陶瓷干压成型工艺优化与问题分析

　　1  工艺原理与流程

　　原料准备：泥料含水率低（<8%），呈干燥粉末或颗粒状，需具备一定流动性和结合性。

　　装料：粉末填充模具，均匀性直接影响生坯质量。

　　压制：通过冲头施加高压（数十至数百MPa），使颗粒间紧密结合。

　　脱模：释放压力后取出生坯，需避免因残余应力导致开裂。

　　2   摩擦导致的压力损失与问题

　　颗粒间摩擦：内部颗粒移动阻力大，导致压力自上而下衰减，生坯底部密度低。

　　模具壁摩擦：侧向压力损失使靠近模具区域密度较低，边缘疏松。

　　后果：生坯密度与强度分布不均，烧结时易变形、开裂或性能不一致。

　　3   优化策略与解决方案

　　(1) 模具设计改进

　　双向压制：上下冲头同时加压，减少压力梯度，改善轴向密度均匀性。

　　模具表面处理：抛光或涂层（如硬质合金、聚四氟乙烯）降低摩擦系数。

　　锥度设计：脱模时减少侧壁与生坯的摩擦，避免应力集中。

　　(2) 润滑剂应用

　　内润滑剂：添加硬脂酸锌、石蜡等（0.5%~2%），改善颗粒间滑动。

　　外润滑剂：喷涂模具内壁，减少粉末与模具的摩擦。

　　(3) 粉末特性优化

　　颗粒级配：粗细颗粒合理搭配，提高填充密度，减少空隙。

　　球形颗粒：采用喷雾干燥造粒，增强流动性，降低内摩擦。

　　结合剂添加：引入少量有机粘结剂（如PVA），提升生坯强度。

　　(4) 压制参数调整

　　多阶段加压：先低压预压排除空气，再高压致密化，保压释放弹性后效。

　　等静压技术：采用冷等静压（CIP）使压力均匀传递，消除各向异性。

　　(5) 工艺辅助措施

　　振动装料：提高粉末填充均匀性，减少局部密度差异。

　　湿度控制：维持稳定含水率（如6%~8%），平衡流动性与结合力。

　　4   质量检测与调控

　　密度测试：通过阿基米德法或X射线断层扫描分析生坯密度分布。

　　强度评估：三点弯曲试验检测生坯抗折强度，指导工艺优化。

　　烧结监控：跟踪烧结收缩率与变形，反推压制工艺缺陷。

　　5   应用与挑战

　　适用场景：批量生产形状简单、尺寸精度高的陶瓷部件（如陶瓷砖、电子陶瓷片）。

　　局限性：复杂形状生坯需结合其他工艺（如注塑成型）；模具成本较高。

　　通过综合优化模具设计、润滑方式、粉末特性及压制参数，可有效缓解摩擦导致的压力损失，提升生坯均匀性，为后续烧结奠定质量基础。实际应用中需根据材料特性与产品需求进行针对性调试。（更多资讯请关注先进材料应用哦！）