CN2918009Y

CN2918009Y - 精密陶瓷胶态气压注射成型机

Info

Publication number: CN2918009Y
Application number: CN 200620061654
Authority: CN
Inventors: 叶建东; 琚晨辉
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2016-07-14

Abstract

本实用新型涉及一种精密陶瓷胶态气压注射成型机，其气体管道接口通过管道阀门安装在浆体罐盖上与浆体罐连通，浆体罐盖上还安装压力表，浆体罐的底部安装有出浆口阀门，出浆口阀门通过管道与非孔模具下端的模具注浆阀门相连接，非孔模具上设有模具排气口，模具排气口均配有排气口橡胶塞。本实用新型通过用气体对浆体施加一个低压来实现陶瓷材料的胶态注射成型，使所成型的陶瓷部件既具有胶态凝胶注模成型坯体均匀性好、有机物含量低的特点，同时又具备注射成型自动化程度高的优点，即同时提高胶态成型陶瓷部件的质量和自动化程度，并可用于陶瓷部件的规模化生产。

Description

精密陶瓷胶态气压注射成型机

技术领域

本实用新型涉及一种精密陶瓷胶态气压注射成型机。

背景技术

陶瓷材料的性能取决于其组成和结构，而组成和结构又取决于配方和制备工艺过程。所以材料的性能与工艺过程密切相关。成型技术是制备高性能陶瓷部件的三大关键技术之一，高性能陶瓷部件必须通过合适的成型工艺来实现。而成型过程也是产生坯体缺陷的主要工艺阶段，所形成的某些缺陷(如不均匀性和异常大的缺陷等)难以通过烧结工艺来消除。此外，成型工艺还决定了部件的后期加工量和加工成本。因此，成型工艺在高性能陶瓷部件制备中具有举足轻重的地位，研究适用的成型工艺对提高陶瓷制品的性能、可靠性和成品率及降低制造成本具有十分重要的意义。

陶瓷的成型工艺分为干法成型和胶态成型两大类。干法成型的坯体均匀性较差，难以避免颗粒团聚，主要适合于制备形状简单的制品。胶态成型工艺是先把陶瓷颗粒分散在液体介质中，制备出一定体积分数固相含量的悬浮体(浆体)，然后通过不同的凝固技术成型具有一定密度的坯体的方法。在各种胶态成型工艺中，注射成型和凝胶注模成型被认为是最有可能解决高性能陶瓷工业化生产的成型方法。然而，它们本身固有的一些缺点却阻碍了工艺的实际应用。

陶瓷的注射成型发展于20世纪70年代末80年代初，在研制全陶瓷无水冷绝热发动机的背景下，受到各国政府、研究机构和产业界的广泛重视。该工艺源于铸造技术，它通过添加大量有机物来实现瘠性物料的塑性成型。因此，这种注射成型工艺虽然可以快速自动地进行批量化生产，制备复杂形状的陶瓷部件，但由于其有机物含量较高，使得排胶(也称脱脂)始终是制约其应用的一个关键环节，至今尚未完全突破。凝胶注模成型技术是美国橡树岭国家实验室在20世纪90年代初发展的一种胶态成型工艺。该工艺先将陶瓷粉料分散于有机单体和交联剂的水溶液中制备出低粘度、高固相体积分数的浆料，然后加入引发剂和催化剂，利用有机单体的交联反应，将陶瓷粉料颗粒原位均匀地凝固在高分子弹性体中。利用该成型工艺能近净尺寸地成型复杂形状陶瓷部件，得到的坯体不但均匀性好、强度高，而且有机物含量低，利于排胶，烧结性能优异。然而，目前凝胶注模成型工艺主要采用手工浇注的方式，自动化程度较低，不适应于规模化生产。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种精密陶瓷胶态气压注射成型机，通过用气体对浆体施加一个低压来实现陶瓷材料的胶态注射成型，使所成型的陶瓷部件既具有胶态凝胶注模成型坯体均匀性好、有机物含量低的特点，同时又具备注射成型自动化程度高的优点，即同时提高胶态成型陶瓷部件的质量和自动化程度，并可用于陶瓷部件的规模化生产。

本实用新型的精密陶瓷胶态气压注射成型机，主要由浆体罐、压力表、非孔模具构成，气体管道接口通过管道阀门安装在浆体罐盖上与浆体罐连通，浆体罐盖上还安装压力表，浆体罐的底部安装有出浆口阀门，出浆口阀门通过管道与非孔模具下端的模具注浆阀门相连接，非孔模具上设有模具排气口，模具排气口均配有排气口橡胶塞。

