A cirkónium -kerámia kilenc precíziós formázási folyamata

A cirkónium -kerámia kilenc precíziós formázási folyamata
Az öntési folyamat összekötő szerepet játszik a kerámia anyagok teljes előkészítési folyamatában, és ez a kulcsa a kerámia anyagok és alkatrészek teljesítményi megbízhatóságának és termelési megismételhetőségének biztosításához.
A társadalom fejlődésével a hagyományos kézzel cleoping módszer, a kerék formázási módszer, a fugázási módszer stb. A hagyományos kerámia már nem felel meg a modern termelési és finomítási társadalom igényeinek, ezért új formázási folyamat született. A ZRO2 finom kerámia anyagokat széles körben használják a következő 9 típusú öntési folyamatokban (2 típusú száraz módszer és 7 típusú nedves módszer):

1. Száraz öntés

1.1 Száraz megnyomás

A száraz sajtolás nyomást gyakorol a kerámia por egy bizonyos formájába történő nyomására. Ennek lényege az, hogy a külső erő hatása alatt a porrészecskék megközelítik egymást a penészbe, és határozottan kombinálják a belső súrlódást, hogy fenntartsák egy bizonyos alakot. A száraz sajtolt zöld testek fő hibája a spalláció, amely a porok közötti belső súrlódásnak, valamint a porok és a penészfal közötti súrlódásnak köszönhető, ami a test belsejében nyomásvesztést eredményez.

A száraz sajtolás előnye, hogy a zöld test mérete pontos, a művelet egyszerű, és kényelmes a gépesített működést megvalósítani; A zöld szárazprés nedvességtartalma és a kötőanyag tartalma kevesebb, és a szárítás és az égetés zsugorodása kicsi. Elsősorban egyszerű formájú termékek kialakítására használják, és a képarány kicsi. A penész kopása által okozott megnövekedett termelési költségek a száraz sajtolás hátránya.

1.2 Isosztatikus sajtolás

Az izosztatikus sajtolás egy speciális formázási módszer, amelyet a hagyományos szárazprés alapján fejlesztettek ki. A folyadékátviteli nyomást használja fel, hogy minden irányból egyenletesen alkalmazza a porra a porra az elasztikus forma belsejét. A folyadék belső nyomásának konzisztenciája miatt a por minden irányban ugyanolyan nyomást gyakorol, így elkerülhető a zöld test sűrűségének különbsége.

Az izosztatikus préselés nedves zsák -izosztatikus préselésre és a száraz zsák izosztatikus préselésre oszlik. A nedves táska izosztatikus préselés komplex formájú termékeket képezhet, de csak szakaszosan működhet. A száraz táska izosztatikus préselés megvalósíthatja az automatikus folyamatos működést, de csak egyszerű formákkal, például négyzet alakú, kerek és cső keresztmetszetű termékeket képezhet. Az izosztatikus préselés egyenletes és sűrű zöld testet kaphat, kis tüzeléssel és egyenletes zsugorodással minden irányban, de a berendezés összetett és drága, és a termelési hatékonyság nem magas, és csak a speciális követelményekkel rendelkező anyagok előállításához alkalmas.

2. Nedves formázás

2.1 Grouting
A fugázási öntési folyamat hasonló a szalag öntözéséhez, a különbség az, hogy az öntési folyamat magában foglalja a fizikai dehidrációs folyamatot és a kémiai koagulációs folyamatot. A fizikai kiszáradás a porózus gipsz penész kapilláris hatása révén eltávolítja a vizet az iszapban. A Ca2+ a felszíni Caso4 feloldódása által generált Ca2+ növeli a szuszpenzió ionszilárdságát, ami a szuszpenzió flokkulációját eredményezi.
A fizikai kiszáradás és a kémiai koaguláció hatása alatt a kerámia porrészecskék a gipsz penészfalán helyezkednek el. A fugázás alkalmas nagy méretű kerámia alkatrészek előállítására, komplex formájú, de a zöld test minősége, beleértve az alakot, a sűrűséget, az erőt stb., Rossz, a munkavállalók munkaerő-intenzitása magas, és nem alkalmas automatizált műveletekre.

2.2 Forró szerszám casting
A forró szerszám -casting a kerámia port kötőanyaggal (paraffinnal) viszonylag magas hőmérsékleten (60 ~ 100 ℃) keverjük össze, hogy iszapot kapjanak a forró öntéshez. A iszapot sűrített levegő hatására befecskendezik a fémformába, és a nyomást fenntartják. Hűtés, hogy egy viasz üres nyaralást kapjon, a viasz üres viaszát egy inert por védelme alatt kell elviselni, hogy zöld testet kapjon, és a zöld test magas hőmérsékleten szinterálódik, hogy porcelánvá váljon.

