工程陶瓷注射成型的研究与发展.pdf

第33卷 第 11期 稀有金属材料与工程 Vo1.33,No.ll 2004年 11月 RAREMETALMATERIALSANDENGIN EERING November2004 工程陶瓷注射成型的研究与发展 王 秀，谢志鹏，李建保，黄 勇 (清华大学，北京 100084) 摘 要:综述了陶瓷注射成型目前的发展状况以及该成型方法的优点。详细论述了陶瓷粉体性质、有机载体组成 特别是表面活性剂对于陶瓷喂料和注射成型所成坯体性质的影响。分析了混炼顺序、注射工艺参数、脱脂对陶瓷 喂料的流变性以及所成型坯体性质的影响。 关键词:陶瓷注射成型:有机载体;表面活性剂;工艺参数;脱脂 中图法分类号:TQ174 文献标识码:A 文章编号:1002-185X(2004)11-1121-06 齿正畸用陶瓷托槽等，这些产品尺寸小、形状复杂， 1 引 言 要求精度高，也只能采用注射成型技术才能满足要 陶瓷注射成型技术(CeramicInjectionMolding, 求。目前在世界上只有 日本和美国一些公司可生产 CIM)是目前国际上发展最快、应用最广泛的陶瓷 上述陶瓷产品。此外在半导体、汽车、电子、高档 零部件精密制造技术。其突出的优点包括:(1)成 钟表和国防等领域的许多精密陶瓷零部件也都采用 型过程机械化和 自动化程度高;(2)可近净成型各 精密注射成型技术制造。 种复杂形状的陶瓷零部件，使烧结后的陶瓷产品无 陶瓷注射成型主要包括4个阶段:配料及混炼， 需进行机加工或少加工，从而可减少昂贵的陶瓷加 注射成型，脱脂和烧结。前3个方面是陶瓷注射成 工成本;(3)成型出的陶瓷产品具有极高的尺寸精 型技术所特有的，因此与陶瓷注射成型有关的研究 度使其表面极其光洁，其粗糙度已高达5Etm。因此， 也主要是围绕这3个方面进行的。近年来，国内外 注射成型是现有陶瓷成型技术中高精度和高效率的 研究者就陶瓷粉体性质1-〔4]，有机载体的选择[5-12], 成型制备方法。 陶瓷粉体与有机载体的相容性及其混合物的流变学 近几年，陶瓷粉末精密注射成型技术在高精度 特性[[5,8,13]，注射充模的动态过程[1418]，注射成型脱 和高附加值的新产品制造上显示出无比强大的生命 脂过程及机理进行了大量的研究1【9-26] 力，如光纤通讯上光纤连接器用的陶瓷插针 (外径 表 1列出了陶瓷注射成型的粘结剂和有机载体 1.25mm，内孔仅125ltm，长10mm)，目前只有采 及在工业和不同科技领域中已成功应用的陶瓷注射 用注射成型技术才能制造。另外，应用愈来愈多的 成型构件。目前，用于陶瓷注射成型的陶瓷粉料有 生物陶瓷产品，如陶瓷牙齿、种植牙陶瓷螺杆和牙 SiC,S13N4rZr02,A1203。所用的有机载体有石蜡 表 1 陶瓷粉末注射成型的粘结剂和试件 Table1 Thebindersystemandpartsofceramicinjectionmolding Powder Bindersystem References