陶瓷注射成型技术.doc

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1、陶瓷注射成型明亮（理工大学材料学院市省430000）摘要：陶瓷注射成型是一种近净尺寸陶瓷可塑成型方法，是当今国际上发展最快、应用最广的陶瓷零部件精密制造技术。详细阐述了陶瓷注射成型技术的关健因素，重点介绍了粘结剂、注射成型及脱脂等关健工艺及其研究现状，并在此基础上评价和展望了该技术的发展前景。关键词：陶瓷注射成型；粘结剂；脱脂；现状CeramicInjectionMoldingLiumingliangAbstract:Ceramicinjectionmolding(CIM)isanear-net-shapeformingprocessforfabricatingceramiccompon

2、ents,whichisextensivelyusedinfabricatingpartswithhighprecisionandcomplexshapeandreceivedgreatattentionnow.Inthispaper,thekeystepsofCIMaredetailedlyreviewed.Theirresearchstatusandthetechno1ogiesinvolvedincludingbinder，injectionprocess，debindingandsoonarediscussed.Atlast,thedevelopmentofinjectionmo

3、ldingtechnologyisalsoevaluated.Keywords:ceramicinjectionmolding;binder;debinding;status20世纪以来，特别是二次世界大战以后，随着原子能工业的兴起和电子工业的迅速发展，对于材料的高温、高耐磨、多功能等性能要求越来越苛刻，而先进的工程陶瓷所具有的优点基本上能满足上述的苛刻条件。如：高性能结构陶瓷以其优异的耐高温、高强度、耐磨损与耐腐蚀等优良性能，被作为陶瓷发动机零部件的候选材料;还有许多高导热性、绝缘性能良好、光学性能优良的功能陶瓷，在信息转换、存储、传递和处理方面，应用日益广泛。在未来的产业领域中，工程

4、陶瓷将更广泛的取代现代金属材料，成为材料科学中的重要角色。在陶瓷材料的制备工艺过程中，成形过程是一个重要环节。成形过程就是将分散体系（粉料、塑性物料、浆料）转变成为具有一定几何形状和强度的块体，也称素坯。由于陶瓷材料本身固有的脆性和一些特殊陶瓷材料的高硬度，如采用传统粉末冶金工艺，即先将粉末压制成形，再进行机械加工的方法，成本高且难以制备体积微小、形状复杂、尺寸精度高的陶瓷零部件，而采用注射成形技术，由于坯体的成形形状接近制品的最终形状，使这一问题得到了解决。特别是对于尺寸精度高、复杂形状陶瓷制品的大批量生产来说，陶瓷的注射成形(Ceramicinjectionmolding，CIM)更

5、有着显著的优势，它可一次性成形复杂形状制品，产品尺寸精度高，无需机械加工或只需微量加工，易于实现生产自动化且产品性能优异。陶瓷注射成型技术(CIM)类似于20世纪70年代发展起来的金属注射成型(MIM)技术，它们均是粉末注射成型(PIM)技术的主要分支，均是在聚合物注射成型技术比较成熟的基础上发展而来的，是当今国际上发展最快、应用最广的陶瓷零部件精密制造技术[l,2]。1CIM流程路线及技术特点1.1注射成型工艺路线CIM成型的制造过程如图1所示，主要包括4个环节:①注射喂料的制备，将合适的有机载体(具有不同性质和功能的有机物)与陶瓷粉末在一定温度下混炼、干燥、造粒，得到注射用喂料；②注

6、射成型，混炼后的注射混合料于注射成型机被加热转变为粘稠性熔体，在一定的温度和压力下高速注入金属模具，冷却固化为所需形状的坯体，然后脱模；③脱脂，通过加热或其他物理化学方法，将注射成型坯体的有机物排除；④烧结，脱脂后的陶瓷素坯在高温下致密化烧结，获得所需外观形状、尺寸精度和显微结构的致密陶瓷部件。陶瓷粉体混炼烧结脱脂注射成型造粒有机载体后续加工图1CIM成型的制造过程1.2CIM的技术特点从技术特点来说，陶瓷粉末注射成形和金属粉末注射成形类似，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，注射成形技术与其它成形方法的比较见表1[3]。表1CIM与其它成形方法比较成型方法成型材料制

7、品形状制品尺寸（cm）生产效率技术要点直径厚度注射粉末+有机材料(10~25%)非常复杂30~0.53.0~1大量生产脂添加剂选择，脱机械压制粉末+有机材料(4~8%)简单20~1.00.8~1.0间歇、自动大量生产颗粒调整冷等静压粉末+有机材料(3~8%)较复杂柱状球状150~3150~1.9干式大流量生产颗粒调整、磨具设计粉浆浇注粉末+各种材料+水相当复杂150~203.0~0.3间歇式控制粒度、调整粉浆刮片粉末+各种材料+有机