diǎn)：1）可成型形狀復(fù)雜的陶瓷制品，尺寸精度高，幾乎不需要后續(xù)加工，是制作異形陶瓷制品的主要成型工藝；2）設(shè)備價(jià)廉、模具磨損小，生產(chǎn)成本相對(duì)較低；3）操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度不大，生產(chǎn)效率高；4）對(duì)原料適用性強(qiáng)，如氧化物、非氧化物、復(fù)合原料及各種礦物原料均可適用。應(yīng)用：可應(yīng)用于各種復(fù)雜形狀的工程陶瓷零部件。08凝膠注模成型凝膠注模成型是近年來(lái)發(fā)明的一種新的陶瓷成型技術(shù)。凝膠注模成型是將含有有機(jī)單體的低粘度、高固相含量的陶瓷料漿澆注到不吸水的模型中，然后在引發(fā)劑和催化劑的作用下，使料漿中的有機(jī)單體交鏈聚合成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使?jié)鈶腋◇w原位固化。工藝流程：工藝特點(diǎn)：1)適用陶瓷粉末能力強(qiáng)，對(duì)粉體無(wú)特殊要求；2)可實(shí)現(xiàn)近凈尺寸成型，可制備出大尺寸和復(fù)雜形狀及壁厚的部件，模具可選用多種材料；3)成型周期短，