等静压直接压出陶瓷齿轮可行吗,还是先压出坯,再精修

压力低于颗粒间结合需求力，颗粒间未结合。颗粒结合后由于膨胀，导致开裂。主要从压制工艺，原料，模具考虑。采用几级卸压。可能性很多，比如物料太干，降压偏快，真空度不够，物料自身粘性不够、颗粒偏粗等等。

陶瓷是硬度仅次于金刚石的少数几种无机非金属材料，冷加工困难。建议你们改变工艺，压成片状再加工会更好！既然要用等静压，就说明你说的这种粉料烧成容易变形！那么就应该选用片状等静压工艺为好，这样成本低、工艺简单。不管管状、片状，等静压后的烧成制度是一样的，只是保温时间有差别！（干压的与等静压的烧成制度不一样）。

等静压

工作原理为

帕斯卡定律

：“在密闭容器内的介质（液体或气体）压强，可以向各个方向均等地传递。”

等静压技术

已有70多年的历史，初期主要应用于

粉末冶金

的粉体成型；近20年来，等静压技术已广泛应用于陶瓷铸造、原子能、工具制造、塑料、

超高压食品

灭菌和

石墨

、陶瓷、

永磁体

、高压电磁

瓷瓶

、

生物药物

制备、食品保鲜、高性能材料、军工等领域。

冷等静压技术

，(Cold

Isostatic

Pressing,简称CIP)

是在常温下，通常用橡胶或塑料作包套

模具材料

，以液体为压力介质

主要用于

粉体材料

成型，为进一步烧结，煅造或

热等静压

工序提供

坯体

。一般使用压力为100~

630MPa。

热等静压技术

(hot

isostatic

pressing，简称HIP)

HIP

，是一种在高温和高压同时作用下，使物料经受等静压的工艺技术，它不仅用于粉末体的固结．传统

粉末冶金工艺

成型与烧结两步作业一并完成，而且还用于工件的

扩散粘结

，

铸件缺陷

的消除，复杂形状零件的制作等。在热等静压中，一般采用氩、氨等

惰性气体

作压力传递介质，包套材料通常用金属或玻璃。工作温度一般为1000~2200℃

，工作压力常为100~200MPa。

等静压技术作为一种成型工艺，与常规成型技术相比，具有以下特点：a．

等静压成型

的制品密度高，一般要比单向和双向

模压成型

高5

～l5

。热等静压制品相对密度可达99

8%～99．09%

。

b．

压坯

的密度均匀一致。在模压成型中，无论是单向、还是

双向压制

，都会出现

压坯密度

分布不均现象。这种密度的变化在压制复杂形状制品时，往往可达到10%

以上。这是由于粉料与钢模之间的

摩擦阻力

造成的。等静压

流体介质

传递压力，在各方向上相等。包套与粉料受压缩大体一致，粉料与包套无

相对运动

，它们之间的摩擦阻力很少，压力只有轻微地下降，这种密度下降梯度一般只有1%

以下，因此，可认为坯

体密度

是均匀的。

c-因为密度均匀．所以制作

长径比

可不受限制，这就有利于生产棒状、管状细而长的产品。

d．等静压成型工艺，一般不需要在粉料中添加润滑剂，这样既减少了对制品的污染，又简化了制造工序。

e．等静压成型的制品，性能优异，

生产周期

短，应用范围广。等静压成型工艺的缺点是，工艺效率较

低，设备昴贵。本文着重介绍冷等静压技术的应用，以及冷等静压设备的一些情况。

近年来，随着科技的进步和经济的飞速发展，资源在不断减少，有的甚至接近了枯竭的边缘，所以需要不断探求新材料，以满足可持续发展的要求。新型结构陶瓷材料氮为典型的耐高温、高硬度及高耐蚀材料〔1〕，如碳化硅、化硅等。在特种陶瓷制品生产过程中，成形是塑造制品形体的手段。用户对陶瓷制品的性能和质量要求各异，这就使陶瓷制品的形状、大小、厚薄等不同，因此，成形方法是多种多样的。特种陶瓷的成形方法有多种，如注浆成形法（坯料含水量或含调和剂量＜38％）、可塑成形法（坯料含水量或含调和剂量＜26％）、压制成形法（坯料含水量或含调和剂量＜3％）等。压制成形可分为干压成形（粉料含水量为3％～7％）和等静压成形（粉料含水量为3％以下），多用于圆形、片状、简单不规则形状部件的生产。

