全國首推陶瓷粉末(氧化鋯)注塑機，陶瓷氧化鋁注機廠家直銷，(MetalInjectionMolding，簡稱MIM)是將現代塑料注射成形技術引入粉末冶金領域而形成的一門新型的金屬零件注射成型，深圳市德潤一直致力于研發陶瓷粉末MIM粉末專用注塑機，均適用于特殊結構件粉末產品，目前產品運用于汽車配件、機械配件、穿戴件表類飾品類等等；咨詢：黃小姐13923856480（微信同號）

精密陶瓷是近三十年材料科學領域中迅速發展起來的一大分支。但陶瓷材料本身固有的高硬度、低韌性使其不能進行普通的變形加工，機械加工也很困難。常規的粉末冶金工藝已不能滿足要求，而注射成型工藝在很大程度上解決了這個問題。

 

陶瓷粉末注射成型（簡稱CIM）是近代粉末注射成型技術的一個分支，是從現代粉末注射成型技術中發展起來的一項新型成型技術，它具有一次性成型復雜形狀制品、產品尺寸精度高、無需機械加工或只需微量加工、易于實現生產自動化和產品性能優異的特點，彌補了傳統粉末冶金工藝的不足。

1.陶瓷粉末注射成型的技術特點

從技術特點來說，陶瓷粉末注射成型和金屬粉末注射成型類似，理論上任何形式的陶瓷粉末原料，如ZrO2、Al2O3、Si3N4等，都能利用CIM工藝制造形狀復雜、精度高的產品。CIM的基本工藝過程如圖2所示。

 

圖2CIM的基本工藝過程[1]

 

綜合國內外文獻及研究生產現狀和趨勢，可以歸納出陶瓷粉末注射成型工藝的主要特點如下：

(1)可自由地直接制備幾何形狀復雜的制品。

(2)成形周期短，僅為澆注、熱壓成型時間的幾十分之一至幾百分之一，坯件的強度高，可自動化生產，生產過程中的管理和控制也很方便，適宜大批量生產。

(3)由于粘結劑有較好的流動性，注射成型坯件的致密度相當均勻。

(4)由于注射成型加入的粘結劑較多，故脫脂時間長，尤其是厚度大的制品，脫脂時間可能長達100-200小時。

(5)由于粉末和粘結劑的混合很均勻，粉末之間的間隙很小，燒結過程中的收縮特性基本一致，所以制品各部位密度均勻，幾何尺寸精度高。

 

2.陶瓷粉末注射成型工藝的幾大要素

2.1原料粉末的選用

價廉質優的粉末是CMI工藝的關鍵因素之一，所選用的陶瓷粉末的物理化學特性，如顆粒形貌、大小、分布及比表面積等對混合熔體的流變性能有很大的影響，陶瓷粉末的特性對注射成型熔體的影響主要體現在固相體積分數、粉末粒徑和粒度分布幾個方面。

 

綜合考慮，除了一般粉末注射成型對原料粉末所要求的如粉末無團聚、潔凈無雜質等要求外，CMI對粉末的性能還有一些特殊要求，理想的陶瓷粉末應能滿足注射成型對熔體流變性能的要求，提高成型過程的穩定性，且要對陶瓷粉末的粒度分布進行優化，提高固相體積分數或降低懸浮體粘度。

 

2.2粘結劑的選用

粘結劑是CMI技術中的核心和關鍵。

粘結劑和粉末的均勻混合，可提高粉末流動性，能使粉末填充成預期形狀，它對整個工藝有重要影響，因此粘結劑的成分及配置是注射成型中最保密的技術訣竅，這方面申請的專利也最多。CIM用粘結劑須具備以下性能：

 

(1)流動特性：流動性的好壞與粘結劑的分子量大小和分布有關，一般低分子量的粘結劑粘度較低，流動性好，而高分子量粘結劑粘度較高，流動性較差。一般我們認為，注射成型溫度下粘結劑的粘度要小于0.1Pa.s，且粘度隨溫度的波動不能太大。

 

(2)粘結劑與粉末的關系：粘結劑必須能很好地潤濕粉體，并對粉體有較好的粘附作用，粘結劑與粉體的潤濕角要小，通常為了改善粘結劑的潤濕性能，要加入一些表面活性劑，如硬脂酸鹽、鈦酸鹽等。同時粘結劑通過潤濕顆粒產生毛細管力吸附顆粒，保持坯體不變形。此外，粘結劑相對于粉末來說應是惰性的。

 

(3)粘結劑由多組分有機物組成：為滿足喂料的流動性要求，單一品種的有機粘結劑很難達到，且多組分有機聚合物組成的粘結劑對脫脂更為有利，同時粘結劑各組元有機聚合物之間的相容性要好。

 

(4)粘結劑具有較高的導熱性和較低的熱膨脹系數：較高的導熱性能在較大的區域內把熱能散開，避免因熱應力而產生缺陷，而較低的熱膨脹系數可減少坯體所受熱沖擊，減少缺陷。

此外，粘結劑還必須具有無毒害、不污染環境、不揮發、不吸潮、循環加熱性能不變化等。

 

2.3混料過程

注射成型前，必須將陶瓷粉末與粘結劑充分混合均勻，選定粘結劑配方后，應將添加量限制在所需的最低限度。

 

混合順序是先加入熔點高、粒徑大的粘結劑混合，溶化，再依次加上熔點低的成分，并加上粉體，最后加增塑劑，一般要混勻30分鐘以上。

 

有三種混合器適合制備用于陶瓷注射成型的混合物，間歇操作的是軋制機和Banbury密煉機，而擠壓機是半連續操作的。擠壓機一般為單螺桿式或雙螺桿式，而后者更有效。許多螺桿擠壓機的顯著特點就是流道的幾何結構的多樣性和變化，這是為了避免出現物料中有未被混合的情況。

 

圖3閉雙螺桿式擠壓機

 

2.4注射成型過程

 

注射成型是指將粒料用注射成型機加熱軟化后注入模具，在模具中冷卻重新固化而制得所需形狀的工藝過程。

 

注射成型機由注射裝置、合模裝置(模具安裝部分)、液壓裝置和電氣控制裝置所組成。注射成型陶瓷材料要求注射機的相應零部件能耐磨損，特別是注射機的螺桿、止回閥和料筒。

 

表1CIM成型過程中的典型缺陷和產生原因[1]

坯體缺陷

原因

密度不均

注射壓力，保壓壓力不足或坯料過厚

坯料填充過滿

模具設計不合理，氣體難以排出，注射漿料流動性能不好

氣孔

漿料中氣體過多

裂紋

注射壓力過大，坯料冷卻速度過快，粘結劑性能不好，添加量不合適

毛邊

加料量過大；注射溫度過高；注射壓力過大；保溫時間過長

變形

模溫過高；裝載量過低；喂料混煉不均勻；殘余應力大

 

2.5脫脂過程