热压铸成型方法

用的粉料为干粉料。其可以直接使用瓷厂的废料--碎掉的瓷器，当然也可以采用矿物料来配制。若用矿物料来配制时，需要经过预烧，预烧时需将坯料制成粒子在匣钵内预烧到该料的烧结温度，然后磨成粉料。粉料的细度也需进行控制，一般说来，粉料愈细，比表面愈大，则需用的石蜡量就要多，细颗粒多蜡浆的粘度也大，不利于浇注。若颗粒太大，则蜡浆易于沉淀不稳定。因此，对于粉料来说最好要有一定的颗粒级配，在工艺上一般控制万孔筛的筛余不大于5%，并要全部通过0、2mm孔径的筛。试验证明，若能进一步减少大颗粒尺寸，使其不超过60um，并尽量减少1~2um细颗粒，则能制成性能良好的蜡浆和产品。此外，粉料的含水量应控制在0、2%以下。含水过多配成的蜡浆粘度大，甚至无法调成均匀的浆料。粉料在与石蜡混合前需在烘箱中烘至60~80度。

在一定温度范围内（如60~90度）浆温升高则浆料粘度减小，可使坯体颗粒排列致密，减少坯内的缩孔。浆温若过高坯体体积收缩加大，表面容易出现凹坑。浆温和坯体大小，形状，厚度有关。形状复杂、大型的`、薄壁的坯体要用温度高一些的浆料来压注，一般浆温控制在65~80度之间。

又称热压注成型，是生产特种陶瓷的较为广泛的一种生产工艺，其基本原理是利用石蜡受热熔化和遇冷凝固的特点，将无可塑性的瘠性陶瓷粉料与热石蜡液均匀混合形成可流动的浆料，在一定压力下注入金属模具中成型，冷却待蜡浆凝固后脱模取出成型好的坯体。坯体经适当修整，埋入吸附剂中加热进行脱蜡处理，然后再脱蜡坯体烧结成最终制品。

这种方法所成型的制品尺寸较准确，光洁度较高，结构紧密，现已广泛地用于制造工业陶瓷产品。有些陶瓷日用品正在试用热压注成型，国外也已有热压注的工艺生产线出现，热压注成型正成为日用瓷成型发展的新方法之一。

热压注工艺采用的热压注机是用压缩空气向蜡浆加压的压气式热压注机。是利用恒温密闭的浆桶及压缩空气送蜡浆进入注模。成型前，把熔热压注成型化好的蜡浆放入浆桶中，通电加热使蜡浆达到要求的温度。浆桶外面是维持恒温的油浴桶，桶内插入节点温度计，接上继电器控制温度。成型时，将模具的进浆口对准注机出浆口，脚踏压缩机阀门，压浆装置的顶杆把模具压紧，同时压缩空气进入浆桶，把浆料压入模内。维持短时间后，停止进浆，排出压缩空气。把模具打开，将硬化的坯体取出，用小刀削去注浆口注料，修整后得到合格的生坯。

文献 采用“阶梯”铸件,设计了压铸过程模具温度测量的实验方案并进行了压铸实验。以实验中测得的铸型内部不同位置的温度为基础，采用热传导反算法求解了压铸过程中铸件/铸型界面热流以及换热系数，分析了铸件的厚度对于界面热流以及换热系数的影响，结果表明:压铸过程铸件/铸型界面热流或是换热系数随着压射过程的进行迅速升高直至最大值，然后随着凝固过程的进行而减小。同时,铸件的不同厚度部位与铸型之间的界面热流和换热系数的变化规律也不同，随着铸件厚度的增大，铸件/铸型之间的界面热流和换热系数峰值均减小,但是界面热流和换热系数较大值保持的时间则逐渐增大。

文献 则综述了铸造过程中铸件/铸型界面换热行为的研究，重点对压铸过程进行阐述。介绍作者在压铸过程界面换热行为研究方面的工作进展。研究表明，压铸过程铸件-铸型界面换热系数是一个随着铸件厚度、工艺参数以及合金等因素变化的量，同时，换热系数与铸件凝固速率之间存在线形关系h=ηv ω，其中，η、ω为与铸型初始温度、铸件厚度以及铸件、铸型热物性参数相关的参数。

