工业陶瓷常用的成型方法有注射成型、轧膜成型 、流延成型等。这里做一下简要介绍。
一、注射成型法
注射成型法已用于制造陶瓷汽轮机部件,汽车零件、柴油机零件。
毛坯尺寸和烧结后实际尺寸的精确度高,尺寸公差在1%以内,而干压成为±1%~2%,注浆成型±5%,注射成型工艺的周期为10~90S、工艺简单,成本低,压坯密度均匀,适于复杂零件的自动化大批量生产。但是它脱脂时间较长。
本法除用于氧化铝、碳化硅等陶瓷材料的成型外,还用于粉末冶金零件的制造。
下面是两种新型陶瓷制品注射成型的实例。
(1)碳化硅制品:
坯料:碳化硅100%,可塑性聚苯乙烯16.5%,硬脂酯蜡3.5%,40#油8.3%,钛酸盐0.6%。在150℃情况下混合1h;射出温度150~325℃,射出压力7~70Mpa,脱脂条件从50℃至800℃,每小时1~10℃的升湿速率,非氧化气氛。
(2)氮化硅制品
坯料:氮化硅100%,聚苯乙烯13.8%,聚丙烯7.6%,硅烷3.6%,钛酸二乙酯1.9%,硬脂酸1.9,在180℃情况下加压混练,压力0.25Mpa,射出温度240℃,射出压力:100Mpa,脱脂条件,用N2作保护,常温至200℃,每小时30℃升温速率,200~350℃,每小时35℃升温速率,在350℃时保持10h。
二、轧膜成型
轧膜成型是将准备好的陶瓷粉料,拌以一定量的有机粘合剂和溶剂,通过粗孔和精轧成膜片后再进行非片成型。粗轧是将粉料,粘结剂和溶剂等成分置于两辊轴之间充分混合,混练均匀,伴随着吹风,使溶剂逐渐挥发,形成一层膜精轧是逐步调近轧辊间距,多次折叠,900转向反复轧练,以达到良好的均匀度、致密度,光洁度和厚度。
轧膜成型对粉料粘度的要求越细越圆润,含粘合剂量越多,轧辊的精度要求也越高。
转膜成型的特点:
转膜成型具有工艺简单,生产效率高,膜片厚度均匀,生产设备简单,粉尘污染小,能成型厚度很薄的膜片等优点,但用该法成型的产品干燥收缩和烧成收缩较干压制品的大。该法适于生产批量较大的1mm以下的薄片状产品,在新型陶瓷生产中应用较为普遍。
三、流延成型
流延成型又称带式浇注法,乱刀法,是一种目前比较成熟的能够获得高质量、超薄型瓷片的成型方法。已广泛应用于独石电容器瓷,多层布线瓷、厚膜和薄膜电路基片,氧化锌低压压敏电阻及铁氧体磁记忆片等新型陶瓷的生产。
流延成型时,料浆从料斗下部流至向前移动着的薄膜载体之上,坯片的厚度由刮刀控制。坯膜连用载体进入巡回热风烘干室,烘干温度必须在浆料溶剂的沸点之下,否则会使膜坯出现气泡,或由于湿度梯度太大而产生裂纹。从烘干室出来的膜坯中还保留一定的溶剂,连用载体一同卷轴待用,并在储存过程中使膜坯中的溶剂分布均匀,消除湿度梯度。最后用流延的薄坯片按所需形状进行切割、冲片或打孔。
在实际生产中,刮刀口间隙的大小是最关健和易调整的。在自动化水平较高的流延机上,在离刮刀口不远的坯膜上方。装有透射式X射线测厚仪,可连续对坯膜厚度进行检测,并将所测厚度漂离信息,馈送到刮刀高度调节螺旋测微系数,这可制得厚度仅为1.0mm,误差不超过0.1mm的高质量坯膜。
流延成型的特点:
流延成型法主要用以制取超薄型陶瓷独石电容器,氧化铝陶瓷基片等新型陶瓷制品。它为电子元件的微型化,超大规模集成电路的应用。