Al2O3陶瓷微零件的低壓注射成型研究.pdf

1、陶瓷低壓注射成型是粉末注射成型技術(shù)的一個(gè)重要分支，已成為陶瓷微零件最具潛力的批量生產(chǎn)技術(shù)之一，在航空航天、通訊、汽車(chē)電子、精密機(jī)械、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。對(duì)陶瓷微零件的低壓注射成型工藝進(jìn)行深入研究，確定各階段的工藝特點(diǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的主要影響因素，對(duì)該技術(shù)的工藝完善、理論建立和市場(chǎng)化推廣具有重要的實(shí)用價(jià)值。本文對(duì)氧化鋁陶瓷微階梯軸零件的低壓注射成型工藝進(jìn)行了系統(tǒng)研究，研究結(jié)果對(duì)其它材質(zhì)的微零件低壓注射成型也具有普適性。本文的主要研究成果如

2、下:
　　 (1)通過(guò)對(duì)煅燒后的氧化鋁陶瓷粉末進(jìn)行球磨處理，并添加油酸作為助劑，獲得了理想的陶瓷粉末;對(duì)粘結(jié)劑各組分的作用機(jī)理進(jìn)行分析，選用油酸作為表面活性劑，對(duì)其用量進(jìn)行了定量估算，最終確定石蠟基粘結(jié)劑體系的配比為95wt.％PW-5wt.％OA。制定出喂料的混制流程，并從粉末裝載量、可注性、穩(wěn)定性和收縮率四個(gè)方面對(duì)喂料性能進(jìn)行評(píng)估。實(shí)驗(yàn)表明，陶瓷粉末裝載量為60vol.％的喂料，各性能指標(biāo)較為均衡，顆粒與粘結(jié)劑分布呈連續(xù)狀態(tài)

3、，性能最佳。(2)結(jié)合低壓注射成型機(jī)的成型原理，設(shè)計(jì)并加工出一套適于微階梯軸試樣低壓注射成型的實(shí)驗(yàn)用模具。選用制備好的粉末裝載量為60vol.％的喂料進(jìn)行低壓注射成型實(shí)驗(yàn)，采用單因子實(shí)驗(yàn)方法考察了注射壓力、喂料溫度、模具溫度和保壓時(shí)間這四個(gè)因素對(duì)陶瓷微零件體積密度的影響規(guī)律，并結(jié)合生坯的成型缺陷，確定了合理的注射工藝參數(shù):注射壓力0.5～0.6MPa，喂料溫度為65～75℃，模具溫度20～30℃，保壓時(shí)間為10s，通過(guò)試制獲得致密度高、

4、無(wú)缺陷的微零件。
　　 (3)實(shí)驗(yàn)對(duì)粘結(jié)劑各組元和喂料進(jìn)行TGA/DSC熱分析，結(jié)果表明，粘結(jié)劑的熱分解溫度區(qū)間為160～510℃，劇烈熱分解在190～300℃之間，喂料中的粘結(jié)劑在510℃時(shí)脫除率為13wt.％左右，基本脫除完全。實(shí)驗(yàn)還研究了埋粉特性對(duì)脫脂率的影響，最終選擇中位徑D50為22.4μm的γ-Al2O3作為脫脂埋粉。基于熱分析和對(duì)埋粉的研究，論文確定了高溫和低溫脫脂兩種不同工藝曲線(xiàn)，并比較了兩種脫脂工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。最