Spritzgusstechnologie von Aluminiumoxidkeramik

Datum:[2026/9/15]

Aluminiumoxidkeramik wird auch als Pr?zisionskeramik, Spezialkeramik oder Hightech-Keramik bezeichnet. Es handelt sich um eine Keramik, die ausgesuchte Rohstoffe verwendet und nach speziellen Herstellungsverfahren mit pr?ziser Kontrolle der chemischen Zusammensetzung und ausgezeichneter Leistung hergestellt wird. Derzeit wird Aluminiumoxidkeramik haupts?chlich in Hightech- und Spitzenindustrien verwendet, wie Mikroelektronik, Kernreaktoren, Luft- und Raumfahrt, magnetische Fluidstromerzeugung, künstliche Knochen und künstliche Gelenke. Bei der Herstellung von Aluminiumoxidkeramik sollten die folgenden drei Anforderungen erfüllt werden. ① Die ausgew?hlten Rohstoffe sollten hochrein sein, und die Partikel sollten so fein wie m?glich sein; ② Strenge Kontrolle der chemischen Zusammensetzung. W?hrend des Herstellungsprozesses ist es notwendig, Verunreinigungen vom Mischen und der Verflüchtigung der Komponenten selbst zu verhindern und die Partikelgr??e, Grenzfl?che, Porosit?t usw. der gesinterten Teile streng zu kontrollieren, um stabile Qualit?t und Reproduzierbarkeit zu erreichen; ③ Genaue Form und Gr??e. Aluminiumoxid-Keramikteile werden in der Regel nicht verarbeitet und direkt verwendet, insbesondere keramische elektronische Ger?te, die eine hohe Genauigkeit erfordern.
Es gibt signifikante Unterschiede in Zusammensetzung und Herstellungsprozess zwischen Aluminiumoxidkeramik und gew?hnlicher Keramik. Gew?hnliche Keramik wird durch drei Prozesse hergestellt: Rohstoffvorbereitung, Knüppelformung und Ofenfeuerung; Die meisten Aluminiumoxidkeramiken werden im Pulversinterverfahren hergestellt. In der Umformtechnik ist es aufgrund der extrem hohen H?rte der Keramik schwierig zu schneiden und zu verarbeiten, insbesondere für nicht ausgerichtete Produkte mit komplexen Formen, wie Turboladerrotoren, Knochen, Z?hne und andere biokeramische Produkte in Automobilmotoren. Nach dem Umformen und Sintern werden sie ohne weitere Verarbeitung zu fertigen Produkten. Um diese Anforderung zu erfüllen, imitierten die Menschen die Spritzgie?technologie der Polymermaterialindustrie, um Kunststoffteile und verarbeitete Aluminiumoxidkeramikprodukte herzustellen und zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen.
Keramische Spritzgie?technologie beinhaltet die Zugabe von thermoplastischem Harz, Duroplastharz, Weichmacher und Reibungsmittel zu Keramikpulver, wodurch es zu einem z?hflüssigen elastischen K?rper wird. Dann wird der erhitzte und gemischte Schlamm von der Düse in die Metallform eingespritzt, gekühlt und erstarrt. H?ufig verwendete thermoplastische Harze umfassen Polyethylen, Polystyrol und Polypropylen, mit einer Zusatzmenge von 10-30%. Diese Technologie hat die Genauigkeit und Zuverl?ssigkeit der Formung komplexer geformter Produkte erheblich verbessert.
1,1,Spritzgie?ger?te
Spritzgie?maschinen bestehen im Allgemeinen aus Plastifiziervorrichtungen (oder Spritzvorrichtungen), Klemmvorrichtungen, ?ldruckvorrichtungen sowie elektronischen und Leistungssteuerger?ten. Entsprechend der inneren Struktur der Plastifiziervorrichtung kann sie in Kolbentyp und Parallelpropellertyp unterteilt werden. In den letzten Jahren wird allgemein angenommen, dass letztere mehr Vorteile hat.
Die Spritzgie?maschine ist um elektronische und Leistungssteuerungsger?te zentriert, die die ?ldruckvorrichtung antreiben und gleichzeitig die Plastifiziervorrichtung und die Klemmvorrichtung nacheinander arbeiten lassen. Die Arbeitsweise ist wie folgt: Keramische Rohstoffe werden durch einen Trichter in den Zylinderk?rper eingespeist. W?hrend die Rohstoffe in das Ende des Zylinderk?rpers zugeführt werden, werden sie geschmolzen und gerührt und dann durch die Düse am Ende des Zylinderk?rpers in den Hohlraum der Metallform eingespritzt, um den Rohling zu erhalten. Fortschrittliche Steuerungssysteme im Ausland verwenden Bildschirmdarstellungsmethoden (z. B. Oszilloskope, Plasma, Elektrolumineszenz und Flüssigkristall) sowie die Gestaltung grafischer Steuerpulte oder einer Kombination aus beiden.