为了提高密封程度，浆体罐盖与浆体罐之间有橡胶密封圈密封。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、使含有少量有机粘结剂(＜2wt.％)的低粘度高固相含量浆料，通过气压注射实现多模具批量注模，注模后浆料依靠温度诱导或引发剂的作用固化成型近净尺寸的精密陶瓷零部件和材料。

2、克服了过去陶瓷注射成型使用大量有机物所造成的脱脂困难，并弥补了以往陶瓷胶态原位凝固成型工艺需手工操作的不足，使注模通过注射成型设备来实现，并可通过该装置同时将陶瓷浆体注射入多个模具内成型，生产效率高，可满足工业化规模生产的需要。

3、由于陶瓷浆体在注模时所用的注射压力低于1MPa，故对相应的设备和模具的要求低、磨损小、结构简单、成本低，克服了高压注射成型的许多缺点，因此有别于传统的陶瓷注射成型工艺。

4、注射压力是由压缩空气、氮气或其它压缩气体所造成的气压产生，可同时连接多个模具，因此也有别于其它的一些低压注射成型工艺。陶瓷胶态气压注射成型的产品从根本上避免了凝胶注模成型常易出现的缺注以及坯体表面气孔等缺陷，产品表面光洁，尺寸精度高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图1中，1是气体管道接口，2是管道阀门，3是压力表，4是浆体罐，5是低粘度陶瓷浆料，6是工作台，7是出浆口阀门，8是管道，9是浆体罐盖，10是非孔模具，11是模具排气口，12是模具注浆阀门，13是橡胶密封圈，14是排气口橡胶塞。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的精密陶瓷胶态气压注射成型机中，浆体罐4与非孔模具10均置于工作台6上，气体管道接口1通过管道阀门2安装在浆体罐盖9上与浆体罐4连通，浆体罐盖9上还安装压力表3，浆体罐4的底部安装有出浆口阀门7，出浆口阀门7通过管道8与非孔模具10下端的模具注浆阀门12相连接，非孔模具10上设有模具排气口11，模具排气口11均配有排气口橡胶塞14，以便在注浆完成后，充满浆料的模具在温度诱导或引发剂作用下浆料固化过程中处于密封状态。

为了提高密封程度，浆体罐盖9与浆体罐4之间有橡胶密封圈密封13。

浆体罐的容积依据模具腔容积和连接的模具数量来设计。

本实用新型设计的成型机，其操作过程包括如下步骤：

1.关闭出浆口阀门7，将低粘度的陶瓷浆体5(一般固相体积含量大于55％)倒入浆体罐4中；

2.盖上浆体罐盖9，将气体管道阀门2打开，在气体管道接口1上接上抽真空装置，将浆料中的气泡抽除干净；

3.将气体管道阀门2关闭，将与气体管道接口1相连接的抽真空装置换成充气设备，此时，再将气体管道阀门2打开，使外界加压气体从气体管道接口1进入浆体罐4，通过压力表3读出此时浆体罐4内气压的大小，当得到一个合适的气压值时，关闭气体管道阀门2；

4.顺序打开模具注浆阀门12和出浆口阀门7，在气体压力下，陶瓷浆料沿着管道8注入到一系列非孔模具10中，当浆料从模具排气口11冒出时，分别关闭模具注浆阀门12，待所有模具充满后，关闭出浆口阀门7；

5.用排气口橡胶塞14将模具排气口11封住，从工作台6上取下各模具，放置于所需的温度诱导或引发剂作用的环境下固化成型。

注射压力由气体压力产生，包括压缩空气、氮气或其它压缩气体。

Claims

1、一种精密陶瓷胶态气压注射成型机，其特征在于气体管道接口通过管道阀门安装在浆体罐盖上与浆体罐连通，浆体罐盖上还安装压力表，浆体罐的底部安装有出浆口阀门，出浆口阀门通过管道与非孔模具下端的模具注浆阀门相连接，非孔模具上设有模具排气口，模具排气口均配有排气口橡胶塞。

2、根据权利要求1所述的精密陶瓷胶态气压注射成型机，其特征在于浆体罐盖与浆体罐之间设有橡胶密封圈。