[发明专利]一种陶瓷粉末注塑成型原料以及陶瓷粉末注塑成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷粉末注塑成型原料以及陶瓷粉末注塑成型方法。

背景技术

陶瓷粉末注塑成型工艺是一种将粉末陶瓷与塑胶注射成型工艺相结合的新型制造工艺技术。该工艺技术适合大批量生产小型、精密、复杂及具有特殊性能要求的陶瓷零件。该工艺的基本过程是：将陶瓷粉末与有机粘结剂均匀混合成为具有热流变形的物料，然后采用注射机注入具有零件形状的模腔形成坯件，再经过脱出粘结剂，并高温烧结，使陶瓷高度致密成为制品，必要时还可以进行后期处理。

通过上述陶瓷粉末注塑成型工艺生产的陶瓷产品，一般都能获得较高的硬度，用以生产普通家用陶瓷刀具等尚能满足需要，但是这种类型的陶瓷产品的机械强度一般，脆性较大，容易摔碎。

而且由于工艺上必须脱出粘接剂，因此产品中必定具有很多微小的孔隙，一般使用较长时间，产品表面容易吸收与之接触的物料颜色而变色，但是一般陶瓷粉末注塑成型工艺生产的陶瓷产品甚少考虑变色问题，因此这些产品中的微小孔隙都是分布不均匀的，导致的后果是产品浸染颜色也不均匀，使用一段时间后表面斑驳不堪，外观很差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种陶瓷粉末注塑成型原料以及陶瓷粉末注塑成型方法，以减少或避免前面所提到的问题。

具体来说，本发明提供了一种陶瓷粉末注塑成型原料以及陶瓷粉末注塑成型方法，以此获得的陶瓷产品具备较大的强度，不易摔碎，且产品致密度较高，孔隙均匀。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种陶瓷粉末注塑成型原料，由如下重量百分比的组分组成：

陶瓷粉末89.00%～89.50%；

石蜡4.32%～5.40%；

硬脂酸蜡1.62%～2.43%；

高密度聚乙烯1.45%～1.61%；

邻苯二甲酸二丁脂0.54%～0.86%；

低密度聚乙烯1.45%～1.61%。

优选地，所述陶瓷粉末为氧化钇稳定的四方氧化锆多晶陶瓷粉末。

优选地，所述陶瓷粉末为采用水解法或化学沉淀法制作的纳米级陶瓷粉末，粒径为100～150纳米，优选110～140纳米，更优选125纳米。

优选地，所述陶瓷粉末的纯度为98.5%～99.8%，优选99%～99.4%，更优选99.2%。

优选地，所述陶瓷粉末中三氧化二钇的摩尔百分比含量为2.8-3.2%。

优选地，所述石蜡替换成微晶蜡。

本发明还提供了一种陶瓷粉末注塑成型方法，所述方法包括如下步骤：

原料混合：将上述陶瓷粉末注塑成型原料均匀混合成注塑物料；

注塑成型：将所述注塑物料注塑形成坯件；

脱去石蜡：将所述坯件浸泡于温度为40～50度的煤油中，恒温浸泡4～6小时，确保所述坯件中95%以上的石蜡被溶解到煤油中；

脱脂：将脱去石蜡后的坯件放入烧结炉中，从常温状态下，按照每分钟升温1.1度升至200度，保持200度3个小时，再按照每分钟升温1.1度升至400度，保持400度3个小时，最后按照每分钟升温1.1度升至600度，保持600度3个小时，然后自然冷却至室温；

烧结：将脱脂后的坯件，在烧结炉中升温至1200～1500度烧结成陶瓷产品。

优选地，所述原料混合步骤中，将所述原料在200～250度的温度下，优选为230度～240度，不停地搅拌使陶瓷粉末充分被融化的其它原料包裹。

优选地，所述烧结步骤中，从常温状态下，在1小时内均匀升温至100度，保持100度0.5小时；然后在6小时内均匀升温至450度，保持450度0.5小时；然后在5小时内均匀升温至800度，保持800度0.5小时；然后在4小时内均匀升温至1000度，保持1000度0.5小时；然后在4小时内均匀升温至1200度，保持1200度0.5小时；然后在4小时内均匀升温至1450度，保持1450度4小时；然后在6小时内均匀降温至1000度；最后自然冷却至室温。

优选地，所述脱去石蜡骤中，将所述坯件码放浸泡于煤油槽中，将所述煤油槽置于水浴中加热至40度保持温度不变。

优选地，所述方法进一步包括如下坯件检测步骤：

选择一个批次的尚未脱除石蜡的所述坯件中的一个坯件，将这一个坯件整体浸没于墨水中，常温浸泡4～6小时，其中所用墨水的颜色与所述坯件本身的颜色不同；