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陶瓷型芯——氧化鋯陶瓷生產工藝

成型

氧化鋯陶瓷的成型有干壓成型、等靜壓成型、注漿成型、熱壓鑄成型、流延成型、注射成型、塑性擠壓成型、膠態凝固成型等。其中使用*廣泛的是注塑與干壓成型。

(1)注漿成型

注漿成型的成型過程包括物理脫水過程和化學凝聚過程,物理脫水通過多孔的石膏模的毛細作用排除漿料中的水分,化學凝聚過程是因為在石膏模表面CaSO4 的溶解生成的Ca2+提高了漿料中的離子*度,造成漿料的絮凝。在物理脫水和化學凝聚的作用下,陶瓷粉體顆粒在石膏模壁上沉積成型。注漿成型適合制備形狀復雜的大型陶瓷部件,但坯體質量,包括外形、密度、*度等都較差,工人勞動*度大且不適合自動化作業。

(2)熱壓注成型

熱壓注成型是在較高溫度下(60~100℃)使陶瓷粉體與粘結劑(石蠟)混合,獲得熱壓鑄用的料漿,漿料在壓縮空氣的作用下注入金屬模具,保壓冷卻,脫模得到蠟坯,蠟坯在惰性粉料保護下脫蠟后得到素坯,素坯再經高溫燒結成瓷。熱壓注成型的生坯尺寸*,內部結構均勻,模具磨損較小,生產效率高,適合各種原料。蠟漿和模具的溫度需嚴格控制,否則會引起欠注或變形,因此不適合用來制造大型部件,同時兩步燒成工藝較為復雜,能耗較高。

(3)流延成型

流延成型是把陶瓷粉料與大量的有機粘結劑、增塑劑、分散劑等充分混合,得到可以流動的粘稠漿料,把漿料加入流延機的料斗,用刮刀控制厚度,經加料嘴向傳送帶流出,烘干后得到膜坯。此工藝適合制備薄膜材料,為了獲得較好的柔韌性而加入大量的有機物,要求嚴格控制工藝參數,否則易造成起皮、條紋、薄膜*度低或不易剝離等缺陷。所用的有機物有毒性,會產生環境污染,應盡可能采用無毒或少毒體系,減少環境污染。[1]

脫脂排

除了以干壓為基礎的成型技術外,其它工藝成型的產品都要進行脫脂排膠處理后方可入爐燒結,因為除干壓成型外的其它工藝會在成型時在鋯粉里加入*定比例的塑化劑,這些塑化劑在產品成型后*必須去除,不然會對燒結出的產品造成嚴重的品質影響。塑化劑主要為石蠟及其它高分子材料所構成,要求這些材料在*定溫度下表現出具有很好的塑性與流動性,常溫下則要有*定的韌性及*度。

燒結

氧化鋯陶瓷可采用的方法通常有: ⑴無壓燒結,⑵熱壓燒結和反應熱壓燒結,⑶熱等靜壓燒結(HIP),⑷微波燒結, ⑸*高壓燒結, ⑹放電等離子體燒結(SPS),⑺原位加壓成型燒結等。常以無壓燒結為主。


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