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氧化铝陶瓷注射成型的技术要点

202301-13
来源:卓米科技关键词:氧化铝陶瓷注射成型的技术要点浏览量:68

氧化铝陶瓷是结构陶瓷的主力军,在陶瓷领域内有着重要的地位,目前,氧化铝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。随着氧化铝陶瓷应用领域不断增加,对于陶瓷件的复杂度、精密度等方面提出了更严苛的要求。因此,也对氧化铝陶瓷的制造提出了更高的要求:

● 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。氧化铝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。

氧化铝陶瓷材料低塑性的特点决定了其成型工艺中,是可以近净成型方式进行的。但传统的氧化铝陶瓷成型技术在匹配这些需求时显得力不从心。为了满足这些要求,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,衍生出了陶瓷注射成型法(CIM),用于加工氧化铝陶瓷制品,取得了满意的效果。

氧化铝陶瓷注射成型工艺原理

氧化铝陶瓷注射成型的基本工艺过程为将氧化铝粉和其他无机材料粉末混合后,添加一定量的粘结剂,一般为石蜡、聚乙二醇、聚醛树脂等。为使这些陶瓷粉末具备塑料的可注塑性,粘结剂的添加量远远超过常规干压成型等方法所需要的粘结剂含量。粘结剂与氧化铝陶瓷粉体均质后进入特制的陶瓷注塑机进行成型,然后再用各种方式脱脂、烧结,经加工制成产品。

整个工艺中应注意和掌握的技术问题有以下四个方面。

① 原料的流动性

注射成形所用的陶瓷颗粒一般由80-90%(重要比,下同)的粉末和10~20%的粘结剂组成。粘结剂在脱脂工序中去掉,因此添加量以低限度为宜,但应注意若添加量不足会影响成形效果。此外,陶瓷颗粒的流动性在粒度越小、形状越偏离球形时越差。因此,应用尽可能简便的方法对流动性进行测试。

② 成形条件产生的缺陷

成形条件如果不正确,会产生各种缺陷。其中关键的是熔焊线条,若成形体带有通孔或盲孔,则容易出现这种缺陷。因此,必须注意模具的设计,特别是开口的类型、位置、大小及个数。同时应注意注射成形的注射温度和速度间的平衡。

此外,为了避免发生表面粗糙、裂纹、长条痕、变形等缺陷。在成形困难的情况下,可在注射成形机中装设自适应控制器,进行细微的控制。

③ 脱脂

本工序又称去掉粘结剂,通常升温速度为3~5℃/b,约进行5~10日,但在0.5MPa压力的保护气氛下进行时,40小时可结束脱脂。

④ 烧结

热工等参数可根据陶瓷的种类而定。烧结中的线收缩率约为15-20%,形状比较复杂或壁较厚的工作,容易在烧结中产生裂纹,应注意防止。


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