Stampaggio a iniezione di ceramica Sinterizzazione a freddo (CS)

Il processo di base di stampaggio a iniezione di ceramica La tecnologia CS consiste nell'aggiungere una piccola quantità di soluzione acquosa alla polvere ceramica per bagnare le particelle; il materiale superficiale della polvere viene decomposto e parzialmente disciolto nella soluzione, generando così una fase liquida tra l'interfaccia particella-particella. Versare la polvere bagnata nello stampo, riscaldarlo e applicare contemporaneamente una forte pressione. Dopo aver mantenuto la pressione per un certo periodo di tempo, è possibile preparare un materiale ceramico denso. Durante questo processo, la microstruttura del materiale ceramico viene modificata. materiale ceramico si evolve. come mostra l'immagine.

Sebbene vi siano molti fattori sistematici che influenzano il processo CS, l'attrezzatura utilizzata da questa tecnologia è relativamente semplice. L'attrezzatura CS in ceramica comprende principalmente una pressa ordinaria, due piastre riscaldanti installate sulla parte superiore e inferiore della pressa e una camicia riscaldante controllata elettronicamente che può anche essere avvolta attorno allo stampo per riscaldare la polvere.

Sinterizzazione a pressione oscillante per stampaggio a iniezione di ceramica CIM (OPS)

Diverse tecnologie di sinterizzazione a pressione esistenti utilizzano una pressione statica costante. L'introduzione della pressione statica durante la processo di sinterizzazione Aiuta a eliminare i pori e a migliorare la densità della ceramica, ma è difficile ionizzare completamente e legare covalentemente ceramiche speciali. L'esclusione dei pori all'interno del materiale presenta comunque alcune limitazioni per la preparazione desiderata di materiali ad altissima resistenza, elevata tenacità, elevata durezza e alta affidabilità.
Le principali ragioni delle limitazioni della sinterizzazione a pressione statica HP si riflettono nei seguenti 3 aspetti:

• ① Prima dell'inizio della sinterizzazione e nella fase iniziale della sinterizzazione, la pressione costante non può realizzare completamente la riorganizzazione delle particelle della polvere nello stampo per ottenere un'elevata densità di imballaggio;
• ② Nelle fasi intermedie e successive della sinterizzazione, il flusso plastico e l'eliminazione degli agglomerati sono ancora limitati ed è difficile ottenere una densificazione completa e uniforme del materiale;
• ③ Nella fase successiva della sinterizzazione, è difficile eliminare completamente i pori residui con una pressione costante.

A tal fine, il gruppo di ricerca dell'autore ha proposto una nuova idea progettuale per l'introduzione di una pressione oscillante dinamica in sostituzione dell'attuale pressione statica costante nel processo di sinterizzazione delle polveri, assumendo un ruolo guida nello sviluppo di una tecnologia e di un'apparecchiatura OPS a livello mondiale. Sotto l'azione di una pressione costante relativamente elevata, si sovrappone una pressione oscillante con frequenza e ampiezza regolabili per trasformare la "forza morta" applicata nella sinterizzazione tradizionale in "vigore". Lo schema elettrico del dispositivo di accoppiamento a pressione oscillante e il principio di funzionamento sono mostrati in figura.

La nuova tecnologia OPS presenta vantaggi unici per la preparazione di materiali con densità prossima a quella teorica (superiore al 99,9% della densità teorica), pochi difetti e microstruttura a grana ultrafine. L'affidabilità e la resistenza offrono un nuovo approccio.