陶瓷产品成型10大工艺汇总

      陶瓷成型是为了得到内部均匀和密度高的陶瓷坯体，是陶瓷制备工艺中重要的一环，成型技术在很大程度上决定了坯体的均匀性和制备复杂形状部件的能力，并直接影响到材料的可靠性和最终陶瓷部件的成本。

陶瓷成型方法很多，可以归纳为下图。

图 陶瓷成型方法

表 各种成型技术的比较

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。且陶瓷的成型技术对于制品的性能具有重要影响。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。那么，今天我们就来简要介绍一下这些陶瓷的成型方法。

一、干压成型

干压成型又称模压成型，是最常用的成型方法之一，也是手机陶瓷背板主流的成型工艺之一，小米MIX系列的陶瓷后盖都是干压成型的。干压成型是将经过造粒、流动性好，颗粒级配合适的粉料，装入金属模腔内，通过压头施加压力，压头在模腔内位移，传递压力，使模腔内粉体颗粒重排变形而被压实，形成具有一定强度和形状的陶瓷素坯。

图 单向和双向加压时压坯密度沿高度的分布，（a）单向加压，（b）双向加压

影响干压成型的主要因素：

（1）粉体性质：粒度、粒度分布、流动性、含水率等；

（2）粘结剂和润滑剂的选择；

（3）模具设计；

（4）压制过程中压制力、加压方式、加压速度与保压时间.

综上，如果坯料颗粒级配合适，结合剂使用正确，加压方式合理，干压法也可以得到比较理想的坯体密度。

干压成型的优点：

（1）工艺简单，操作方便，周期短，效率高，便于实行自动化生产。

（2）坯体密度大，尺寸精确，收缩小，机械强度高，电性能好。

干压成型的缺点：

（1）对大型坯体生产有困难，模具磨损大、加工复杂、成本高。

（2）加压只能上下加压，压力分布不均匀，致密度不均匀，收缩不均匀，会产生开裂、分层等现象。但随着现代化成型方法的发展，达一缺点逐渐为等静压成型所克服。

应用：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、阀门用陶瓷阀芯、陶瓷衬板、陶瓷内衬等。

图 小米MIX2全陶瓷尊享版，图片来自官网

二、流延成型

流延成型（tepe-casting）又称为刮刀成型。它的基本原理是将具有合适黏度和良好分散性的陶瓷浆料从流延机浆料槽刀口处流至基带上，通过基带与刮刀的相对运动使浆料铺展，在表面张力的作用下形成具有光滑上表面的坯膜，坯膜的厚度主要由刮刀与基带之间间隙来调控。坯膜随基带进入烘干室，溶剂蒸发有机黏结剂在陶瓷颗粒间形成网络结构，形成具有一定强度和柔韧性的坯片，干燥的坯片与基带剥离后卷轴待用。然后可安所需形状切割，冲片或打孔，最后经过烧结得到成品。

流延成型工艺可以分为非水基流延成型、水基流延成型、凝胶流延成型等。

流延成型制备陶瓷基片工艺包括浆料制备、流延成型、干燥、脱脂、烧结等工序，其中最关键的是浆料的制备和流延工艺的控制。

图 流延成型法制备陶瓷基片的工艺流程图

图 模坯加工过程

优点：流延成型可制备出几个微米至1000μm平整光滑的陶瓷薄片材料，且设备简单，工艺稳定，可连续操作，便于自动化，生产效率高，产品性能一致，因此是当今制备单层或多层薄片材料最重要和最有效的工艺。

缺点：粘结剂含量高，因而收缩率可达20％～21％。

应用：独石电容器瓷片、厚膜和薄膜电路用Al2O3基片、压电陶瓷膜片、结构陶瓷薄片、电容器、热敏电阻、铁氧体和压电陶瓷坯体，混合集成电路基片等。

图 小米6 陶瓷盖板，图片来自网络

三、注射成型

陶瓷注射成型（ceramic injection molding，CIM），是将聚合物注射成型方法与陶瓷制备工艺相结合而发展起来的一种制备陶瓷零部件的新工艺。

陶瓷注射成型的制造过程主要包括四个环节：

（1）注射喂料的制备：将合适的有机载体与陶瓷粉末在一定温度下混炼、干燥、造粒，得到注射用喂料；

（2）注射成型：混炼后的注射混合料于注射成型机内被加热转变为粘稠性熔体，在一定的温度和压力下高速注入金属模具内，冷却固化为所需形状的坯体，然后脱模；

（3）脱脂：通过加热或其它物理化学方法，将注射成型坯体内的有机物排除；

（4）烧结：将脱脂后的陶瓷素坯在高温下致密化烧结，获得所需外观形状、尺寸精度和显微结构的致密陶瓷部件。

图 注射成型流程图

注射成型的优点：

(1) 可近净成型直接各种几何形状复杂及有特殊要求的小型陶瓷零部件，使烧结后的陶瓷产品无需进行机加工或少加工，从而减少昂贵的陶瓷加工成本。

(2) 机械化和自动化程度高，成形周期短，仅为浇注、热压成形时间的几十分之一至几百分之一，坯件的强度高，可自动化生产，生产过程中的管理和控制也很方便，适宜大批量生产。

(3) 由于粘结剂有较好的流动性，注射成形坯件的致密度相当均匀。

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