
陶瓷排胶烧结一体炉核心工艺详解
—— 从素坯到致密瓷体的单炉全流程智控技术
核心理念:在单一设备内,通过精密编程的温度、时间与气氛曲线,连续、无干扰地完成“有机物脱除(排胶)”和“高温致密化(烧结)”两个关键阶段,彻底消除传统分炉处理导致的坯体污染、热量损失与效率低下问题。
一、 完整工艺三阶段
第一阶段:低温排胶段 (室温 ~ 600°C) —— “温和清除”
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目的:安全、彻底地去除坯体中的粘结剂(如PVA、石蜡)、增塑剂等有机成分。
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工艺核心:
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缓慢升温:在有机物剧烈分解的温度点(如200-400°C)设置长时间保温平台,确保有机物有充分时间分解挥发,避免因瞬间产生大量气体导致坯体开裂或鼓泡。
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气氛与排风控制:
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炉膛保持微负压,并开启强排烟系统,将分解产物迅速排出炉外,防止污染坯体和炉膛。
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可通入少量空气或氧气,助燃分解产物,或通入惰性气体(如N₂) 作为载气携带分解物。
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关键技术:“多段缓升多段保温”曲线,升温速率通常控制在0.5-2°C/min,是整套工艺中最耗时但决定成品率的关键阶段。
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第二阶段:过渡与净化段 (600°C ~ 烧结起始温度) —— “清洁切换”
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目的:确保有机物完全排净,并将炉内气氛平稳切换至烧结所需的气氛(氧化性、中性或还原性),同时温度平稳过渡至烧结温度区间。
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工艺核心:
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继续提高温度,升温速率可适当加快(如3-5°C/min)。
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完成气氛切换(如需)。例如,关闭空气进气,调整为氮气、氩气或根据工艺需要的特定混合气体。
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确保炉内环境在进入高温烧结前达到纯净和稳定状态。
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第三阶段:高温烧结段 (烧结温度 ~ 保温 ~ 冷却) —— “致密化身”
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目的:使陶瓷粉体颗粒通过扩散、流动等传质过程,形成致密、坚固的显微结构,获得最终性能。
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工艺核心:
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升温速率:根据材料特性,以较快速率(如5-10°C/min)升至目标烧结温度。
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保温阶段:在目标温度进行长时间保温(数小时),使坯体均匀受热,完成晶粒生长和孔隙排除,达到预设的密度和性能指标。
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冷却控制:
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可控降温:初期(如从最高温至1000°C)可程序控制降温速率(如2-5°C/min),以避免因热应力导致产品炸裂或晶粒异常长大。
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自然冷却:降至安全温度后,进入自然冷却阶段。
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气氛维持:在整个降温过程中,通常需维持烧结气氛,防止产品在高温下被二次氧化。
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工艺优势总结
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高效率:一炉完成,节省转炉时间与能量损耗。
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高质量:避免中间环节的污染、吸潮和机械损伤,产品一致性好,成品率高。
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高自动化:全程无人值守,智能化程序控制,降低对操作人员经验的依赖。
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灵活性:工艺曲线可灵活调整,适配从氧化物陶瓷(如Al₂O₃, ZrO₂)到非氧化物陶瓷(如Si₃N₄, SiC)等多种材料。
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环保安全:集中处理有机挥发物,工作环境更清洁安全。




