凝胶浆料注模成型技术及工艺难点

凝胶注模成型技术及工艺难点分析

2017-5-18 作者：谭建波

凝胶注模成型最早是由美国橡树岭国家试验室（Oak Ridge National Laboratory, ORNL）的JANNEY和OMATETE发明的一种新的陶瓷成型技术。该技术将传统的陶瓷工艺和高分子聚合物化学巧妙地结合起来，是一种新型的制备高品质复杂形状陶瓷件的近净尺寸成型技术。

凝胶注模成型工艺与其它传统成型工艺相比具有许多优点，因而引起陶瓷界的普遍关注，使得该技术不断完善，并已在实际生产中应用。上世纪末，美国的Alliedsignal Ceramic Company、LOTEC Inc.、Ceramic Magnetics Inc.三家公司获得凝胶注模成型技术的使用许可。Alliedsignal陶瓷公司应用该技术成功制备了航天器辅助电源部分的Si3N4陶瓷涡轮机转子；LOTEC公司采用该技术制备了低膨胀陶瓷材料，这种材料在高温下不会发生膨胀，被应用于制造发动机排气管道的绝热材料；Ceramic Magnetics公司则将此技术应用于高能物理研究用粒子加速器中的大直径（直径>50cm）铁氧体磁性陶瓷环的生产。与此同时，美国Alliedsignal陶瓷公司已开发出年产10000只涡轮转子的凝胶注模成型自动化生产设备；美国集成系统公司（Integrated Systems Inc.）也基于热空气干燥理论开发出了胚体干燥的自动化控制设备。

在国内，2010年基于国家＂863＂计划项目的淄博博航电子陶瓷公司也应用凝胶注模成型技术主要生产氧化铝陶瓷基片，但其凝胶浆料的制备也都采用球磨的方法时间约20小时或以上。因此，如何提高凝胶注模成型的生产效率，开发与工艺配套的自动化生产设备是逼在眉睫的任务。可以设想，随着凝胶注模成型技术产业化的推广和工艺自动化控制设备的开发，该绿色环保的新技术必将会实现低成本、高效率、高可靠性和高重复性的产业化和实用化。

在工艺实践中我们总结了氧化铝陶瓷散热基板凝胶法注模成型工艺的技术难点：

①浆料的固含量：采用较粗粉料或预烧粉料可轻易提高固含量，但烧成制品晶粒粗大导致性能及强度劣化。通常使用亚微米级粉料的浆料固含量≥55%vol，烧结后成品性能及强度较优；

②凝胶浆料制备方法：亚微米级粉料球磨制浆液化时间长，通常大于20小时，生产效率低；

③凝胶浆料气泡的排除：使用传统方法排除气泡困难。气泡排除不充分，会阻碍凝胶浆料的凝聚并严重影响烧成瓷件的透明度、散热系数和机械强度；

④凝胶浆料触发剂的添加方法：触发剂添加方式不恰当。触发剂添加不均匀，会造成浆料局部爆聚，过度搅拌则容易带入气泡；

⑤注模和脱模问题：注模方法不恰当会带入气泡同时浆料注模不顺畅；脱模方法不恰当会造成脱模难、凝胶薄胚体易损坏，直接导致生产效率和产品合格率低下，成本高企。

针对批量化生产中存在的种种问题，我们通过对氧化铝、氧化锆及其复合粉末的凝胶形成机理及过程进行了深入的研究，开发出符合量产要求的凝胶悬浮浆料制备及注模成型的创新工艺方法与技术。创新的凝胶法注模成型技术能符合大生产大批量（高效率）的要求，较好地解决了凝胶法注模成型工艺中的难点。例如，创新技术的透明氧化铝凝胶浆料（亚微米级粉末、固含量≥55%vol）制备时间（10～50L浆料）仅需2～4小时。浆料具有固含量高、分散性好、流动性好的特点。适用于凝胶注模成型制备透明氧化铝或大尺寸细晶氧化铝陶瓷散热电路基板。（详情请联系：jmkenttan@https://www.wendangku.net/doc/ef10187592.html,)。

热塑性弹性体的注塑成型工艺

TPR/TPE热塑性弹性体的注塑成型工艺

TPR的干燥 根据材料的特性和供料情况，一般在成型前应对材料的外观和工艺性能进行检测。供应的粒料往往含有不同程度的水分、熔剂及其它易挥发的低分子物，特别是具有吸湿倾向的TPR含水量总是超过加工所允许的限度。因此，在加工前必须进行干燥处理，并测定含水量。在高温下TPR的水分含量要求在5％以下，甚至2％～3％，因此常用真空干燥箱在75℃～90℃干燥2小时。已经干燥的材料必须妥善密封保存，以防材料从空气中再吸湿而丧失干燥效果，为此采用干燥室料斗可连续地为注塑机提供干燥的热料，对简化作业、保持清洁、提高质量、增加注射速率均为有利。干燥料斗的装料量一般取注塑机每小时用料量的2.5倍。 TPR染色 以SBC为基础的TPE在颜色上优于大多数其它TPR材料。所以，它们只需要较少量的色母料就可达到某种特定的颜色效果，而且所产生的颜色比其它TPR更为纯净。一般说来，色母料的粘度应该比TPR的粘度低，这是因为TPR的熔融指数比色母料高，这将有利于分散过程，使得颜色分布更加均匀。 对于以SBS为基础的TPE，推荐采用聚苯乙烯类载色剂。 对于以较硬的SEBS为基础的TPR，推荐采用聚丙烯(PP)载色剂。 对于以较软的SEBS为基础的TPR，可采用低密度聚乙烯或乙烯醋酸乙烯共聚物。对于较软的品种，不推荐采用PP载色剂，因为复合材料的硬度将受到影响。 对于某些包胶注塑的应用，使用聚乙烯(PE)载色剂可能会对与基体的粘接力产生不利的影响。 注塑前需要清洗料筒 新购进的注塑机初用之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注塑机机筒进行清洗或拆洗。 清洗机筒一般采用加热机筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。对于TPR材料，可用所加工的新料置换出过渡清洗料。TPR的成型温度 在加工注塑过程中，温度的设定是否准确是制品外观和性能好坏的关键。下面是进行TPR加工注塑时温度设定的一些建议。 进料区域的温度应设定得相当低，以避免进料口堵塞并让夹带的空气逸出。当使用色母料时为了改善混合状态，应将过渡区域的温度设定

