陶瓷成型工艺原理及方法.pdf

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1、成型工艺原理及方法(1)成形方法分类与选择模压成型、注浆成型、塑性成型原理及工艺浆料原位固化成型技术薄型陶瓷膜片成型计算机辅助无膜成型技术原理成型方法分类及选择成型是将制备好的坯料，用各种不同的方法制成具有一定形状和尺寸的坯体(生坯)的过程成型需满足的要求：➢坯体符合产品要求的生坯形状和尺寸(考虑收缩)➢坯体应具有相当的机械强度，便于后续工作的操作➢坯体结构均匀，具有一定的致密度➢成型过程适合于多、快、好、省的组织生产从工艺上来讲，根据坯料的性能和含水量的不同，陶瓷的成型方法可分为三类：注浆成型、可塑成型和压制成型成型方法

2、分类热法（热压铸法）：钢模注浆成型法常压冷法注浆坯料含水量冷法加压冷法注浆石膏模30%~40%抽真空冷法注浆成型有模坯料含水量18%~26%可塑成型法方法无模干压成型法：使用钢模，坯料含水量6%~8%等静压成型法：使用橡皮模，坯料含水量1.5%~3%成型方法的选择(1)产品的形状、大小、厚薄。一般形状复杂、大件、薄壁产品，可采用注浆成型法。而具有简单回转体形状的器皿则采用旋压或滚压成型(2)坯料的工艺性能。可塑性好的坯料适用于可塑成型，可塑性差的坯料适用注浆或干压成型。(3)产品的产量和质量要求。产量大的产品可采用可塑成型，产量小的产品

3、可采用注浆成型。(4)成型设备要简单，劳动强度要小，劳动条件要好。(5)技术指标要高，经济效益要好模压成型成型原理：将经过造粒、流动性好、颗粒级配合适粉料，装入模具内，通过施加外压力，使粉料压制成一定的坯体。造粒粉的制备工艺：在原料细粉中加入一定量的塑化剂，制成颗粒较粗、具有一定颗粒级配、流动性的团粒(一般20~80目)，以利于先进陶瓷坯体的压制成型(1)手工造粒法：实验室(2)加压造粒法：塑化剂混合均匀，在液压机上用压模以18~25MPa的压力保压1min，压成圆饼，破碎过筛(3)喷雾干燥造粒法：将混有适量塑化剂的粉料预先做成浆料

4、，再用喷雾器喷入造粒塔进行雾化和热风干燥(4)冻结干燥法：将金属盐水溶液喷雾到低温有机液体中，液体立即冻结，冻结物在低温减压条件下升华，脱水后热分解，得成型坯料压制过程坯体的变化➢密度的变化：加压第一阶段，坯体密度急剧增加；第二阶段，当压力继续增加时，坯体密度增加缓慢，后期几乎无变化；第三阶段，当压力超过某一数值后，坯体的密度又随压力增高而加大。➢强度的变化：第一阶段压力较低，颗粒间接触面积较小，所以强度不大。第二阶段成型压力增加，颗粒位移、填充孔隙、颗粒发生弹-塑性变形，颗粒间接触面积大大增加，出现原子间力的相互作用，因此强度呈直线提

5、高。压力继续增大至第三阶段，坯体密度和孔隙变化不明显，强度变化也比较平坦。➢坯体中压力的分布：最大问题是压力分布不均匀，即不同部位受到的压力不等，因而导致坯体各部分的密度出现差别。加压方式与压力分布单向加压一端加压，受压面密度大，未加压端密度小双向加压：坯体两边受压，两端密度大，中间密度小改进的双向加压：(1)先上加压，后下加压(2)加润滑剂并造粒模压成型工艺参数控制及特点➢成型压力取决于坯体的形状、高度、粘合剂种类与用量、粉体的流动性、坯体的致密度➢加压速度与保压时间加压快、保压时间短，坯体中气体不容易排出，压力未传递到应有的深

6、度，压力不均匀；加压慢、保压时间长，效率低➢模型成型特点优点：工艺简单、容易实现机械化自动化生产；坯体密实、烧结收缩小，机械、抗电击穿强度较高缺点：必须具备一定功率P的加压设备；模具成本高，且磨损大，需经常更换；具有明显的各向异性，影响其坯体的均匀性。目前主要用于圆片、薄片状电子元件干压成型设备注浆成型(1)石膏模注浆成型利用石膏吸水性的一种成形方法。其过程：(水＋粉料)倒入事先制作好、吸水性很强的石膏模中，浆料中之水分向石膏模壁渗透，因而浆料便沿石膏模壁固化。到一定厚度后，可倾出剩余浆料。对注浆成型所用的料浆，必须具备以下性能：流动

7、性和稳定性好(不易分层和沉淀)、触变性要小、含水量尽可能少、渗透性要好、脱模性要好、尽可能不含气泡注浆成型特点优点:技术简单、成本低、适用各种复杂坯体；缺点:自动化程度低，强度差、收缩大、形变显著注浆成型改进压力注浆：外加压力代替毛细管力，控制注浆厚度真空注浆：模具周围被抽真空(1bar)离心注浆：被旋转的模具可保证浆料完全填满模腔超声注浆：增加密度或改善触变性浆料的流变行为，有利于促进气泡排除，改善均匀性(2)热压铸成型工艺原理:将煅烧过的熟瓷粉和石蜡等制成之蜡块熔化，后在压缩空气的作用之下，使之迅速充满模具各个部分，保压冷凝，便

8、可脱模获得腊坯体。在惰性粉粒的保护之下，将蜡坯进行高温排蜡，清除保护粉粒后得半熟的坯体右图为热压铸机示意图1.工作台2.热油浴锅3.腊浆桶4.加热装置5.9阀门6.活塞7.模具8.温度计10.脚控踏板11.