Das Formmaterial besteht im Allgemeinen aus legiertem Stahl mit ausgezeichneter Sauberkeit, Verschlei?festigkeit und Korrosionsbest?ndigkeit. Das Formdesign sollte den Flie?eigenschaften des keramischen Polymersystems entsprechen. Um die Schrumpfung des geformten K?rpers zu reduzieren und zu verhindern, dass Luft in den geformten K?rper gezogen wird, sollte die Form erw?gen, den Austragsausgang zu steuern. Bei kreisf?rmigen Produkten werden Fusionslinien leicht auf der gegenüberliegenden Seite des Gitters gebildet, daher ist es auch wichtig, auf die Position des Gitters zu achten. Um die Spritzgie?bedingungen zu optimieren, ist es notwendig, sich auf ein Temperaturmanagement von Formen, Materialf?ssern usw. und ein sorgf?ltiges Management der Drucksensoren innerhalb der Formen zu verlassen. Darüber hinaus sollte es Kühlschlitze auf der Form geben, die abkühlen und erhitzen k?nnen, und sich auf Temperaturregler zu verlassen, um die Formtemperatur konstant zu halten, ist sehr effektiv, um die Genauigkeit der Form zu verbessern. Aufgrund des umfangreichen Einsatzes organischer Materialien in Rohstoffen ist auch die Entfettung ohne Kohlenstoffrückst?nde ein wichtiges Thema, um Hei?rissbildung des Rohlings zu verhindern.
2,Prozess
Das Prinzip des keramischen Spritzgie?ens ist im Grunde das gleiche wie das des Kunststoffspritzgie?ens. Es ist nur eine gro?e Menge an Keramikpulver, das in den Kunststoff gemischt wird. Um die Spritzgie?bedingungen zu verbessern, ist es notwendig, organische Materialien auszuw?hlen, die den verwendeten Rohstoffen entsprechen, und die Menge der Zugabe auszuw?hlen. Um eine dichte und gleichm??ige Spritzgussform zu erhalten, sollte die Konzentration von Keramikpulver h?her sein. Aber zu hoch führt zu schlechter Formbarkeit. Um die Flie?f?higkeit von gemischten Knüppeln zu verbessern, sollte die Viskosit?t des Dispergierpolymersystems reduziert werden. Als Vorbehandlung ist es wichtig, die Dispergierbarkeit von Keramikpulvern zu verbessern. Um die Flie?f?higkeit von Polymeren zu verbessern, müssen geeignete Weichmacher und Schmierstoffe zugesetzt werden.
Die Partikelgr??e von keramischen Rohstoffen betr?gt in der Regel 1 μ m. Fügen Sie einen Klebstoff (auch Additiv genannt) hinzu, mischen Sie gründlich und rühren Sie um. Der Prozessablauf des Spritzgie?ens ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
W?hrend des Rührvorgangs wird das Keramikpulver befeuchtet und mit Klebstoff beschichtet, wodurch ein einheitlicher Verbund gebildet wird, bevor das Spritzgie?en fortgesetzt werden kann. Und es erfordert Kühlen, Trocknen und Zerkleinern, um Partikel zu erhalten, die für die Zuführung in den Spritzgie?maschinentrichter geeignet sind.
Es gibt vier technische Fragen, die w?hrend des gesamten Prozesses beachtet und gemeistert werden sollten.
1. Liquidit?t der Rohstoffe
Die Keramikpartikel, die im Spritzgie?en verwendet werden, bestehen im Allgemeinen aus 80-90% (wichtiges Verh?ltnis, das gleiche unten) Pulver und 10-20% Bindemittel. Das Bindemittel wird w?hrend des Entfettungsprozesses entfernt, so dass die minimale Menge an Zugabe angemessen ist. Es ist jedoch zu beachten, dass eine unzureichende Zugabe den Formungseffekt beeinflusst. Darüber hinaus verschlechtert sich die Flie?f?higkeit keramischer Partikel, wenn die Partikelgr??e abnimmt und die Form von der Kugelform abweicht. Daher sollte die Liquidit?t mit der einfachsten Methode getestet werden.
2. Fehler, die durch Umformbedingungen entstehen
Sind die Umformbedingungen nicht korrekt, k?nnen verschiedene Defekte auftreten. Die wichtigste ist die Fusionsschwei?linie, die anf?llig für Defekte ist, wenn die geformte Form Durchgangsl?cher oder Sackl?cher hat. Daher ist es notwendig, auf das Design der Form zu achten, insbesondere auf die Art, Position, Gr??e und Anzahl der ?ffnungen. Gleichzeitig sollte auf das Gleichgewicht zwischen der Spritztemperatur und der Geschwindigkeit des Spritzgie?ens geachtet werden.
Darüber hinaus, um Defekte wie Oberfl?chenrauheit, Risse, l?ngliche Markierungen und Verformungen zu vermeiden. In schwierigen Umformsituationen k?nnen adaptive Regler zur Feinsteuerung in die Spritzgie?maschine eingebaut werden.