陶瓷凝胶注模成型

凝胶注模成型工艺研究 夏培 (天津大学材料科学与工程学院，教育部先进陶瓷与加工重点实验室，天津300072) 摘要：凝胶注模成型是一种优于传统成型工艺的先进陶瓷成型方法，为净尺寸高性能复杂形状陶瓷的制备提供了有效的技术途径。本文对陶瓷凝胶注模成型的原理、工艺、成型体系、特点等进行了简单的概论介绍,综述了目前凝胶注模成型的研究现状、存在的问题和应用情况并展望了发展趋势。 关键词：凝胶注模；研究现状；问题与展望 Study on the gel-casting XIA Pei (Key Laboratory of Advanced Ceramics and Machining Technology, Ministry of Education, college of Material Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, Tianjin, China) Abstract: Gel-casting process is an advanced manufacturing technology for ceramic forming, which is superior to the traditional one, and has provided an effective approach to prepare high performance net size ceramics with complicated shapes. The principles,procedures,forming system and character of gel-casting are simply discussed in this paper, moreover, the present research process,problems as well as applications are also included. Finally, the tendency of this technology is forecasted in a dialectical way. Key words: gel-casting; present research; problems and prospects

注塑工艺的技术――注射压缩成型知识简介

注塑工艺的技术――注射压缩成型知识简介 注射压缩成型（injection compression moulding/icm)是传统注塑成型的一种高级形式。 它能增加注塑零件的流注长度/壁厚的比例；采用更小的锁模力和注射压力；减少材料内应力；以及提高加工生产率。 注射压缩成型适用于各种热塑性工程塑胶制作的产品，如：大尺寸的曲面零件，薄壁、微型化零件，光学镜片，以及有良好抗袭击特性要求的零件。 注射压缩成型的主要特点与传统注塑过程相比较，注射压缩成型的显著特点是，其模具型腔空间可以按照不同要求自动调整。例如，它可以在材料未注入型腔前，使模具导向部分有所封闭，而型腔空间则扩大到零件完工壁厚的两倍。另外，还可根据不同的操作方式，在材料注射期间或在注射完毕之后相应控制型腔空间的大小，使之与注射过程相配合，让聚合物保持适当的受压状态，并达到补偿材料收缩的效果。 根据注塑零件的几何形状、表面质量要求、以及不同的注塑设备条件，有四种注射收缩防护司可供选择。 它们是：顺序式；共动式；呼吸式和局部加压。 顺序式icm（seq-icm)顺序式注射压缩成型过程，其注射操作和模具型腔的推合是顺序进行的。开始时，模具导引部分略有闭合，并有一个约为零件壁厚两倍的型腔空间。而当树脂注入模具型腔后，即推动模具活动部分直至完全闭合，并使聚合物在型腔内受到压缩。在此过程中，由于从完成注入到开始压缩会有一个聚合物流动暂停和静止的瞬间，其可能会在零件表面形成一个流线痕迹，其可见程度取决于聚合物材料的颜色，以及零件成型时的纹理结构和材料种类。 该种方式的操作过程。可以采用曲柄杆式设备来进行这种icm。 共动式icm（sim-icm) 与顺序式icm相同，共动式icm开始、时模具导引部分也是略有闭合的，不同的是在材料开始注入型腔的同时，模具即开始推合施压。而挤料螺杆和模具型腔在共同运动期间，可能会有一个的s2或s2的延迟。由于聚合物流动前方一直保持着稳定的流动状态，它不会出现如seq-icm过程的暂停和表面的流线痕迹。 由于上述两种方式都在操作开始时留有较大的型腔空间，而在熔融聚合物注入型腔尚未遇到方向压力之时，它可能因为重力作用而首先流入型腔的较低一侧，并可以能因暂时处于未承受压力状态而出现不希望有的泡沫。而且，零件壁厚越大，型腔空间也会越大，而流注长度的延长也会增加模具完全闭合的时间周期，这些都可能会使上述现象加剧。 呼吸式icm（breath-icm)

叔丁醇基凝胶注模工艺制备轻质、高强莫来石多孔陶瓷

万方数据

万方数据

第６期周立忠，等：叔丁醇基凝胶注模工艺制备轻质、高强莫来石多孔陶瓷１１７５ 图１不同烧结温度条件下莫来石多孔陶瓷的微观结构 Ｆｉｇ．ＩＳＥＭｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓｏｆｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｄｓｕｒｆａｃｅｓａｎｄｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｐｏｒｏｕｓ ｍｕｌｌｉｔｅｃｅｒａｍｉｃｓｓｉｎｔｅｒｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ （ａ）１２５０＇Ｅ；（ｂ）１３００。Ｃ；（ｃ）１３５０。Ｃ；（ｄ）１４００＂Ｃ；（ｅ）１４５０＇：Ｅ；（ｆ）Ｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ 图２ＴＢＡ基凝胶注模工艺制备莫来石多孔陶瓷的结构示意图 Ｆｉｇ．２ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｒａｗｉｎｇｏｆｐｏｒｏｕｓｍｕｌｌｉｔｅｃｅｒａｍｉｃｓｂｙＴＢＡｂａｓｅｄ—ｇｅｌｃａｓｔｉｎｇ 表１叔丁醇和水的物理性能Ⅲ】 Ｔａｂｌｅ１ＰｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＴＢＡａｎｄｗａｔｅｒ［１０】…／（Ｄ等，，睾ｓ蒜‘篇Ｓｕｒｆａｃｅｔｅ冀ｎｓｉｏｎ 度与气孔率的关系曲线，依据公式（１）的表示方法，通过公式拟合，其ｂ值为１６．８，远远高于目前所报道的莫来石、碳化硅／堇青石等多孔陶瓷的ｂ值（二者的ｂ值分别为６和４．８）‘１４Ｊ５。，这表明在本试验气孑Ｌ率范围内，气孔率的微小改变将会引起材料强度的急剧变化，这将有利于在气孔率下降较小的前提下获得更高的强度． Ａｔｉｓｉｖａｎ等¨钊采用熔融沉积工艺，以氧化镁为烧结助剂，制备了孑Ｌ径尺寸为１５０～４００斗ｍ的莫来石多孔陶瓷，在气孔率为４０％时，压缩强度约为３０ＭＰａ．Ｋｉｍ等Ⅲ３以添加氧化铝的聚氧硅烷为原料，制备出孔径小于２０１ｘｍ的莫来石多孔陶瓷，当气孔率为４０％和６５％时，压缩强度分别为６０ＭＰａ和１５ＭＰａ．与文献［１６．１７］相比，本试验采用叔丁醇基凝胶注模成型方法制备莫来石多孔陶瓷，在相似强度或在相似气孔率条件下能够获得更高的气孔率或更高的强度，结合图１的微观结构观察结果，分析认为其主要 原因为：（１）均匀分布的孔隙结构．这种均匀的孔隙　万方数据

