陶瓷注射成型工艺具有一系列突出的优点:(1)成型过程机械化和自动化程度高、生产效率高、成型周期短、坯件强度高,生产过程中的管理和控制也很方便,易于实现大批量、规模化生产;(2)可近净成型各种几何形状复杂及有特殊要求的小型陶瓷零部件,使烧结后的陶瓷产品无需进行机加工或少加工,从而减少昂贵的陶瓷加工成本;(3)成型出的陶瓷产品具有很高的尺寸精度和表面光洁度。因此,这种技术在国内外得到广泛的研究和应用,特别是对尺寸精度高、形状复杂的陶瓷制品的大批量生产,采用陶瓷粉末注射成型最有优势。
在上世纪80年代,为了适应陶瓷发动机研制和涡轮转子等高温陶瓷部件制备的需求,陶瓷注射成型研究的重点是氮化硅、碳化硅等非氧化物高温陶瓷部件,特别是发动机用Si3N4,SiC涡轮转子、叶片和滑动轴承的注射成型制备,同时成功地制备出许多高性能,复杂形状的高温结构陶瓷产品,其中陶瓷涡轮转子在日本和美国已用于赛车和军用装甲车等。目前,陶瓷注射成型已广泛用于各种陶瓷粉料和各种工程陶瓷制品的成型。通过该工艺制备的各种精密陶瓷零部件,已用于航空、汽车、机械、能源、光通讯、生命医学等领域。
近几年又发展起来陶瓷的微注射成型(MicroInjectionMolding)新技术。由于结构陶瓷具有优异的力学、化学和耐高温特性,在微电子产业和微机电系统中许多微型部件(几十微米至1000微米)需采用结构陶瓷材料。相对于其它微加工技术,采用微注射成形将陶瓷或金属粉末一次成形得到各种形状的坯件,制造成本较低,效率高,因此已经成为最有应用前景的一种先进微成型制造技术。目前,一些氧化铝、氧化锆、氮化硅、锆钛酸铅、钛酸钡、羟基磷灰石以及氮化铝的微型陶瓷部件已由低压微注射成型法制成,其成形温度为60~100℃,注射压力为3~5MPa。
可以预见,随着陶瓷注射成型技术的不断完善与发展,它必将成为精密陶瓷零部件中最有优势的制备技术。
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