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注射成型是將陶瓷粉末和有機(jī)黏結(jié)劑混合后，經(jīng)過注專成型機(jī)在130～300℃溫度范圍內(nèi)將陶瓷粉末注射到金屬模腔內(nèi)，待其冷卻后黏結(jié)刺固化便可以取出成型好的生坯。陶瓷注射成型工藝的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下方面：

(1)具有優(yōu)越的成型能力，能夠生產(chǎn)形狀復(fù)雜的精密部件。
(2)由于采用昀原料為較細(xì)的粉末顆粒，因此燒結(jié)密度高，固相燒結(jié)可以獲得95%以上的相對理論密度，而液相燒結(jié)可以達(dá)到99%以上，其顯微組織細(xì)小均勻，具有優(yōu)良的力學(xué)性能。

(3)注射成型在注射過程中處于等靜壓狀態(tài)，所得的成型坯體密度均勻．保證了燒結(jié)的均勻收縮。因此，注射成型方法制備的部件尺寸精度高，公差小。

(4)注射成型的產(chǎn)品利用率高，燒結(jié)零件不需要或只需要進(jìn)行少量的后續(xù)機(jī)械加工處理即可使用，降低了生產(chǎn)成本，可以獲得較高的生產(chǎn)效率。

氧化鋯陶瓷零件

1. 注射成型的工藝原理

陶瓷注射成型的原理如下：先將陶瓷粉末與適量的黏結(jié)劑混合后制備成適用于注射成型工藝要求的喂料。當(dāng)溫度升高時(shí)，喂料產(chǎn)生較好的流動性，此時(shí)在一定的壓力作用下注射成型機(jī)將具有流動性的喂料注射到模具的型腔內(nèi)制成毛坯：待其冷卻后取出已固化的成型坯體在一定的溫度條件下進(jìn)行脫脂，去除毛坯中所含的黏結(jié)劑，再進(jìn)行燒結(jié)獲得所需形狀、尺寸的陶瓷制件。

2 . 注射成型的工藝過程及應(yīng)用

(1)注射成型的工藝過程
注射成型是陶瓷粉料與熱塑性有機(jī)載體相配比、混合，造粒后加入注射機(jī)中注射進(jìn)入模具型腔內(nèi)，經(jīng)過填充、冷卻、脫模等過程得到要求的坯體，再將其置于排塑爐內(nèi)緩慢加熱、加壓，排除有機(jī)載體（該過程即為排塑）．最終獲得陶瓷坯體。
?①?喂料的制備
所謂“喂料”是指粉末和黏結(jié)劑的混合物。???

a.粉體的性能
由于注射成型所制備的制件燒結(jié)后尺寸收縮很大，為了防止其變形和控制尺寸的精度必須提高喂料中粉體的含量，也就是說，必須提高粉體的填充密度。
b.黏結(jié)劑的選擇
粉體顆粒和黏結(jié)劑混合后形成一定的大小和形狀的團(tuán)粒，黏結(jié)劑在注射成型方法中起著關(guān)鍵的作用。對于陶瓷注射成型而言．其理想的黏結(jié)劑要求具備以下幾點(diǎn)：
I)使喂料具有良好的流動性來滿足其無缺陷的充型過程。

Ⅱ)黏結(jié)劑與陶瓷粉體顆粒的潤濕性好，對粉體顆粒有較好的黏附性，而且黏結(jié)劑與粉體顆粒之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

Ⅲ)黏結(jié)劑一般采用多組元體系。多組分有機(jī)物比單一組分的黏結(jié)劑更容易滿足注射成型所需喂料的流動性。另外，多組分有機(jī)物構(gòu)成的黏結(jié)劑對脫脂更為有利。

Ⅳ)黏結(jié)劑要具有較高的導(dǎo)熱性和較低熱膨脹系數(shù)，這可以減少熱量的集中于熱沖擊所引起的缺陷。

V)黏結(jié)劑中各組元必須化學(xué)互溶、相容，不發(fā)生相分離。

Ⅵ)黏結(jié)劑還必須無毒、無污染、不揮發(fā)、不吸潮、循環(huán)加熱不變質(zhì)、易脫除、無殘留、儲藏壽命長等。

c．混合過程混合過程的機(jī)制是十分復(fù)雜的，通常認(rèn)為混合過程的機(jī)制包括擴(kuò)散混合機(jī)制、對流混合機(jī)制和分散機(jī)制。

I)擴(kuò)散混合機(jī)制
擴(kuò)散混合機(jī)制認(rèn)為混合的驅(qū)動力來源于兩種不同物質(zhì)的化學(xué)位，這種機(jī)制在小分子物質(zhì)之間，如液體物質(zhì)之間，混合中起主導(dǎo)所用，因?yàn)樗梢钥焖俑咝У剡M(jìn)行。

Ⅱ)對流混合機(jī)制
對流混合機(jī)制認(rèn)為通過外力作用，如機(jī)械力、熱作用力等，在高黏度流體中引起層流。

Ⅲ)分散混合機(jī)制
分散混合機(jī)制是指在更高的外力作用下團(tuán)聚的顆粒尺寸變小．強(qiáng)外力作用下的強(qiáng)布朗運(yùn)動使體系得到均勻的混合狀態(tài)。

②坯料的制備
坯料的制備過程中首先是按照一定的配比獲得喂料，加熱混合后進(jìn)行干燥固化，此后要進(jìn)行粉碎造粒，這樣就可以得到塑化的粒狀坯料。
③注射過程
注射過程是整個工藝過程的關(guān)鍵T序。陶瓷注射成型過程是借助于高分子聚合物在高溫下熔融、在低溫下凝固的特性來進(jìn)行成型的。

④脫脂過程脫脂是揩通過加熱或其他物理方法將成型體內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)排除并產(chǎn)生少量燒結(jié)的過程。脫脂是注射成型中最為困難和重要的環(huán)節(jié)，也是注射成型工藝過程中耗時(shí)最長的一步。

(2)注射成型的應(yīng)用目前，適用于注射成型的材料主要有鐵基合金、Fe-Ni合金、鎢基合金、鈦合金、硬質(zhì)合金、永磁合金等粉末冶金材料，還有氧化鋁、氧化鋯、氮化硅等陶瓷材料。

3. 注射成型所用模具

注射成塑所用模具通常為金屬模具．在模具的設(shè)計(jì)方面應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)在金屬模具內(nèi)部生坯的收縮很小，通常為0.1% -0.2%，因此坯體與金屬摸具的尺寸基本相同。

(2)金屬模具必須沒有冷卻溝槽以便進(jìn)行冷卻、加熱，使金屬模具保持一定的溫度，冷卻溝槽與溫度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)相連。

(3)金屬模具內(nèi)最細(xì)的注人口部分由于通過高速高壓成型坯料很容易磨損。有的則采用在缸筒內(nèi)壁鍍上一層鎳鉻合金來提高其耐磨性。

4.注射成型的機(jī)械設(shè)備

注射成型機(jī)一般由注射機(jī)構(gòu)、合模機(jī)構(gòu)、油壓機(jī)構(gòu)和電子、電氣控制機(jī)構(gòu)所組成。注射成型機(jī)因塑化機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同分為兩類：柱塞式注射成型機(jī)、液壓螺桿式注射成型機(jī)。

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本文“先進(jìn)陶瓷的注射成型法”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時(shí)間：2017-02-22 14:49:25
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