注塑成型技术培训教材

注塑成型技术培训教材 一、如何解决注塑产品存在的品质缺陷 1、注塑产品存在的品质缺陷： 塑料制品的成型加工过程中，由于加工设备不一，成型性能各异，原料品种繁多，加之设备的运行状态，模具的型腔结构、物料的流变性筹多种因素错综变化的影响，使得塑料的内在及外观质量经常会出现各种各样的成型缺陷。常见的外观缺陷有：缩水、飞边、黑点、流纹、熔接线、亮纹、缺胶、气泡、料花等。 2、如何解决缩水 ●缩水产生的原因 制件在模具中冷却时，由于制件的胶厚不一致而导致塑胶收缩不均匀而引起的凹痕。 解决缩水的原理是：在制件冷却过程中，熔胶不断补充制件收缩引起的空缺。因此在正常情况下要保证熔胶补充的通道不受阻和足够的补充压力。 ●在注塑工艺上的解决办法： （1）注塑条件问题： ①注射量不足； ②提高注射压力； ③增加注射时间； ④增加保压压力或时间； ⑤提高注射速度； ⑥增加注射周期； ⑦操作原因造成的注射周期反常。 （2）温度问题： ①物料太热造成过量收缩；

②物料太冷造成充料压实不足； ③模温太高造成模壁处物料不能很快固化； ④模温太低造成充模不足； ⑤模子有局部过热点； ⑥改变冷却方案。 （3）模具问题： ①增大浇口； ②增大分流道； ③增大主流道； ④增大喷嘴孔； ⑤改进模子排气； ⑥平衡充模速率； ⑦避免充模料流中断； ⑧浇口进料安排在制品厚壁部位； ⑨如果有可能，减少制品壁厚差异； ⑩模子造成的注射周期反常。 （4）设备问题： ①增大注压机的塑化容量； ②使注射周期正常； （5）冷却条件问题： ①部件在模内冷却过长，避免由外往里收缩，缩短模子冷却时间； ②将制件在热水中冷却。

添加剂在水基凝胶流延成型中的作用_马春雷

第12卷　第2期2004年4月　 材　料　科　学　与　工　艺MATERI ALS SCIENCE &TECH NOL OGY 　 Vol .12No .2Apr .,2004 添加剂在水基凝胶流延成型中的作用 马春雷,谢志鹏,黄　勇,向军辉 (清华大学材料科学与工程系,北京100084,E -mail :alein @tsinghua .org .cn ) 摘　要:为制备固相含量高、适合流延工艺的氧化铝陶瓷悬浮体,并保证成型坯片具有良好的强韧性能,通过分析陶瓷悬浮体的粘度、Zeta 电位、接触角等参数,研究了各种添加剂对凝胶流延工艺的影响.实验结果表明:分散剂可提高悬浮体的Zeta 电位,从而提高固相体积含量;增塑剂可明显提高坯片的柔韧性;表面活性剂可大幅度降低悬浮体与基带的接触角(从93°降低到72.2°).成功制备出固相含量超过50%的悬浮体,成型后的坯片表面平整,强度高,柔韧性好. 关键词:凝胶流延成型;流延成型;添加剂;分散剂;增塑剂;表面活性剂;除泡剂中图分类号:TQ174 文献标识码:A 文章编号:1005-0299(2004)02-0113-04 The effects of additives on aqueous gel -tape -casting MA Chun -lei ,XIE Zhi -peng ,HUANG Yong ,XI ANG Jun -hui (Department of Materials Science an d E ngineering ,Ts inghua University ,Beijing 100084,China ,E -mail :alein @tsinghua .org .cn ) A bstract :To acquire slurry with high solid content and green body with high strength and flexibility ,the influences of various additives on the process of gel -tape -casting were studied by detecting the viscosity ,Zeta potential and contact angle of slurry .It is shown that dispersant improves the Zeta potential of alumina powder ,consequently en -hances the solid content of slurr y ;plasticizer increases the flexibility of green body obviously ;surfactant can reduce the contact angle of slurr y on the carrier film (from 93°to 72.2°).Defoa mer is efficient to eliminate foams in slurry resulted from the introduction of surfactant .The slurry with more than 50%solid c ontent was prepared ,and a green tape with high strength ,flexibility and smooth surface was obtained . Key words :gel -tape -casting ;tape -casting ;additive ;dispersant ;plasticizer ;surfactant ;defoamer 收稿日期:2002-03-04. 基金项目:国家重点基础研究发展规划资助项目(973-G2000067204-01). 作者简介:马春雷(1975-),男,硕士生; 谢志鹏(1956-),男,教授,博士生导师;黄　勇(1937-),男,教授,博士生导师. 大型陶瓷基板和层状陶瓷材料在电子工业领域的应用十分广泛,如用于电路系统的薄膜以及Al 2O 3、AlN 基板,BaTiO 3陶瓷电容器等.流延成型是生产这种薄片陶瓷材料的一项主要技术[1～3].由于有机流延成型使用的有机物具有挥发性、毒性以及价格偏高等缺点[4～6],出于环境和健康因素的考虑,人们越来越倾向于开发以水为溶剂的流延成型体系 [4～8] .本课题组利用有机单体原位 聚合机理对流延成型加以发展,形成一种新的成型方法:凝胶流延成型(Gel -Tape -Casting ).与传统 的有机流延成型方法不同,该法将陶瓷粉料分散 于含有有机单体和交联剂的水中,制备出低粘度且高固相体积含量的浓悬浮体;然后加入引发剂和催化剂,在一定的温度条件和惰性气体保护下引发有机单体聚合,从而实现原位凝固成型. 陶瓷悬浮体的固相体积分数高(>50%),并且在聚合的同时完成坯片成型,成型时间短,有机物含量低,不需要专门的排胶过程,烧结后陶瓷基片的密度高、结构均匀,整个工艺的成本较低,环境污染小,具有广阔的工业应用前景.但是,相对于有机流延成型,由于凝胶流延成型使用水作为溶剂,并且固化的机理不同,所以必须解决以下问题:成型坯片比较硬、脆,无法卷曲储藏;陶瓷悬浮体不能与有机基带很好的浸润,坯片不易从基带上剥离下来;水基流延成型对外界各种因素的影