干压成形时，由于压力分布不均匀而造成素坯内部密度分布不一致，从而影响制品的各种性能。为了提高素坯的密度，在实际生产中，常采用不断增大压力的方法。压力增大，无疑会提高素坯的密度，但并不是压力越大越好，当超过极限压力时，压力反而会使素坯密度下降，其原因是由于层裂引起的。本文针对这一问题，探讨了新的—干压结合冷等静压的成形方法，研究了其压制方法——

对陶瓷力学性能的影响。

2．2粉料检测2．2．1粒度

粉料粒度检测采用美国Honeywell公司的Micro－

tracX－100激光粒度仪。被测SiC粉料的粒径为D50＝0．693um，绝大部分粉料粒径＜2um。由此得出该粉料属

亚微米级范畴，且颗粒级配适当。

2．2．2松装密度及流动性

取一定量的粉料，采用北京钢铁研究总院生产的流动性及松装密度检测仪，

测得粉体松装密度为

0．91g／cm3，流动性为16．35s／30g。2．2．3显微分析

由图1SiC原始粉末的SEM照片看出粉料颗粒细小，级配较好，但还有少量团聚现象存在。经喷雾造粒后的粉料综合性能得到了明显改善，其SEM照片如图2所示。

2实验

图1

2．1粉料选择

SiC原始粉末的SEM图

6

FOSHANCERAMICS

Vol．17No．11（SerialNo．132）

室温800℃（脱胶）!2150℃（保温

30min，烧成）

图3

烧结工艺流程图

3试验结果讨论

根据所测坯体的素坯密度、烧后密度与其抗弯强度

测量数值，分析比较各种组合下的综合性能，找出最优

图2

喷雾造粒后SiC粉末的SEM图

组合。

2．3试验方法

干压成形操作方法方便简洁，技术、资金投入少，但因其有压制制品形状简单、压制受力不均、易变形等多种缺点，所以一般与其他成形方法结合使用〔2〕。冷等静压成形的坯体强度大、密度高而均匀，可以成形长径比大、形状复杂的零件，尤其可以实现坯体近、净尺寸成形，在改善产品性能，减少原料消耗，降低成本等方面，都具有显著的优点〔3〕。结合上述两种成形方法的优点，本实验采用干压结合冷等静压的成形方法。取一定量的粉料，将其装入金属模具中预压制成50mm×50mm×10mm的方块，分别记为1＃、2＃、3＃、4＃、5＃、6＃、7＃、8＃、9＃、10＃、11＃、12＃，其中

1. 粉体预处理，对瘠性粉料等静压成型工艺也需要对粉体进行预处理，通过造粒工艺提高粉体的流动性，加入粘结剂和润滑剂减少粉体内摩擦力，提高黏结强度，使之适应成型工艺需要。

2. 成型工艺，包括装料、加压、保压、卸压等过程。装料应尽量使粉料在模具中装填均匀，避免存在气孔；加压时应求平稳，加压速度适当；针对不同的粉体和坯体形状，选择合适的加压压力和保压时间；同时选择合适的卸压速度。

3. 成型模具，等静压对成型模具有特殊的要求，包括有足够的弹性和保形能力；有较高的抗张抗裂强度和耐磨强度；有较好的耐腐蚀性能，不与介质发生化学反应；脱模性能好；价格低廉，使用寿命长。一般湿式等静压多使用橡胶类模具，干式等静压模具多使用聚氨酯、聚氯乙烯等材料。