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先进陶瓷干压成型工艺
发布时间:2018-11-07   点击次数:752次

成型工艺在整个陶瓷材料的制备过程中起着承上启下的作用,是保证陶瓷材料及部件的性能可靠性及生产可重复性的关键。

陶瓷常用的成型方法有干压、注浆、流延以及注射等,其中干压成型是应用广泛的一种成型工艺,也是手机陶瓷背板主流的成型工艺之一,下面详细了解一下陶瓷干压成型工艺。

一、干压成型

干压成型又称模压成型,是常用的成型方法之一。干压成型是将经过造粒后流动性好,颗粒级配合适的粉料,装入金属模腔内,通过压头施加压力,压头在模腔内位移,传递压力,使模腔内粉体颗粒重排变形而被压实,形成具有一定强度和形状的陶瓷素坯。

陶瓷干压成型及烧结工艺流程图

二、干压成型的工艺原理和影响因素

1. 工艺原理

干压成型的实质是在外力作用下,颗粒在模具内相互靠近,并借助内摩擦力牢固地把各颗粒联系起来,保持一定形状。这种内摩擦力作用在相互靠近的颗粒外围结合剂薄层上。

随着压力增大,坯料将改变外形,相互滑动,间隙减少,逐步加大接触,相互贴紧。由于颗粒进一步靠近,使胶体分子与颗粒间的作用力加强因而坯体具有一定的机械强度。

2. 影响因素

影响干压成型的主要因素有:

Ø  粉体性质:粒度、粒度分布、流动性、含水率等;

Ø  粘结剂和润滑剂的选择;

Ø  模具设计;

Ø  压制过程中压制力、加压方式、加压速度与保压时间。

综上,如果坯料颗粒级配合适,结合剂使用正确,加压方式合理,干压法也可以得到比较理想的坯体密度。

干压成型示意图

三、干压成型的分类

根据压头和模腔运动方式的不同,干压成型可以为以下几种:

Ø  单向加压,即模腔和下压头固定,上压头移动;

Ø  双向加压,即模腔固定,上压头和下压头移动;

Ø  可动压模,下压头固定,模腔和上压头移动,即压头和模腔的运动是同步的,使用液压控制时,在某一设定压力下压头停止移动。

Ø  而双面加压又分为双面同时加压和双面先后加压,其中双面先后加压是指两面的压力先后加上,由于先后分别加压,压力传递比较彻底,有利于气体排出,作用时间较长,故其坯体密度比前面两种均匀。

 粉体颗粒在加压过程中的变化

四、干压成型的特点

1. 干压成型的优点:

Ø  工艺简单,操作方便,周期短,效率高,便于实行自动化生产。

Ø  坯体密度大,尺寸,收缩小,机械强度高,电性能好。

2. 干压成型的缺点:

Ø  对大型坯体生产有困难,模具磨损大、加工复杂、成本高。

Ø  加压只能上下加压,压力分布不均匀,致密度不均匀,收缩不均匀,会产生开裂、分层等现象。但随着现代化成型方法的发展,达一缺点逐渐为等静压成型所克服。

 干压成型示意图及坯体中密度分布

五、干压成型的应用

干压成型工艺成型效率高,成型制品尺寸偏差小,特别适宜于各种截面厚度较小的陶瓷制品制备,如陶瓷密封环、阀门用陶瓷阀芯、陶瓷衬板、陶瓷内衬等。

干压成型坯体中常见的缺陷

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