尼龙 注塑成型工艺

華僑大学 课程名称：增强增韧尼龙66汽车专用料姓名：彭儒 学号：0814122029 专业：08高分子二班 任课教师：钱浩

前言： 尼龙是结晶型塑料，品种颇多，已达到130多种，应用于注塑加工的有尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010以及共聚性尼龙、超韧性尼龙、玻璃纤维增强尼龙、矿物增强尼龙等等。世界市场中，应用量最大的是尼龙66。 尼龙最早在1889年首先由Gabriel和Maass 两人合成制得，但系统的研究并最终实现工业化实在1929年，由美国杜邦公司的Carothers着手进行的。1931年Carothers申请了第一篇尼龙专利，1935年首先制得尼龙66，1939年实现工业化。尼龙66的应用领域一般在汽车、电子电器、化工设备、机械设备等方面。从最终用途看，汽车行业消耗的尼龙66占第一位，电子电器占第二位。大约有88%的尼龙66通过注射成型加工成各种制件，约12%的尼龙66则通过挤出、吹塑等成型加工成相应的制品。 由于尼龙66优良的耐热性、耐化学药品性、强度和加工方便等，因而在汽车工业得到了大量应用，目前几乎已能用于汽车的所有部位，如发动机部位，电器部位和车体部位。发动机部位包括进气系统和燃油系统，如发动机气缸盖罩、节气门、空气滤清器机器外壳，车用空气喇叭、车用空调软管、冷却风扇及其外壳、进水管、刹车油罐及灌盖，等等。车体部位零部件有：汽车挡泥板、后视镜架、保险杠、仪表盘、行李架、车门手柄、雨刷支架、安全带扣搭、车内各种装饰件等等。车内电器方面如电控门窗、连接器、保鲜盒、电缆扎线等。 工艺特点： ⑴吸水性尼龙66较易吸湿，如果长时间暴露在空气下，会吸收大气中的水分。吸水后会发生体积膨胀，影响制品的尺寸精度，如在注塑前吸收过量的水分时，其制作的外国外观和力学性质都会受损。

注塑成型技术培训资料

注塑成型技术培训资料 1 质缺陷如何解决注塑产品存在的品质缺陷如何解决注塑产品存在的品质缺陷如何解决注塑产品存在的品质缺陷 1、注塑产品存在的品质缺陷：塑料制品的成型加工过程中，由于加工设备不一，成型性 能各异，原料品种繁多，加之设备的运行状态，模具的型腔结构、物料的流变性筹多种因素错综变化的影响，使得塑料的内在及外观质量经常会出现各种各样的成型缺陷。常见的外观缺陷有：缩水、飞边、黑点、流纹、熔接线、亮纹、缺胶、气泡、料花等 2、如何解决缩水?缩水产生的原因制件在模具中冷却时，由于制件的胶厚不一致而导致塑胶收缩不均匀而引起 的凹痕。解决缩水的原理是：在制件冷却过程中，熔胶不断补充制件收缩引起的空缺。因此在正常情况下要保证熔胶补充的通道不受阻和足够的补充压力。 3、?在注塑工艺上的解决办法：（1）注塑条件问题：① 注射量不足；② 提高注射 压力；③ 增加注射时间；④ 增加保压压力或时间；⑤ 提高注射速度；⑥ 增加注射周期；⑦ 操作原因造成的注射周期反常。 4、（2）温度问题：① 物料太热造成过量收缩；② 物料太冷造成充料压实不足；③ 模温太高造成模壁处物 料不能很快固化；④ 模温太低造成充模不足；⑤ 模子有局部过热点；⑥ 改变冷却方案 5、（3）模具问题：① 增大浇口；② 增大分流道；③ 增大主流道；④ 增大喷嘴孔；⑤ 改进模子排气；⑥ 平衡充模速率；⑦ 避免充模料流中断；⑧ 浇口进料安排在制品厚壁部位；⑨ 如果有可能，减少制品壁厚差异；⑩ 模子造成的注射周期反常。 6、（4）设备问题：① 增大注压机的塑化容量；② 使注射周期正常 7、（5）冷却条件问题：① 部件在模内冷却过长，避免由外往里收缩，缩短模子冷却时间；②将制件在热 水中冷却。 8、3、如何解决飞边?产生飞边的原因：产品溢边往往由于模子的缺陷造成，其他原因有：注射力大于锁模力、 物料温度太高、排气不足、加料过量、模子上沾有异物等。? 如何判断产生飞边的原因：在一般情况下，采用短射的办法。即在注塑压力速度较低、不用保压的情况下注塑出制件90％的样板，检查样板是否出现飞边，如果出现，则是模具没有配好或注塑机的锁模压力不足，如果没有出现，则是由于注塑条件变化而引起的飞边，比如：保压太大、注射速度太快等。?常见的飞边产生的原因及解决飞边的办 法 9、⑴模具问题：① 型腔和型芯未闭紧；② 型腔和型芯偏移；③ 模板不平行；④ 模 板变形；⑤ 模子平面落入异物；⑥ 排气不足；⑦ 排气孔太大；⑧ 模具造成的注射周期反常。⑵设备问题：① 制品的投影面积超过了注压机的最大注射面积；②注压机模板安装调节不正确；③ 模具安装不正确；④ 锁模力不能保持恒定；⑤ 注压机模板不平行；⑥ 拉杆变形不均；⑦ 设备造成的注射周期反常⑶注塑条件问题：① 锁模力太低；② 注射压力太大；③ 注射时间太长；④ 注射全压力时间太长；⑤ 注射速率太快；⑥ 充模速率不等；⑦ 模腔内料流中断；⑧ 加料量控制太大；⑨操作条件造成的注射周期反常 10、⑷温度问题：① 料筒温度太高；② 喷嘴温度太高；③ 模温太高。⑸设备问题：① 增大注压机的塑化容 量；② 使注射周期正常；⑹冷却条件问题：① 部件在模内冷却过长，避免由外往里收缩，缩短模子冷却时间；② 将制件在热水中冷却。?如何解决飞边与缩水的矛盾① 降低注射速度，降低注射压力，同时增大保压压力和时间。② 如果这时出现缺胶现象，则需要提高成型温度。③ 如果只是局部缩水而增压引起的飞边，则要检查缩水部位周围的胶位是否太薄，造成薄的地方容易冷却，而熔 胶未能补充到缩水的部位。4、黑点产生的原因及解决办法1）料管温度设定太高使熔 料过热分解，则应检查料筒的温度控制器是否失控，并适当降低料筒的温度。2）熔料在料筒中滞留导致局部过热分解，则应检查料筒、喷嘴及螺杆防止回流阀内有无数贮料死角，并加以修理3）熔料与料筒壁磨擦过热使熔料分解，对此应调整螺杆与料筒的空隙。避免过大剪切力，浇口过小或注射速度太快4）模具内残留的气体由于绝热压缩而 引起燃烧。使熔料过热分解。对此可适当降低注射速度并改进模具的排气口结构。 11、5、熔接线?熔接线产生的原因产品接痕通常是由于在拼缝处温度低、压力小造