边界条件的设置对铸造过程计算机模拟结果的精确性有很大影响。作为边界条件之一的界面换热系数设置非常重要，但这方面的数据相当缺乏，设置时通常设为常数。这与界面换热系数随时间和接触状况的复杂性不符。国内外对铸件/铸型界面换热系数作了一些研究，主要集中在外界面，内界面换热研究很少。为了更好地研究铸件/铸型内界面的换热系数,文献 设计了一套可测量较高温度下界面换热系数的装置来研究铸件收缩包紧力对铸件/铸型内芯界面换热系数的影响规律，并重点研究了A356/H13钢在热力耦合下的界面换热系数随温度和接触载荷的变化规律，研究结果表明: 所测量的温度和载荷范围内，A356/H13钢界面换热系数随着温度和载荷的增加而呈增大趋势；界面温差的大小与换热系数成反比关系；随着界面载荷的增大，曲线出现了“拐点”，当界面载荷达到“拐点”时，界面换热系数对载荷的敏感性下降，曲线开始变得平缓。说明载荷与界面换热系数不是成简单的比例关系。2100433B

渐进成型系统包括成型工具、导向装置、芯模和机床基体。其加工过程如图《渐进成型》所示。成型工具在数控系统的控制下进行运动，芯模起支撑板料的作用。成型时，首先将被加工板料置于一个通用芯模上，在托板四周用压板夹紧板料， 该托板可沿导柱上下滑动。然后，将该装置固定在三轴联动的数控成型机上，加工时，成型工具在指定位置，按设定压下量对板料施加压力，然后根据系统指令，以第一层轮廓等高线轨迹运动，对板料进行渐进塑性加工。完成第一层轮廓以后，成型工具压下设定的高度，按第二层轮廓要求运动，如此重复，直到整个工件成型完成。

氧化锆陶瓷的成型有干压成型、等静压成型、注浆成型、热压铸成型、流延成型、注射成型、塑性挤压成型、胶态凝固成型等。其中使用最广泛的是注塑与干压成型。

（1）注浆成型

注浆成型的成型过程包括物理脱水过程和化学凝聚过程，物理脱水通过多孔的石膏模的毛细作用排除浆料中的水分，化学凝聚过程是因为在石膏模表面CaSO4 的溶解生成的Ca2 提高了浆料中的离子强度，造成浆料的絮凝。在物理脱水和化学凝聚的作用下，陶瓷粉体颗粒在石膏模壁上沉积成型。注浆成型适合制备形状复杂的大型陶瓷部件，但坯体质量，包括外形、密度、强度等都较差，工人劳动强度大且不适合自动化作业。

（2）热压注成型

热压注成型是在较高温度下（60~100℃）使陶瓷粉体与粘结剂（石蜡）混合，获得热压铸用的料浆，浆料在压缩空气的作用下注入金属模具，保压冷却，脱模得到蜡坯，蜡坯在惰性粉料保护下脱蜡后得到素坯，素坯再经高温烧结成瓷。热压注成型的生坯尺寸精确，内部结构均匀，模具磨损较小，生产效率高，适合各种原料。蜡浆和模具的温度需严格控制，否则会引起欠注或变形，因此不适合用来制造大型部件，同时两步烧成工艺较为复杂，能耗较高。

（3）流延成型

流延成型是把陶瓷粉料与大量的有机粘结剂、增塑剂、分散剂等充分混合，得到可以流动的粘稠浆料，把浆料加入流延机的料斗，用刮刀控制厚度，经加料嘴向传送带流出，烘干后得到膜坯。此工艺适合制备薄膜材料，为了获得较好的柔韧性而加入大量的有机物，要求严格控制工艺参数，否则易造成起皮、条纹、薄膜强度低或不易剥离等缺陷。所用的有机物有毒性，会产生环境污染，应尽可能采用无毒或少毒体系，减少环境污染 。