氧化铝陶瓷结构件可以使用哪些机床加工

将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉体材料。粉体粒度在1μm以下，若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在99．99%外，还需超细粉碎且使其粒径分布均匀。采用挤压成型或注射成型时，粉料中需引入粘结剂与可塑剂，一般为重量比在10－30%的热塑性塑胶或树脂?有机粘结剂应与氧化铝粉体在150－200温度下均匀混合，以利于成型操作。采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。若采用半自动或全自动干压成型，对粉体有特别的工艺要求，需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状，以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。此外，为减少粉料与模壁的摩擦，还需添加1～2%的润滑剂，如硬脂酸，及粘结剂PVA。

欲干压成型时需对粉体喷雾造粒，其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Al203喷雾造粒的粘结剂，在加热情况下有很好的流动性。喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散，流动角摩擦温度小于30℃。颗粒级配比理想等条件，以获得较大素坯密度。 氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。

摘其常用成型介绍：

1、干压成型：氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过1mm，长度与直径之比不大于4∶1的物件。成型方法有单轴向或双向。压机有液压式、机械式两种，可呈半自动或全自动成型方式。压机最大压力为200Mpa。产量每分钟可达15～50件。由于液压式压机冲程压力均匀，故在粉料充填有差异时压制件高度不同。而机械式压机施加压力大小因粉体充填多少而变化，易导致烧结后尺寸收缩产生差异，影响产品质量。因此干压过程中粉体颗粒均匀分布对模具充填非常重要。充填量准确与否对制造的氧化铝陶瓷零件尺寸精度控制影响很大。粉体颗粒以大于60μm、介于60～200目之间可获最大自由流动效果，取得最好压力成型效果。

2、注浆成型法：注浆成型是氧化铝陶瓷使用最早的成型方法。由于采用石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形复杂的部件。注浆成型的关键是氧化铝浆料的制备。通常以水为熔剂介质，再加入解胶剂与粘结剂，充分研磨之后排气，然后倒注入石膏模内。由于石膏模毛细管对水分的吸附，浆料遂固化在模内。空心注浆时，在模壁吸附浆料达要求厚度时，还需将多余浆料倒出。为减少坯体收缩量、应尽量使用高浓度浆料。

氧化铝陶瓷浆料中还需加入有机添加剂以使料浆颗粒表面形成双电层使料浆稳定悬浮不沉淀。此外还需加入乙烯醇、甲基纤维素、海藻酸胺等粘结剂及聚丙烯胺、阿拉伯树胶等分散剂，目的均在于使浆料适宜注浆成型操作。

高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达1650—1990℃，透射波长为1～6μm，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚；利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。

普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时Al2O3含量在80%或75%者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；85瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。

1. 硬度大

经中科院上海硅酸盐研究所测定，其洛氏硬度为HRA80-90，硬度仅次于金刚石，远远超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能。

2. 耐磨性能极好

经中南大学粉末冶金研究所测定，其耐磨性相当于锰钢的266倍，高铬铸铁的171.5倍。根据我们十几年来的客户跟踪调查，在同等工况下，可至少延长设备使用寿命十倍以上。

3. 重量轻

其密度为3.5g/cm3，仅为钢铁的一半，可大大减轻设备负荷。

氧化铝陶瓷主要技术指标

氧化铝陶瓷含量 ≥92%

密度 ≥3.6 g/cm3

洛氏硬度 ≥80 HRA

抗压强度 ≥850 Mpa

断裂韧性KΙC ≥4.8MPa·m1/2

抗弯强度 ≥290MPa

导热系数 20W/m.K

热膨胀系数： 7.2×10-6m/m.K

氧化铝陶瓷因其优异的性能现已广泛应用于国民经济的许多行业中。氧化铝陶瓷是以煅烧氧化铝为主原料制作的陶瓷产品的统称，因氧化铝的含量不同分为75瓷、85瓷、90瓷、95瓷、97瓷和99瓷等。其主原料煅烧氧化铝主要是由工业氧化铝、氢氧化铝或勃姆石等在1300-1500℃下煅烧而成。氧化铝陶瓷的原料处理方式主要有干法和湿法两种，干法主要是利用滚筒球磨机干法研磨，湿法主要是经过滚筒球磨机、搅拌磨和砂磨机等湿法研磨。

