成型工藝在整個陶瓷材料的制備過程中起著承上啟下的作用,是保證陶瓷材料及部件的性能可靠性及生產(chǎn)可重復性的關鍵。
陶瓷常用的成型方法有干壓、注漿、流延以及注射等,其中干壓成型是應用廣泛的一種成型工藝,也是手機陶瓷背板主流的成型工藝之一,下面詳細了解一下陶瓷干壓成型工藝。
一、干壓成型
干壓成型又稱模壓成型,是常用的成型方法之一。干壓成型是將經(jīng)過造粒后流動性好,顆粒級配合適的粉料,裝入金屬模腔內(nèi),通過壓頭施加壓力,壓頭在模腔內(nèi)位移,傳遞壓力,使模腔內(nèi)粉體顆粒重排變形而被壓實,形成具有一定強度和形狀的陶瓷素坯。
圖1 陶瓷干壓成型及燒結工藝流程圖
二、干壓成型的工藝原理和影響因素
1. 工藝原理
干壓成型的實質(zhì)是在外力作用下,顆粒在模具內(nèi)相互靠近,并借助內(nèi)摩擦力牢固地把各顆粒聯(lián)系起來,保持一定形狀。這種內(nèi)摩擦力作用在相互靠近的顆粒外圍結合劑薄層上。
隨著壓力增大,坯料將改變外形,相互滑動,間隙減少,逐步加大接觸,相互貼緊。由于顆粒進一步靠近,使膠體分子與顆粒間的作用力加強因而坯體具有一定的機械強度。
2. 影響因素
影響干壓成型的主要因素有:
Ø 粉體性質(zhì):粒度、粒度分布、流動性、含水率等;
Ø 粘結劑和潤滑劑的選擇;
Ø 模具設計;
Ø 壓制過程中壓制力、加壓方式、加壓速度與保壓時間。
綜上,如果坯料顆粒級配合適,結合劑使用正確,加壓方式合理,干壓法也可以得到比較理想的坯體密度。
圖2 干壓成型示意圖
三、干壓成型的分類
根據(jù)壓頭和模腔運動方式的不同,干壓成型可以為以下幾種:
Ø 單向加壓,即模腔和下壓頭固定,上壓頭移動;
Ø 雙向加壓,即模腔固定,上壓頭和下壓頭移動;
Ø 可動壓模,下壓頭固定,模腔和上壓頭移動,即壓頭和模腔的運動是同步的,使用液壓控制時,在某一設定壓力下壓頭停止移動。
Ø 而雙面加壓又分為雙面同時加壓和雙面先后加壓,其中雙面先后加壓是指兩面的壓力先后加上,由于先后分別加壓,壓力傳遞比較*,有利于氣體排出,作用時間較長,故其坯體密度比前面兩種均勻。
圖3 粉體顆粒在加壓過程中的變化
四、干壓成型的特點
1. 干壓成型的優(yōu)點:
Ø 工藝簡單,操作方便,周期短,效率高,便于實行自動化生產(chǎn)。
Ø 坯體密度大,尺寸,收縮小,機械強度高,電性能好。
2. 干壓成型的缺點:
Ø 對大型坯體生產(chǎn)有困難,模具磨損大、加工復雜、成本高。
Ø 加壓只能上下加壓,壓力分布不均勻,致密度不均勻,收縮不均勻,會產(chǎn)生開裂、分層等現(xiàn)象。但隨著現(xiàn)代化成型方法的發(fā)展,達一缺點逐漸為等靜壓成型所克服。
圖4 干壓成型示意圖及坯體中密度分布
圖5 干壓成型坯體中常見的缺陷
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