一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110480016A(43)申请公布日2019.11.22(21)申请号201910875210.8(22)申请日2019.09.17(71)申请人江苏精研科技股份有限公司地址213023江苏省常州市钟楼经济开发区棕榈路59号(72)发明人苏绍华李小宝邬均文王明喜(74)专利代理机构常州易瑞智新专利代理事务所(普通合伙)32338代理人周浩杰(51)Int.Cl.B22F3/22(2006.01)B22F3/24(2006.01)B22F1/00(2006.01)B28B1/54(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法(57)摘要本发明涉及一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法，其特征在于包括以下步骤：S1、喂料制备：将功能陶瓷粉末与粘结剂均匀混合形成喂料；S2、注射成形：将步骤S1中制备的喂料置于粉末注射成型机中，在80～200MPa注射压力和160～200℃的注射温度条件下注射到模具型腔内，形成注射坯；S3、脱脂：将步骤S2中制备的注射坯进行催化脱脂，形成催化脱脂坯；S4、热脱脂：将步骤S3中制备的催化脱脂坯进行热脱脂获得热脱脂坯；S5、烧结：将步骤S4中制备的热脱脂坯置于烧结炉中，在空气气氛下进行烧结，得到烧结坯。本发明通过对功能陶瓷粉末与粘结剂的体积比值范围进行设定，使得功能陶瓷粉末能够被粘结剂完全包裹，从而更易容获得无缺陷的注射坯。CN110480016ACN110480016A权利要求书1/1页1.一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法；其特征在于包括以下步骤：S1、喂料制备：将功能陶瓷粉末与粘结剂均匀混合形成喂料，功能陶瓷粉末体积V1和粘结剂体积V2满足以下关系：其中，ρ1为功能陶瓷粉末的振实密度；ρ0为功能陶瓷粉末的理论密度；S2、注射成形：将步骤S1中制备的喂料置于粉末注射成型机中，在80～200MPa注射压力和160～200℃的注射温度条件下注射到模具型腔内，形成注射坯；S3、脱脂：将步骤S2中制备的注射坯进行催化脱脂，形成催化脱脂坯；催化脱脂中催化剂的流量为0.8～10ml/min，催化温度为80～140℃，催化脱脂时间t≥(600+120*H)min；其中H为零件最大壁厚，单位为mm；S4、热脱脂：将步骤S3中制备的催化脱脂坯进行热脱脂获得热脱脂坯，热脱脂最高温度为900℃，升温速率控制在1～3℃/min；S5、烧结：将步骤S4中制备的热脱脂坯置于烧结炉中，在空气气氛下进行烧结，得到烧结坯，烧结温度T控制在1300～1650℃之间，保温时间为3～6小时。2.根据权利要求1所述的一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法，其特征在于：步骤S1中所使用的粘结剂主要成分为60～70％的聚甲醛、20～25％的骨架粘结剂、5～10％的分散剂、5～10％的润滑剂、1～3％的抗氧剂。3.根据权利要求1所述的一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法，其特征在于：所述步骤S2中，粉末注射成型机的料筒温度为160～200℃，喷嘴温度为180-200℃，模具型腔内的温度为80-120℃，喷嘴的注射速度为25～200cm3/s，注射峰压为80-200MPa，注射完成后保压2s，保压压力为60-140MPa。4.根据权利要求书1所述的一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法，其特征在于：所述步骤S3中，催化剂为硝酸或草酸，具体脱脂工艺分为四个阶段：第一阶段为前冲洗及预热，温度为70～80℃，时间为75min，通酸量为0；第二阶段为精脱脂，温度为85～100℃，时间为90min，通酸量为0.8～1.5ml/min，第三阶段为主脱脂阶段，温度为100～140℃，时间t≥(390+120*H)min，通酸量为3.0～10.0ml/min，第四阶段为后冲洗，停止加温及通酸，清洗产品表面残酸，时间为45min。5.根据权利要求书1所述的一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法，其特征在于：所述步骤S4中的热脱脂工艺为：升温速率控制在1～3℃/min，并在300～500℃温度范围内保温3～6小时，最高加热温度≤900℃。6.根据权利要求书1～3所述的一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法，其特征在于：所选功能陶瓷粉末的粒径D50范围为：0.5～4.0μm。7.根据权利要求6所述的一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法，其特征在于还包括以下步骤：S6、后处理：对烧结坯进行后处理，后处理包括研磨、表面金属化、镭雕、表面镀膜中的一种或多种组合。2CN110480016A说明书1/7页一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法技术领