注塑成型工艺流程图

注塑成型工艺流程图 一、注塑成型的基本原理： 注塑机利用塑胶加热到一定温度后,能熔融成液体的性质,把熔融液体用高压注射到密闭的模腔内,经过冷却定型,开模后顶出得到所需的塑体产品。 二、注塑成型的四大要素: 1.塑胶模具 2.注塑机 3.塑胶原料 4.成型条件 三、塑胶模具 大部份使用二板模、三板模，也有部份带滑块的行位模。 基本结构: 1.公模（下模）公模固定板、公模辅助板、顶针板、公模板。2.母模（上模) 母模板、母模固定板、进胶圈、定位圈。3.衡温系统冷却.稳（衡）定模具温度。 四、注塑机 主要由塑化、注射装置，合模装置和传动机构组成；电气带动电机，电机带动油泵，油泵产生油压，油压带动活塞，活塞带动机械，机械产生动作； 1、依注射方式可分为： 1.卧式注塑机 2.立式注塑机 3.角式注塑机 4.多色注塑机 2、依锁模方式可分为： 1.直压式注塑机 2.曲轴式注塑机 3.直压、曲轴复合式 3、依加料方式可分为：

1.柱塞式注塑机 2.单程螺杆注塑机 3.往复式螺杆注塑机4、注塑机四大系统： 1.射出系统 a.多段化、搅拌性及耐腐蚀性。 b.射速、射出、保压、背压、螺杆转速分段控制。 c.搅拌性、寿命长的螺杆装置。 d.料管互换性，自动清洗。 e.油泵之平衡、稳定性。 2.锁模系统 a.高速度、高钢性。 b.自动调模、换模装置。 c.自动润滑系统。 d.平衡、稳定性。 3.油压系统 a.全电子式回馈控制。 b.动作平顺、高稳定性、封闭性。 c.快速、节能性。 d.液压油冷却，自滤系统。 4.电控系统 a.多段化、具记忆、扩充性之微电脑控制。 b.闭环式电路、回路。 c.SSR(比例、积分、微分)温度控制。

陶瓷凝胶注模成型

凝胶注模成型工艺研究 夏XX (天津大学材料科学与工程学院，教育部先进陶瓷与加工重点实验室， 天津300072) 摘要：凝胶注模成型是一种优于传统成型工艺的先进陶瓷成型方法，为净尺寸高性能复杂形状陶瓷的制备提供了有效的技术途径。本文对陶瓷凝胶注模成型的原理、工艺、成型体系、特点等进行了简单的概论介绍,综述了目前凝胶注模成型的研究现状、存在的问题和应用情况并展望了发展趋势。 关键词：凝胶注模；研究现状；问题与展望 Study on the gel-casting XIAXX (Key Laboratory of Advanced Ceramics and Machining Technology, M inistry of Education, college of Material Science and Engineering, Tia njin University, Tianjin 300072, Tianji n, China) Abstract: Gel-casting process is an advanced manufacturing technology

for ceramic forming, which is superior to the traditional one, and has provided an effective approach to prepare high performance net size ceramics with complicated shapes. The principles,procedures,forming system and character of gel-casting are simply discussed in this paper, moreover, the present research process,problems as well as applications are also included. Finally, the tendency of this technology is forecasted in a dialectical way. Key words: gel-casting; present research; problems and prospects 1.引言 随着当代科学技术的发展，国防、工业等技术领域对结构材料的要求越来越高，耐高温、耐腐蚀、高硬度和综合力学性能好的结构材料的开发和研究已经变得十分重要。但陶瓷材料烧结后很难进行机加工，人们一直在寻求复杂形状陶瓷元件的净尺寸成型方法，这已成为保证陶瓷元件质量和获得具有实际应用价值材料的关键环节[1]。 陶瓷材料的成型方法[2]，一般可分为干法和湿法两大类。二者相比而言，湿法成型具有工艺简单、成型坯体组分均匀、缺陷少、易于成型复杂形状零件等优点，实用性较强。但传统的湿法成型技术都存在一些问题，如注浆成型是靠石膏模吸水来实现的，造成坯体密度梯度分布和不均匀变形，并且坯体强度低，易于损坏；热压铸或注射成型需加入质量分数高达20%的蜡或有机物，造成脱脂过程繁琐，粘合剂的熔化或蒸发使坯体的强度降低，易形成缺陷甚至倒塌；等静压成型

