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氧化锆陶瓷的注塑成型工艺

来源:www.taocibang.net作者:氧化锆陶瓷加工更新时间:2015-12-03 点击:

氧化锆陶瓷亦称精密陶瓷、特种陶瓷、或耐磨陶瓷>耐磨陶瓷。它是采用高度精选的原料,按照特殊的制造工艺生产,能精确控制化学组成和具有优异性能的陶瓷。目前,氧化锆陶瓷主要使用在高技术和尖端工业,如微电子、核反应堆、航天、磁流体发电、人工骨和人工关节等方面。氧化锆陶瓷在制造工艺上,应当满足以下三方面的要求。

精选的原料要选用高纯度的,颗粒应尽可能的细;

严格控制化学成分。制造过程中要防止杂质混入和成分本身的挥发,对烧结件的颗粒度、界面、气孔等要严格控制,以达到质量稳定和具有再现性;

精确的形状和尺寸。氧化锆陶瓷制件一般不经加工,直接使用,特别是陶瓷电子器件要求较高的精度。

氧化锆陶瓷管

氧化锆陶瓷和普通陶瓷在成分和制造工艺上都有很大的差别。普通陶瓷经过原料配制、坯料成形和窑炉烧成三道工序制成;而氧化锆陶瓷大多采用粉末烧结法制造。在成形技术方面,由于陶瓷的硬度极高,难于切割加工,特别对于形状复杂的非对型制品,如汽车发动机中的增压器转子,骨骼、牙齿等生物陶瓷制品,在成形烧结以后即为成品,无需再加工。为了满足这一要求,人们模仿高分子材料工业的注射成形技术生产塑料零件的方法,加工氧化锆陶瓷制品,取得了满意的效果。

陶瓷注射成形技术,是在陶瓷粉料中加入热塑性树脂、热固性树脂,增塑剂和减摩剂,使陶瓷粉料成为粘性弹体,然后将加热混炼后的料浆从喷口射入金属模内,冷却固化即成。常用的热塑性树脂有聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯,加入量为10-30%。这一技术很大程度地提高了形状复杂产品成形的精度和可靠性。

注射成形设备

注射成形机一般由增塑装置(或注射装置)、合模装置、油压装置以及电子、电源控制装置组成。其类型根据增塑装置内部结构的不同,可以分为柱塞式和并联螺旋桨式。近年来,一般认为后者优点较多。

注射成形机是以电子、电源控制装置为中枢,在驱动油压装置的同时使增塑装置、合模装置顺次工作。其工作程序是:陶瓷原料由漏斗放入,进入缸体,原料在送人缸体端部的同时,进行熔化、搅拌,经缸体端部的喷嘴注射至金属模具的型腔中获得坯件。国外先进的控制系统采用屏幕显示方式(如利用示波管、等离子、电致发光、液晶),以及设计图形控制台方式或二者组合的复合控制台方式。

模具材料一般采用高洁度、耐磨性、耐腐蚀性均优良的合金钢。模具设计应当符合陶瓷一高分子系统的流动特性。为了减少成形体的收缩,避免模具体内空气卷入成形体,因此模具要考虑控制放出口。在环状制品上,栅的对侧易产生熔合纹,所以也要注意栅的位置。为了使注塑条件最优化,需要依靠模具、料筒等的温度管理和模具内的压力传感器进行细致的管理。此外,模具上应有冷却槽,可以冷却和加热,依靠温度调节器使模具温度保持恒定,对提高成形体的精度很有效。由于原料中要大量使用有机材料,为了不使毛坯产生热裂,不剩碳渣地进行脱脂也是一个重要课题。

氧化锆陶瓷注塑成型工艺

陶瓷的注塑成形原理和塑料的注塑成形基本相同。只是塑料内混合大量的陶瓷粉末。为了改进注塑成形条件,必须选择与使用原料匹配的有机材料,并要选定添加量。为了获得致密又均匀的注塑成形体,陶瓷粉末的浓度要高些。但过高将使成形性能变差。为改进混炼坯料的流动性,应降低分散剂高分子系的粘度。作为前处理很重要的是提高陶瓷粉末的分散性,为了提高高分子的流动性,需添加适当的增塑剂和润滑剂。陶瓷原料的粒度一般为1μm,加入粘结剂(或称为添加剂),经充分混合、搅拌。

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