弹簧作为一种常用的机械元件,被广泛应用于各种机械装置中。一般弹簧的制造材料都是金属,但是随着人类的发展,对弹簧的使用要求越来越高,金属弹簧已经不能满足了,陶瓷弹簧的出现正好解决了这些问题。与金属弹簧相比,陶瓷弹簧具有耐高温、耐腐蚀的优点,与其他非金属弹簧相比,陶瓷弹簧具有耐磨的优点。但是由于陶瓷脆性的特点,导致陶瓷弹簧的成型比较困难。目前研究比较多的是利用金属螺旋弹簧的方法来制造陶瓷螺旋弹簧,但是取得的进展比较少。本文提出一种新的思路:利用陶瓷注射成型的方法来制造陶瓷碟形弹簧。本文首先通过理论计算和有限元模拟结合的方法来研究碟形弹簧结构与碟形弹簧性能的关系,确定碟形弹簧的具体结构。然后通过研究烧结工艺对3YSZ性能的影响,确定合适的坯体烧结温度。最后研究注射成型过程中的注射温度和注射压力、烧结温度对弹簧性能的影响,同时研究了组合方式对弹簧性能的影响。本文的主要结论如下:碟形弹簧的性能与其结构密切相关。当碟形弹簧内径变大时,其最大应力和最大变形量都降低;支撑面宽度对其性能没有明显的影;碟形弹簧内槽槽底直径的影响与内径刚好是相反的;当碟形弹簧的外槽深度增加时,碟形弹簧的最应力先增加然后不变,其最大变形量基本上保持不变。本文主要研究烧结温度对3YSZ性能的影响。在1500℃的烧结温度下,材料的晶型转变全部完成,几乎全部以四方相的形式存在。随着烧结温度的增加,试样的密度和弯曲强度都是先增加后降低,在1500℃的时候达到最大值,最后确定1500℃为最佳的烧结温度。随着注射温度的增加,碟形弹簧的特性曲线、最大承载力和最大变形量基本不变;随着注射压力的增加,虽然碟形弹簧的特性曲线的变化趋势不变,最大承载力和最大变形量都增加;烧结温度为1500℃的时候,弹簧的力学性能最好,最大承载力为94N,最大变形量为0.82mm。碟形弹簧以叠合、对合或复合方式组合时,对其特性曲线的变化趋势影响都不大。当碟形弹簧以叠合方式组合时,随着弹簧个数的增加,弹簧的最大承载力增加而最大变形量不变;当碟形弹簧以对合方式组合时,随着弹簧个数的增加,最大变形量增加而最大承载力基本上保持不变;当碟形弹簧以复合方式组合时,最大承载力和最大变形量都增加。