碳化硅陶瓷的低压注射成型

时间：2016-11-29 作者：91再生 来源：91再生网

　　

 

　　碳化硅陶瓷注射成型制得的坯体接近制品最终形状，适于高尺寸精度、复杂形状制品的大批量生产，易实现生产自动化。然而，传统碳化硅陶瓷注射成型需加入大量聚合物在高压下注射，脱脂过程复杂且耗时，并且对设备要求高。而低压注射成型是生产复杂形状碳化硅陶瓷的高效、低成本的近净尺寸成型方法。与传统注射成型工艺相比，低压注射成型技术的设备和模具成本很低，尤其在制备少量特殊形状零件时可较大程度地降低成本。

 

　　另外，低压注射成型过程中成型温度和压力低，且脱脂相对容易，通过热激活的毛细流动，可以很容易收集吸附在粉末床上的液化的粘接剂，或仅通过蒸发脱脂，不会造成环境污染。另外，碳化硅废料中蜡含量较高，包覆在粉末表面，使其不能与模具直接接触，对模具的磨损很小。

 

　　1）碳化硅陶瓷低于注射成型设备。典型的低压注射成型设备由以下几部分组成：电加热部分，双行星式混合器（用于混合有机粘接剂和粉末，再加热混料至操作温度），混合器连有真空系统（用于注射前排除混料中的气体），混合器连接一个注射传送管道通向台板。混合器受到外部气压作压台板，并且进入型腔。另外，还可以安装用于监控多机器参数的设备，如监控混合器温度和压从传送管和台板温度、注射时间和压力模具可用铝制作，以降低成本且缩短成型周期。

 

　　2）碳化硅陶瓷低压注射成型工艺。碳化硅陶瓷低压注射成型工艺通常包括下列步骤：碳化硅废料及粘接剂的选取、碳化硅陶瓷耢与粘接剂的混合、注射成型、脱脂和烧结，与传统注射成型工艺几乎相同，只是在成型压力上有大幅度降低。

 

　　首先，将按一定比例配制的粘接剂依次加人到成型机预置容器中，充分熔融并混合均匀，然后分批加人所选用粉末，混合均匀后，抽真空排除碳化硅废料中的气体，最后在一定压力下充型，制得毛坯。

 

　　成型毛坯在烧结致密化之前，必须将其中的粘接剂组分完全脱除，可选用加热、溶剂、催化、虹吸等脱脂方式。热降解方法简单易行，它也是目前使用最多的脱脂方法。

 

　　在低压注射成型工艺中，粘接剂的选择对于制备具有良好分散性和流动性的碳化硅废料及是否能够成型至关重要。粘接剂主要有两个基本功能：增强粉末流动性和维持坯体形状。由于这两项功能间常存在矛盾，从而增加了粘接剂设计的困难。粘接剂研究方面的突破是低压注射成型发展的重要前提，因此粘接剂的设计、加入和脱除成为低压注射成型工艺研究的热点。

 

　　成型环节是低压注射成型工艺中最主要的特色。除了等静压，其他高压工艺在成型阶段的坯件中都会产生密度梯度，只有低压注射成型制得的坯体内几乎无密度变化。若成型坯体密度不同，则在烧结过程中由于粉末压坯中低堆积密度比高密度压坯收缩大而发生不同大小的收缩，这将严重影响产品的质量。

 

　　低压注射成型工艺的成型压力很小，液体几乎在压力的情况下充型，并且在模型充满后才开始凝固，这也是低压注射成型工艺相对于其他工艺的优势。

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