注塑成型工艺培训资料

注塑成型技术培训资料 一、如何解决注塑产品存在的品质缺陷 1、注塑产品存在的品质缺陷： 塑料制品的成型加工过程中，由于加工设备不一，成型性能各异，原料品种繁多，加之设备的运行状态，模具的型腔结构、物料的流变性筹多种因素错综变化的影响，使得塑料的内在及外观质量经常会出现各种各样的成型缺陷。常见的外观缺陷有：缩水、飞边、黑点、流纹、熔接线、亮纹、缺胶、气泡、料花等。 2、如何解决缩水 缩水产生的原因 制件在模具中冷却时，由于制件的胶厚不一致而导致塑胶收缩不均匀而引起的凹痕。 解决缩水的原理是：在制件冷却过程中，熔胶不断补充制件收缩引起的空缺。因此在正常情况下要保证熔胶补充的通道不受阻和足够的补充压力。 ●在注塑工艺上的解决办法： 注塑条件问题： 注射量不足； 提高注射压力； 增加注射时间； 增加保压压力或时间； 提高注射速度； 增加注射周期； 操作原因造成的注射周期反常。 （2）温度问题： 物料太热造成过量收缩； 物料太冷造成充料压实不足； 模温太高造成模壁处物料不能很快固化； 模温太低造成充模不足； 模子有局部过热点； 改变冷却方案。 （3）模具问题： 增大浇口； 增大分流道； 增大主流道； 增大喷嘴孔； 改进模子排气； 平衡充模速率； 避免充模料流中断； 浇口进料安排在制品厚壁部位； 如果有可能，减少制品壁厚差异； 模子造成的注射周期反常。 （4）设备问题： 增大注压机的塑化容量； 使注射周期正常；

（5）冷却条件问题： 部件在模内冷却过长，避免由外往里收缩，缩短模子冷却时间； ②将制件在热水中冷却。 3、如何解决飞边 ●产生飞边的原因： 产品溢边往往由于模子的缺陷造成，其他原因有：注射力大于锁模力、物料温度太高、排气不足、加料过量、模子上沾有异物等。 如何判断产生飞边的原因： 在一般情况下，采用短射的办法。即在注塑压力速度较低、不用保压的情况下注塑出制件90％的样板，检查样板是否出现飞边，如果出现，则是模具没有配好或注塑机的锁模压力不足，如果没有出现，则是由于注塑条件变化而引起的飞边，比如：保压太大、注射速度太快等。 ●常见的飞边产生的原因及解决飞边的办法 ⑴模具问题： 型腔和型芯未闭紧； 型腔和型芯偏移； 模板不平行； 模板变形； 模子平面落入异物； 排气不足； 排气孔太大； 模具造成的注射周期反常。 ⑵设备问题： 制品的投影面积超过了注压机的最大注射面积； 注压机模板安装调节不正确； 模具安装不正确； 锁模力不能保持恒定； 注压机模板不平行； 拉杆变形不均； 设备造成的注射周期反常 ⑶注塑条件问题： 锁模力太低； 注射压力太大； 注射时间太长； 注射全压力时间太长； 注射速率太快； 充模速率不等； 模腔内料流中断； 加料量控制太大； 操作条件造成的注射周期反常。 ⑷温度问题： 料筒温度太高； 喷嘴温度太高； 模温太高。

氧化铝陶瓷凝胶注模成型

氧化铝陶瓷凝胶注模成型 摘要: 随着现代陶瓷材料制备工艺与技术的不断创新,其在宇航、电子、精密仪器、汽车等领域的应用日益广泛。对陶瓷材料的要求除了其特有的使用性能外,尺寸精度要求也显得十分重要。陶瓷材料的硬度高、耐磨性好是其突出的优异性能之一,但同时也带来陶瓷材料烧结后很难进行机加工,复杂形状的陶瓷制品这一问题则更为突出,既影响生产效率又增加生产成本,故人们一直在寻找新的陶瓷成型方法。凝胶注模成型工艺是九十年代以来出现的一种新的胶态成型技术,是美国橡树岭国家实验室Mark A J anney 教授等人首先发明的。它是传统注浆工艺与有机高聚物的完美结合,它将高分子化学单体聚合的方法灵活地引入到陶瓷的成型工艺中,通过制备低粘度高固相体积分数的浓悬浮体,可净尺寸成型复杂形状的陶瓷部件,从而获得高密度、高强度、均匀性好的陶瓷坯体[1 - 3 ] 。这一方法诞生以来即刻受到陶瓷材料科技工作者的广泛关注,围绕这一思路,人们不断进行研究和探索,完善和改进工艺[4 - 8 ] 。凝胶注模成型工艺的关键之处是制备高固相体积分数而流动性良好的浆料,本研究探讨了陶瓷凝胶注模成型的机理和特点,研究了固相体积含量、p H 值、分散剂等对制备低粘度、高固相体积含量的氧化铝陶瓷悬浮液的影响。实验结果表明,固相体积分数为55 % ,浆料的粘度可以满足注模的需要时坯体抗弯强度可达30MPa 。控制p H 值为9 左右,加入8 %(质量分数) 的PMAA2NH4 分散剂,可制得粘度低、流动性好适宜于复杂形状制品注模的陶瓷浆料。 1 凝胶注模成型机理及特点 凝胶注模成型是采用由高分子网络产生聚合作用使陶瓷颗粒聚集在一起而形成陶瓷坯体的一种成型方法。通过在高固相体积含量的陶瓷粉末悬浮液中加入可聚合有机单体,在引发剂和催化剂的作用下,陶瓷浆料浇注后有机单体发生原位聚合反应,不久聚合凝固成陶瓷坯体[9 ] 。凝胶注模成型是一种实用性很强的技术,它具有以下几个显著特点: (1)适用于不水解或不与水作用的陶瓷粉体,可成型各种复杂形状和尺寸的陶瓷