A forró öntéssel alkotott zöld testnek pontos mérete, egységes belső szerkezete, kevesebb penész kopása és nagy termelési hatékonysága van, és különféle alapanyagokhoz alkalmas. A viasz-iszap és a penész hőmérsékletét szigorúan szabályozni kell, különben injekció vagy deformáció alatt okoz, tehát nem alkalmas nagy alkatrészek gyártására, és a kétlépéses égetési folyamat bonyolult, és az energiafogyasztás magas.

2.3 Szalagöntés
A szalagöntés az, hogy a kerámia port teljes mértékben összekeverje nagy mennyiségű szerves kötőanyaggal, lágyítóval, diszpergálószerrel stb., Hogy áramló viszkózus -iszapot kapjon, adja hozzá az iszapot az öntőgép garatjához, és használjon kaparót a vastagság vezérléséhez. Kihúzza a szállítószalagot az etető fúvókán keresztül, és a film üres szárítás után kerül.

Ez a folyamat alkalmas a filmanyagok elkészítésére. A jobb rugalmasság elérése érdekében nagy mennyiségű szerves anyagot adnak hozzá, és a folyamatparamétereket szigorúan ellenőrizni kell, különben könnyen olyan hibákat okozhat, mint például a hámozás, a csíkok, az alacsony filmszilárdság vagy a nehéz hámozás. A felhasznált szerves anyag mérgező, és környezetszennyezést okoz, és a nem mérgező vagy kevésbé mérgező rendszert a lehető legnagyobb mértékben kell használni a környezetszennyezés csökkentésére.

2.4 GEL -fröccsöntés
A gél fröccsöntési technológia egy új kolloid gyors prototípus -készítési folyamat, amelyet először az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium kutatói találtak ki az 1990 -es évek elején. Magában olyan szerves monomer-oldatok használata, amelyek nagy szilárdságú, oldalirányban kapcsolt polimer-oldószeres gélekké polimerizálódnak.

A szerves monomerek oldatában oldott kerámia por hígítója öntött formába van öntve, és a monomer keverék polimerizálódik, hogy egy géles részet képezzenek. Mivel az oldalirányban kapcsolt polimer-oldószer csak 10–20% (tömegfrakció) polimert tartalmaz, az oldószert könnyű eltávolítani a gélrészből szárítási lépéssel. Ugyanakkor a polimerek oldalsó csatlakozása miatt a polimerek nem tudnak migrálni az oldószerrel a szárítási folyamat során.

Ez a módszer felhasználható egyfázisú és kompozit kerámia alkatrészek előállítására, amelyek komplex alakú, kvázi-net méretű kerámia alkatrészeket képezhetnek, és zöld ereje akár 20-30 mPa vagy annál nagyobb, ami újrafeldolgozható. Ennek a módszernek a fő problémája az, hogy az embriótest zsugorodási sebessége viszonylag magas a sűrűsítési folyamat során, ami könnyen az embrió testének deformációjához vezet; Egyes szerves monomerek oxigén gátlással rendelkeznek, ami a felületet hámozza és leesik; A hőmérséklet által kiváltott szerves monomer polimerizációs folyamat miatt a hőmérséklet-borotválkozás a belső feszültség létezéséhez vezet, ami az üres helyek megszakadását és így tovább.

2.5 Közvetlen megszilárdulás fröccsöntés
A közvetlen megszilárdulási fröccsöntés az Eth Zurich által kifejlesztett formázási technológia: oldószervíz, kerámia por és organikus adalékanyagok teljesen összekeverednek, hogy elektrosztatikusan stabil, alacsony viszkotikus, nagy szilárd tartalmú zagyot alakítsanak ki, amelyet az elektrolitkoncentráció növelése növekvő iszapos pH-k vagy vegyi anyagok hozzáadásával lehet megváltoztatni.

Ellenőrizze a kémiai reakciók előrehaladását a folyamat során. A fröccsöntés előtti reakciót lassan hajtják végre, a szuszpenzió viszkozitását alacsonyan tartják, és a reakciót a fröccsöntés után felgyorsítják, a slurry megszilárdul, és a folyadék -iszap szilárd testré alakul. A kapott zöld testnek jó mechanikai tulajdonságai vannak, és az erősség elérheti az 5kpa -t. A zöld testet megsemmisítik, szárítják és szinterelik, hogy a kívánt alak kerámia részét képezzék.

