氧化鋯陶瓷刀具有堅硬、耐磨、鋒利、化學性能穩定、耐腐蝕、不生銹、無污染、易清洗的優點，廣泛應用于廚具、醫療手術刀具、辦公刀具等領域。目前市場上的氧化鋯陶瓷刀一般是白色（白中透黃）和黑色，其中前者是氧化鋯陶瓷的本征色。

一、傳統黑色氧化鋯陶瓷刀工藝

通常國內外制備黑色氧化鋯陶瓷刀一般采用在Y₂O₃部分穩定ZrO₂（3Y-TZP）坯體中引入碳和著色劑，再干壓和等靜壓后燒制的工藝。

這種工藝存在兩大致命：其一，由于碳還原劑的存在，所制備的陶瓷體致密度及均勻性較差；其二，這種成型方法不能實現陶瓷的凈尺寸成型，不僅所制備的刀坯厚重，冷加工余量大，而且需要較高溫度和較長時間的燒結。

因此，需要較高溫度和較長時間的燒結，且成瓷后晶粒大小不一，開刃困難、易崩口，冷加工效率及成品率大為降低。

二、黑色氧化鋯陶瓷刀水基注凝成型工藝

水基注凝成型已被廣泛用于氧化鋁電子陶瓷基片等薄壁陶瓷的制備的，可以通過模具設計、實現薄壁和異型陶瓷坯體的成型。下文為大家介紹的工藝采用尖晶石型鈷黑高溫色料作為黑色呈色劑，采用水基注凝法，實現陶瓷刀坯近凈尺寸成型，可大大減少制件的后期機械加工量。

1、原料

選用廣東某廠的一種白色結晶性氣流粉末—Y₂O₃部分穩定ZrO₂(3Y-ZrO₂)，要求其燒結溫度在1500-1550℃，燒結體積密度在6.00g/cm³,D50在0.3-0.5μm。鈷黑色料采用淄博某廠的一種穩定性好的深黑色尖晶石型結構色料。（注：具體工藝條件下要求的氧化鋯粉體或色料要求不同。）

鈷黑顏料用量：顏料用量需要通過實驗室測試確認，實驗表明（詳見參考文獻），一般顏料的質量百分比在2%-5%左右（與顏料種類也有關系），燒結溫度在1330℃-1520℃左右（與原料粉體等多種條件有關），不同的燒結溫度或不同的顏料用量對刀的致密度及顯色也有影響。

通常情況下，在一定的溫度范圍，隨著燒結溫度的降低，產品的體積密度將會下降。黑色鈷色料在一定量范圍能促進氧化鋯陶瓷的致密化。

2、工藝流程圖

水基注凝成型工藝工藝路線圖

3、主要工藝流程說明

a.球磨。聚氨酯內襯球磨機中料球的比例按1:1.5，按一定順序加入原料，研磨至產品符合要求后放出堅料過篩，除去雜物。

b.注凝。從球磨罐中放出的漿料經真空攪拌除氣后，加入適量得到催化劑和引發劑，澆注進行多層玻璃組合模具中凝膠。

c.干燥。脫模后的凝膠氧化鋯坯片在脫水干燥過程中會有一定的收縮量，若脫水不均會造成坯片的嚴重變形或開裂而影響后期產品加工及質量。

d.保濕。把已經干燥透的氧化鋯坯片放入去離子中浸泡，根據坯片厚度確定浸泡時間長短，一般浸泡至坯片能夠沖壓即可。

e.沖壓。結合氧化鋯坯片的收縮率以及陶瓷刀尺寸的要求，將制好的模安裝

f.燒結。試驗過程可采用箱式硅鉬棒高溫電窯，規模化生產可使用單孔或雙孔推板窯，燒成溫度在1330-1520℃，承燒板及覆平板采用剛玉材質。

g.加工。冷加工是黑色氧化鋯陶瓷刀研制的最后工藝，主要過程包括：液壓式自動立式磨床平面磨、三箱落地式拋光機鏡面磨、液壓自動端面磨刀機開大刃、二次表面拋光、落地金剛砂輪機開小刃（刀口）等。

三、產品特點

采用水基注凝成型工藝，采用鈷黑為色劑，在合適的條件下可制備出產品性能優秀，后續加工量少的黑色陶瓷刀，可有效的減少陶瓷刀的材料損耗及加工費用，讓陶瓷到的生產過程更加節能環保，品質也更加優質溫定。

四、結語

水基注凝工藝看起來是也許簡單的，但合格成品卻不是容易做出來的，這跟工藝的條件控制有很大關系，因此產品不成功的，你需要一個更好的工藝支持。

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粉體圈 作者：小白

參考文獻：黑色氧化鋯陶瓷刀的研制，中材高新材料.