氧化铝陶瓷的成型方法主要有注浆、热压铸、轧膜、干压、等静压、流延、注射和凝胶注模等，成型方法不同对应的工艺不同，热压铸、轧膜的原料处理方式主要是干法研磨，注浆、干压和等静压的原料处理方式主要是湿法研磨。热压铸、轧膜和凝胶注模等成型方法在处理好的粉料里还要混入有机物，干压和等静压的粉料经湿法研磨后还要进行造粒处理，现在的造粒设备主要有压力式喷雾干燥塔和离心式喷雾干燥塔。

不同的成型方法使用的模具也不一样，注浆法使用的是石膏模具，热压铸法和干压法使用的模具是金属材质，等静压成型主要是使用橡胶模具。上述各种成型方法，成型原理和过程不同，因此特点也不同，各自均有优缺点。陶瓷成型方法的选择，应当根据制品的性能要求、形状、尺寸、产量和经济效益等综合确定。注浆成型采用廉价的石膏模具，设备简单、成本低，适合于复杂形状的陶瓷零部件及大尺寸陶瓷制品的制造。干压成型可成型形状复杂的陶瓷制品，尺寸精度高，几乎不需要后续加工，是制作异形陶瓷制品的主要成型工艺；

特别适宜于各种截面厚度较小的陶瓷制品制备，如陶瓷密封环、陶瓷水阀片、陶瓷衬板、陶瓷内衬等。流延成型可制作厚膜和薄膜电路用Al2O3基片、压电陶瓷膜片、结构陶瓷薄片、混合集成电路基片等。陶瓷注射成型技术对尺寸精度高、形状复杂的陶瓷制品的大批量生产最有优势。目前，注射成型已广泛用于各种陶瓷粉料和各种工程陶瓷制品的成型。通过该工艺制备的各种精密陶瓷零部件，已用于航空、汽车、机械、能源、光通讯、生命医学等领域。大型薄壁、高精度、高性能的氧化铝陶瓷天线罩及大型壁厚、形状复杂、带伞棱的氧化铝陶瓷高频端子绝缘瓷套采用湿式等静压技术；

95%氧化铝陶瓷真空开关灭弧室“管壳”系列产品、氧化铝和氧化锆陶瓷柱塞以及石油钻探用大尺寸氧化锆陶瓷缸套等采用等静压技术；高压钠灯用透明氧化铝陶瓷管、氧化铝火花塞普遍使用干袋式等静压技术。凝胶注模可实现近净尺寸成型，可制备出大尺寸和复杂形状及壁厚的部件，模具可选用多种材料；成型周期短，湿坯和干坯强度高，明显优于传统成型工艺所制的坯体，可进行机械加工。

成型好的坯体经过干燥或脱脂后装入窑炉进行烧结。根据氧化铝含量的不同制定相应的烧结制度，理论上氧化铝含量越高需要的烧结温度越高。烧结的设备主要有推板窑、隧道窑、辊道窑、梭式窑和钟罩窑等。烧好的氧化铝陶瓷产品经过清洗和拣选后，对尺寸公差和表面粗糙度要求不高的，就可以直接包装，对上述两个指标要求高的，还要进行研磨抛光。

从上面的描述来看大家已经就知道，氧化铝陶瓷为什么这么难加工了，这主要是它的硬度高，就很加工，所以要用专门加工陶瓷的雕铣机才能加工这类陶瓷。

具有耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐高温、施工方便等特点，是电力、冶金、煤炭、石油、水泥、化工、机械等行业物料（如灰渣、煤粉、矿精粉、尾矿、水泥等）输送设备表面耐磨的理想材料。