3. Defattierung
Dieser Prozess, auch bekannt als Entfernen des Klebstoffs, erw?rmt sich normalerweise mit einer Rate von 3-5 ℃/b für etwa 5-10 Tage. Bei einer Schutzatmosph?re mit einem Druck von 0,5MPa kann die Entfettung jedoch innerhalb von 40 Stunden abgeschlossen werden.
4. Sintern
Die thermischen und anderen Parameter k?nnen je nach Art der Keramik bestimmt werden. Die lineare Schrumpfrate beim Sintern betr?gt etwa 15-20%, und die Arbeit mit komplexen Formen oder dicken W?nden ist anf?llig für Risse beim Sintern, und es sollte darauf geachtet werden, dies zu verhindern.
3,Additive
Dies ist eines der wichtigsten Themen in der Spritzgie?technik. Auch die Additiveigenschaften, die für verschiedene Umformverfahren ben?tigt werden, variieren. Wenn das Spritzgie?en Entfetten, Flie?f?higkeit, Klebstoffl?slichkeit, St?rke und Schrumpfung erfordert; Extrusion erfordert Plastizit?t, Klebstoffl?slichkeit, St?rke und Schmierung; Kaltes isostatisches Pressen (Gummiformen) erfordert Schmierung, Granulation und Festigkeit; Mechanisches Pressen erfordert Schmierung, Granulation, Festigkeit, Entformung usw. Gleichzeitig sollten auch verschiedene Klebstoffe für verschiedene Produkte verwendet werden.
Die Anforderungen an Additive in der Spritzgie?technik lauten wie folgt.
1. Klebstoffl?slichkeit: Es ist ratsam, so wenig Additive wie m?glich für verschiedene Umformmethoden zu verwenden, und es ist m?glich, gelatin?se (Klebstoffl?slichkeit) Additive zu verwenden, was für die Reduzierung von Produktionszyklen und Produktkosten vorteilhaft ist. Besonders vorteilhaft für das Entfernen des Klebers in der Zukunft.
2. Flie?f?higkeit: Spritzgie?en erfordert Flie?f?higkeit unter hohem Druck. Der Injektionseffekt der Verwendung von harzbasierten Bindemitteln ist gut, da bei der Verwendung von harzbasierten Bindemitteln auf die Aufrechterhaltung der Viskosit?t und die langsame Injektion geachtet werden sollte.
3. Ausdehnung und Schrumpfung: Aufgrund der Verwendung einer gro?en Menge an Bindemittel im Spritzguss ist die Schrumpfung des Rohlings gro?, beeinflusst Ma?genauigkeit und geometrische Form und bildet leicht Poren. Daher k?nnen Substanzen mit geringer Ausdehnung und Kontraktion wie Paraffin als Additive ausgew?hlt werden. Diese Art von Substanz hat einen geringeren Expansionskontraktionseffekt als nicht kristalline Substanzen wie Kolophonium.
Bereits in den 1950er Jahren verwendete Japan Keramik A12O3 als Zündkerze für Verbrennungsmotoren. Zukünftig wird es für die Fertigung von kleinen und komplexen Teilen nacheinander eingesetzt. In den letzten Jahren haben Menschen aktiv an der Entwicklung und Forschung verschiedener hitzebest?ndiger und verschlei?fester Teile beteiligt. So wurde beispielsweise der Wirbelkammerkopf von Dieselmotoren verglast und spritzgie?technisch gefertigt.
Berichten zufolge hat das Institut für Produktionstechnik der Universit?t Tokio in Japan kürzlich erfolgreich das "gefrorene Spritzgie?verfahren" mit nur Wasser getestet. Dies wird erreicht, indem die Flie?f?higkeit und Gefriereigenschaften von Wasser zum Erstarren und Entformen von Keramik genutzt werden. Füllen Sie die vorgekühlte Form mit Leerstellen an etwa 0-5 ℃. Gleichzeitig frieren die Rohlinge von der Innenwand ein. Wenn das innere Einfrieren die Entformungsst?rke erreicht, k?nnen die Rohlinge aus der Form entfernt werden. Da es keine Notwendigkeit gibt, eine gro?e Menge an organischen Zusatzstoffen zu verwenden, wie bereits erw?hnt, gibt es keinen Bedarf für einen langen Entfettungsprozess, der die Leistung erheblich verbessern kann; Die Verkürzung der Produktionszeit schafft günstige Voraussetzungen zur Kostensenkung und Steigerung der Produktion.
Schlüsselw?rter: Aluminiumoxid Keramik Spritzguss, Aluminiumoxid Keramik Pulver Spritzguss, CIM Pulver Spritzguss, Shenzhen Keramik Pulver Spritzguss, Zirkonia Keramik Pulver Spritzguss, W?rmed?mmkeramik, hitzebest?ndige Keramik, verschlei?feste Keramik, keramische Verarbeitung