Előnye az, hogy nincs szüksége, vagy csak kis mennyiségű szerves adalékanyagra (kevesebb, mint 1%), a zöld testnek nem kell zsírtalanítani, a zöld test sűrűsége egyenletes, a relatív sűrűség magas (55%~ 70%), és nagy méretű és komplex alakú kerámia alkatrészeket képezhet. Hátránya, hogy az adalékanyagok drágák, és a gáz általában felszabadul a reakció során.

2.6 fröccsöntés
A fröccsöntést már régóta használják a műanyag termékek öntéséhez és a fém formák öntéséhez. Ez a folyamat a hőre lágyuló szerves anyagok alacsony hőmérsékleten történő kikeményedését vagy a hőre keményedő szerves anyagok magas hőmérsékleten történő kikeményedését használja. A port és az organikus hordozót egy speciális keverőkészülékben keverik össze, majd nagynyomású (tíz -több száz MPa) injektálják a penészbe. A nagy formázási nyomás miatt a kapott üregek pontos mérete, nagy sima és kompakt szerkezete van; A speciális formázó berendezések használata jelentősen javítja a termelési hatékonyságot.

Az 1970 -es évek végén és az 1980 -as évek elején a fröccsöntési eljárást alkalmazták a kerámia alkatrészek öntésére. Ez a folyamat felismeri a kopár anyagok műanyag formáját, nagy mennyiségű szerves anyag hozzáadásával, ami egy általános kerámia műanyag formázási folyamat. A fröccsöntési technológiában a hőre lágyuló szerves anyagok (például polietilén, polisztirol), a hőszigetelő szerves anyagok (például epoxi-gyanta, fenolgylans) vagy vízben oldódó polimerek felhasználása mellett a fő kötőanyagként bizonyos mennyiségű feldolgozási segédeszközt és a ceramikus injekciót kell hozzáadni a ceramikus injekciókhoz, és javítsuk a ceramikus injekciót.

A fröccsöntési folyamatnak előnyei vannak a nagymértékű automatizálásnak és az üres formázás pontos méretének. Az injekciós kerámia alkatrészek zöld testének szerves tartalma azonban akár 50vol%. Hosszú időbe telik, akár néhány napig tucatnyi napig is, hogy kiküszöbölje ezeket a szerves anyagokat a későbbi szinterezési folyamat során, és könnyű minőségi hibákat okozhat.

2.7 Kolloid fröccsöntés
A nagy mennyiségű szerves anyag problémáinak megoldása és a hagyományos fröccsöntési folyamat nehézségeinek kiküszöbölése érdekében a Tsinghua Egyetem kreatívan javaslatot tett egy új eljárással a kerámia kolloid fröccsöntési formázására, és önállóan kifejlesztett egy kolloid fröccsöntési formázási prototípust a Barrenerams Slurry injekciójának megvalósítására. alakítás.

Az alapvető ötlet az, hogy a kolloid formázást a fröccsöntéssel, a szabadalmaztatott injekciós berendezések és a kolloid in situ megszilárdulási formázási folyamat által biztosított új gyógyítási technológiával kombináljuk. Ez az új folyamat a szerves anyagok kevesebb, mint 4Wt% -át használja fel. Kis mennyiségű szerves monomert vagy szerves vegyületet használnak a vízalapú szuszpenzióban, hogy gyorsan indukálják a szerves monomerek polimerizációját a penészbe történő injekció után, hogy egy szerves hálózati váz képződjön, amely egyenletesen csomagolja a kerámia port. Közülük nemcsak a fokozódás ideje jelentősen lerövidül, hanem a fokozódás repedésének lehetősége is jelentősen csökken.

Óriási különbség van a kerámia fröccsenése és a kolloid formázás között. A fő különbség az, hogy az előbbi a műanyag formázás kategóriájába tartozik, és az utóbbi a szuszpendán formájához tartozik, azaz a slurry -nak nincs plaszticitása és kopár anyag. Mivel az iszapnak nincs plaszticitása a kolloid formázásban, a kerámia fröccsöntés hagyományos gondolatát nem lehet elfogadni. Ha a kolloid formázást a fröccsöntéssel kombinálják, akkor a kerámia anyagok kolloid fröccsöntését szabadalmaztatott befecskendező berendezések és a kolloid in situ formázási eljárás által biztosított új kikeményedési technológiával valósítják meg.

A kerámia kolloid fröccsöntésének új folyamata különbözik az általános kolloid formázástól és a hagyományos fröccsöntéstől. A nagyfokú formázási automatizálás előnye a kolloid formázási folyamat kvalitatív szublimációja, amely reményt jelent a csúcstechnikai kerámia iparosodásában.