凝胶注模成型科技的原理及问题难点分析

凝胶注模成型科技的原理及问题难点分析 文章分析了凝胶注模成型科技的基础原理和类型以及活动步骤等等内容。它的成本不高，而且有着非常好的稳定性，同时得到的胚体的密度非常好，在干燥的时候不会出现形变现象，存在的不利现象较少，而且强度很高，能够有效生产。 标签：成型技术；净尺寸成型；凝胶注模成型；胶态成型 1 关于原理和活动步骤 该项科技是把高分子的物质与流变学的知识有效的联系到一起，它的原理是在较高的固相含量以及较低的粘度的陶瓷物质之中谈价浓度不是很高的有机体，然后放入一些引发材料对其浇筑，进而确保其中的单体在相对的状态中出现聚合活动，此时生成坚硬的网状体系，确保浆料能够即刻的固结，进而确保胚体定形，最终经由脱模以及排胶等活动而获取所需的部件。 凝胶注模成型分为两类：一种是非水溶性凝胶注模成型，另一种是水溶性凝胶注模成型。非水溶性凝胶注模成型采用有机溶剂，要求溶剂有较低的蒸汽压。水溶性凝胶注模成型更进一步，有非常多的优势。第一，成型时期和过去的措施非常类似，而且很简便。第二，干燥活动更简单。第三，减弱了混合体的粘性。第四，对于生态的干扰性小。所以，这个措施被大量的使用。在该项成型活动中，要确保单体等合乎如下的规定。第一，其应该是充分水溶的，而且它的溶解性要非常的高，假如该数值太低的话，此时单体融合并非是液体的融汇，它是液体沉积之后的融汇，此时得到的胚体的密度不是很良好，同时他的强度也会受到非常大的干扰。第二，溶液得到的凝胶要有非常高的强度，此时才可以发挥出原位固定的意义。而且确保胚体能够有效的脱模。第三，单体和交联剂不会降低浆料的流动性。 2 关于工艺特征 它是一项有着非常强大的实用意义的科技，其有着如下的一些特征。第一能够适合用到很多的陶系中，可以得到非常多的形态不一样的零件。第二因为定形活动和注模的活动是单独开展的，对于定形来讲，它是借助于浆料里面的单体汇聚而生成胶凝体，其得到的胚体的问题不是很多，而且其成分等很是均匀，在干燥的时候不会发生形状改变的问题，此时可以确保烧结体具有优秀的比例，该措施是一项优秀的成型科技。第三，凝固定形用时不是很久，而且能够有效的掌控，结合聚合气温以及催化物质的添加量的差异，其定形用时通常可以控制在五分钟到一个小时之间。第四，使用的模具是没有孔的，对于其物质也没有独特的规定，可以是金属或是塑料等的。第五，胚体里面的有机物的总数不多，能够有效的进行排胶活动，而且不会发生变形现象，密度优秀。最后，其自身的强度非常好，能够对其开展很多的处理活动，进而降低了烧结之后的处理量。 3 陶瓷浆料的稳定机制

陶瓷凝胶注模成型工艺的研究进展

李承亮:男,1982年生 ,硕士研究生　Tel :010*********　E 2mail :lifg 2c105@https://www.wendangku.net/doc/ef10187592.html, 陶瓷凝胶注模成型工艺的研究进展 李承亮,赵兴宇,郭文利,梁彤祥 (清华大学核能与新能源技术研究院,北京102201) 摘要 以陶瓷材料的注凝成型体系为研究对象,综述了陶瓷注凝成型工艺的研究进展,介绍了陶瓷凝胶注模成 型(Gelcasting )工艺的基本原理、工艺流程及影响因素,并对工艺要求和特点进行了较为详尽的介绍,指出了注凝成型工艺中依然存在的问题,探讨了几种改进型凝胶注模成型工艺,最后展望了其未来的发展前景及需要注意的问题。 关键词 凝胶注模成型　近净尺寸　凝固技术 R esearch Progess in Ceramic G elcasting Process L I Chengliang ,ZHAO Xingyu ,GUO Wenli ,L IAN G Tongxiang (Institute of Nuclear and New Energy Technology ,Tsinghua University ,Beijing 102201) Abstract In this paper ,the research and development of ceramics gel casting are mainly discussed.The prin 2 ciple and method of gel casting ,including reaction mechanism ,process parameters ,feasibility and the foreground of the process are briefly reviewed.Some new gelcasting techniques are reviewed as well.The developing prospect of gelcast 2ing is forecasted and some problems that should be paid attention to and solved in gelcasting process are also discussed. K ey w ords gelcasting ,near net 2shape ,forming technique 　 0　引言 目前,高性能陶瓷材料的发展方向除了改善其固有的脆性 外,主要体现在提高材料的可靠性、复杂形状部件的制备以及降低制备成本等方面[1,2]。这些问题已成为制约高性能陶瓷材料得到进一步应用的关键性问题。高性能陶瓷材料在实际应用中都要求具有一定的形状和尺寸精度,尤其随着陶瓷材料应用领域的不断拓宽以及科学技术的发展,各行业对所使用的陶瓷材料部件的形状、尺寸及精度提出了更高的要求,主要体现在对所使用的陶瓷部件要求具有大尺寸、高精度和复杂形状。陶瓷材料在成型干燥、烧结过程中不可避免地存在坯体尺寸收缩现象。传统胶态成型工艺所制备的坯体在干燥过程中收缩通常较大,从而造成坯体在干燥过程中发生变形、开裂等问题,因而成品率降低、成本增加;并且由于成型坯体的强度一般较低,在脱模过程中坯体容易损坏,特别对于大尺寸、复杂形状的成型坯体有时甚至无法脱模。另外,陶瓷材料具有的高硬度、高耐磨性使得陶瓷材料的后续加工比较困难,加工成本较为昂贵,占总成本的 1/3～2/3,对于复杂形状的制品,加工问题显得尤为棘手。解决 以上问题的主要途径是实现复杂形状样品的近净尺寸成型,减小后加工量以至达到不需加工。 陶瓷材料的可靠性与陶瓷材料制备过程中出现或存在的缺陷密切相关,素坯中存在的缺陷在后续的烧结过程中不仅无法消除甚至会得到放大,从而影响陶瓷材料的性能,降低产品的成品率,增加陶瓷材料的制造成本[3,4]。 综上所述,提高陶瓷材料的可靠性、降低制备成本及复杂形状部件的制备都与陶瓷材料的制备工艺尤其是成型工艺密切相关,发展先进的成型工艺是解决以上问题的关键所在。 传统的陶瓷材料成型工艺如干压、等静压等容易在成型坯体中引入气孔、裂纹、分层、密度不均匀等缺陷,导致产品的可靠性降低;注浆成型存在成型周期长达数十小时、干燥收缩大、素坯强度低、素坯密度分布不均匀、成品率低以及烧成变形大、尺寸精度低等缺点,不利于复杂形状样品的制备;注射成型工艺由于有机物含量较高,排脂时间较长且在排脂过程中容易形成缺陷,成品率较低,同时必须配备昂贵的设备,考虑到成本太高,难以普及[5,6]。各种胶态成型工艺的工艺特点见表1。 随着材料学与高分子化学、胶体化学、生物酶化学、计算机学、微电子学等学科的相互渗透,新型的成型技术得到蓬勃发展,从而为各种精密零部件的制备提供了更多、更有效的工艺手段。其中先进胶态成型工艺可以实现颗粒的良好分散、能有效消除颗粒的团聚,制备均匀且高密度的坯体。同时,这些胶态成型方法可实现近净尺寸成型各种复杂形状部件,且工艺过程短,烧结体的气孔率低,精度高,所需设备少,过程可靠,成本低,因而倍受关注,得到了迅速发展。 1991年美国橡树岭国家重点实验室(Oak Ridge National Laboratory )的Mark A.J anney 和O.matete 教授等提出了凝胶注模成型技术(G elcasting )[7,8],首次将传统陶瓷工艺与聚合物化学有机地结合起来,开创了在陶瓷成型工艺中利用高分子单体聚合交联反应进行成型的技术的先锋。由于该工艺简单,成型坯体均匀性好、强度高易于深加工、烧结性能优异、收缩小、所用添加剂可全部是有机物且含量很少,烧结后不会残留杂质等,被认为是制备大尺寸、复杂形状坯体的一种有效方法。近年来该工艺已逐步应用于制备各种结构陶瓷、功能陶瓷及陶瓷基复合材料等各种陶瓷材料体系的成型,目前,随着技术的不断改进,凝胶注模工艺也日臻完善并成为现代陶瓷材料一种重要的成型方法。

