特種陶瓷的注射成型技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

        特種陶瓷材料具有高強(qiáng)度、高耐磨性、低密度(輕量化)、耐熱性、耐腐蝕性等優(yōu)良性能，適用于制造渦輪加料機(jī)葉輪、搖臂式燒嘴、輔助燃燒室等汽車用陶瓷部件。這些部件要求復(fù)雜的形狀、高精度尺寸和高可靠性。不允許有內(nèi)在缺陷(裂紋、氣孔、異物等)和表面缺陷。能滿足這些質(zhì)量要求的成形技術(shù)之一，就是特種陶瓷注射成形法。特種陶瓷注射成型技術(shù)來(lái)源于高分子材料的注塑成型，借助高分子聚合物在高溫下熔融、低溫下凝固的特性來(lái)進(jìn)行成型的，成型之后再把高聚物脫除。比傳統(tǒng)的陶瓷加工工藝要簡(jiǎn)單的多，能制造出各種復(fù)雜形狀的高精度陶瓷零部件，且易于規(guī)模化和自動(dòng)化生產(chǎn)。        特種陶瓷的注射成型技術(shù)有著諸多優(yōu)點(diǎn)，用它制備復(fù)雜形狀的陶瓷元件，不僅產(chǎn)品尺寸精度高、表面條件好，而且省去了后加工操作，降低了生產(chǎn)成本，縮短了生產(chǎn)周期。還具有自動(dòng)化程度高、適合于大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。該工藝一般包括下列步驟：陶瓷粉的選取、粘結(jié)劑的選取、陶瓷粉與粘結(jié)劑的均勻混合、注射成型、脫脂、燒結(jié)。其中脫脂是關(guān)鍵。

       起初的特種陶瓷成型注射技術(shù)是將大量的高分子樹(shù)脂與陶瓷粉體混練在一起后得到混合料，然后裝入注射機(jī)于一定溫度注入模具，迅速冷凝后脫模而制成坯體。該技術(shù)適合制備濕坯強(qiáng)度大，尺寸精度高，機(jī)械加工量少，坯體均一的產(chǎn)品，適于大規(guī)模生產(chǎn)。對(duì)形狀復(fù)雜、厚度較薄產(chǎn)品的制備有著明顯的優(yōu)越性。但是由于含有大量的高分子粘結(jié)劑，使特種陶瓷坯體的脫脂成為不可逾越難題，并且有毛坯易變形，容易形成氣孔等缺點(diǎn)。

       特種陶瓷粘結(jié)劑能使粉末填充成預(yù)期形狀，它對(duì)整個(gè)工藝有重要的影響。理想的粘結(jié)劑應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：

       1)在成型溫度下純粘結(jié)劑的粘度在1Pa·s以下，流動(dòng)時(shí)不發(fā)生與粉體的分離，冷卻后有足夠的強(qiáng)度和硬度;

       2)為惰性物質(zhì)，與粉體不發(fā)生反應(yīng);

       3)在成型和混合溫度以上才分解，分解的產(chǎn)物無(wú)毒、無(wú)腐蝕性且殘余灰分少;

       4)膨脹系數(shù)低，由熱膨脹或結(jié)晶引起的殘余應(yīng)力低;

       5)符合環(huán)保要求，價(jià)廉、安全、不吸濕、無(wú)易揮發(fā)組分，貯藏壽命長(zhǎng)。

       目前特種陶瓷使用的大多數(shù)粘結(jié)劑可分為3類：蠟基或油基粘結(jié)劑、水基粘結(jié)劑和固體聚合物溶液。

       蠟基粘結(jié)劑通常含3-4個(gè)組分，聚合物控制著流動(dòng)粘度、生品(燒結(jié)前的特種陶瓷坯體)強(qiáng)度和脫脂的特征。短分子鏈的成型性能好且可使成型元件中的定向作用減至最小。

       蠟或油是主填充劑，在特種陶瓷脫脂的初期被除去。表面活性劑用于改善粉末與粘結(jié)劑的相容性。增塑劑用來(lái)調(diào)節(jié)聚合物的流動(dòng)特性。

       水基粘結(jié)劑含有水溶性聚合物、凝膠或水玻璃。這類粘結(jié)劑通常采用低壓成型以避免粉末與粘結(jié)劑的分離和減少模具磨損及殘余應(yīng)力。由于水易于除去，這使得制造較厚的元件成為可能。粘結(jié)劑溶液的凝固或膠凝使生品具有了強(qiáng)度。在特種陶瓷燒結(jié)前水從生品中蒸發(fā)或升華出去，使變形降至最低程度。

       新型的、采用聚苯乙烯的固體聚合物溶液的粘結(jié)劑配方已經(jīng)被采用以避免變形。主填充劑用溶液浸漬法除去。由于聚苯乙烯的骨架結(jié)構(gòu)沒(méi)法被削弱，所以避免了特種陶瓷生品的變形。主填充劑是一種小的有機(jī)物分子，它既有苯環(huán)又有極性集團(tuán)。苯環(huán)使它在混合時(shí)可溶于聚苯乙烯，極性集團(tuán)則使它在脫脂時(shí)可溶于水或醇等溶劑中。