凝胶注模成型

凝胶注模成型 一、凝胶注模成型工艺原理 该工艺主要是通过制备低黏度、高固相体积分数的浆料，再将浆料中的有机单体聚合使浆料原位凝固，从而获得高密度、高强度、均匀性好的坯体。 二、凝胶注模成型工艺流程 三、凝胶注模成型用凝胶体系 1.非水基凝胶体系 非水基凝胶体系使用的是有机溶剂。有机溶剂除作为单体的溶剂外，还应具备以下两个特点。 ①在交联反应温度时具有低的蒸汽压。 ②本身黏度较低。 非水基凝胶体系缺点：对环境有影响。 2.水基凝胶体系 体系主要有两种：丙烯酸酯体系和丙烯酰胺体系。 丙烯酸酯体系需要共溶剂，且有相分离现象，引发预混液凝胶反应不彻底，并且分散效果不佳。目前普遍使用的是丙烯酰胺体系。 水基凝胶体系的优点：降低了浆料黏度，干燥过程更容易控制，避免了有机溶剂造成的空气污染。 四、交联聚合反应 1.先配置含单体和交联剂的预混液。预混液中单体含量一般不低于20%。 2.过硫酸铵或过硫酸钾常被作为引发剂使用。 3.交联聚合反应的速率课通过添加催化剂来控制，添加量一般不超过0.1%。 4.单体交联聚合反应式 ①链引发

I I 22?→? IM I M ?→?+ 式中，2I 为引发剂，M 为给定单体（至少有一个双键）。 ② 链增长 M IM nM M IM M IMM M IM n 22+?→?+?→?+?→?+ ③ 链终止 M IM M IM M IM n m m n 522++++=+ 单体的交联聚合反应为放热反应。 五、 凝胶注模成型的影响因素 坯体密度：高的坯体密度可保证坯体质量，减少烧结收缩率，控制制品的密度，降低烧结温度，从而降低烧结成本，利于规模化生产。 1. 坯体密度的均匀性：均匀性好的坯体有利于烧结过程中坯体均匀收缩，不产生变形和开裂。 2. 粉体粒度：选择较细的、粒径分部狭窄的粉体。一方面较细的颗粒在浆料中可避免沉降，另一方面较细颗粒组成的坯体烧结温度较低。 3. 单体成本：一般相对较高，对制备形状简单且附加值低的产品不具备优势。 六、凝胶注模成型工艺的特点 1. 适用范围广，可制备单一材料或复合材料。 2. 已发展为水基凝胶注模成型工艺。 3. 流动的液态浆料充分填充于模具中，可制备出复杂形状的部件。 4. 生坯强度高，塑性较好，可机加工成更为精密的部件。 5. 对模具要求不高。 6. 烧结后的部件纯净度高。 七．Al 2O 3-MgO?1.35 Al 2O 3复合浆料的凝胶注模成型 1. 预混液组成的确定 单体丙烯酰胺（AM ）和交联剂N ,N ’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)及分散剂ANSP 溶入水中形成预混液，在预混液中加入刚玉和富铝尖晶石粉体，用搅拌机搅拌20分钟后制成浆料。 2.凝胶注模成型坯体的制备 浆料在注浆前加入引发剂APS 和催化剂TEMED ，在加入的同时快速搅拌浆料。待浆料脱气后注入到不锈钢或玻璃模具中。在常温或烘箱中引发凝胶反应，得到的Al 2O 3-MgO?1.35 Al 2O 3湿坯放置在适度不低于50%的环境下自然干燥48小时以上，然后放在鼓风干燥箱中进行干燥。然后就是排胶。排胶就是把单体聚合反应形成的聚合物以及添加的各种没有参加反应的残留有机物排除坯体体外的过程。最后一个环节就是烧结。 3. 凝胶注模成型坯体制备条件的确定 ①单体和交联剂 单体和交联剂比例适宜时制成的坯体强度较高。通过对坯体抗折强度进行研究可以确定二者的比例。凝胶注模成型坯体强度产生机理是靠单体在粉体颗粒间聚合形成相互交联的聚合物-溶胶凝胶。 ②引发剂和催化剂 单体丙烯酰胺凝胶反应包括两个过程，即链的引发和链的增长。在链增长阶段，AM 聚合时放热明显。 引发剂ASP 的量不可加入过多，原因有两个：一是引发剂会占据过多空间，会导致聚合物网络变得太短反而影响凝胶结构的形成。二是其离子强度高且呈酸性，在高离子强度和酸的共同作用下，在注模前便引起浆料中粉体颗粒团聚，从而破坏浆料的稳定性。 ③凝胶反应的引发温度 凝胶反应的引发温度不仅影响反应速率，还影响成型后坯体的强度。