Dziewięć precyzyjnych procesów formowania ceramiki cyrkonu

Dziewięć precyzyjnych procesów formowania ceramiki cyrkonu
Proces formowania odgrywa rolę łączącą w całym procesie przygotowania materiałów ceramicznych i jest kluczem do zapewnienia niezawodności wydajności i powtarzalności produkcji materiałów i komponentów ceramicznych.
Wraz z rozwojem społeczeństwa tradycyjna metoda ręcznego podskakiwania, metoda tworzenia kół, metoda fugowania itp. Tradycyjnej ceramiki nie mogą już zaspokoić potrzeb współczesnego społeczeństwa produkcji i udoskonalania, więc narodził się nowy proces formowania. Zro2 drobne materiały ceramiczne są szeroko stosowane w następujących 9 rodzajach procesów formowania (2 rodzaje metod suchych i 7 rodzajów mokrych metod):

1. Suche formowanie

1.1 Suchy naciśnięcie

Sucha prasowanie wykorzystuje ciśnienie do naciśnięcia ceramicznego proszku w określony kształt ciała. Jego istotą jest to, że pod działaniem siły zewnętrznej cząstki proszkowe zbliżają się do siebie w formie i są mocno połączone przez tarcie wewnętrzne, aby utrzymać określony kształt. Główną wadą w zielonych ciałach suchych jest spallacja, która jest spowodowana tarciem wewnętrznym między proszkami i tarcia między proszkami a ścianą formy, co powoduje utratę ciśnienia wewnątrz ciała.

Zaletą prasowania na sucho jest to, że rozmiar zielonego korpusu jest dokładny, operacja jest prosta i wygodnie jest zrealizować zmechanizowane działanie; Zawartość wilgoci i spoiwa w zielonym prasowaniu suchym jest mniejsza, a kurczenie się suszenia i strzelania są niewielkie. Służy głównie do tworzenia produktów o prostych kształtach, a współczynnik kształtu jest mały. Zwiększony koszt produkcji spowodowany zużyciem pleśni jest wadą prasowania na sucho.

1.2 Presja izostatyczna

Presja isostatyczna jest specjalną metodą formowania opracowaną na podstawie tradycyjnego prasowania na sucho. Wykorzystuje ciśnienie transmisji płynów, aby równomiernie wywierać ciśnienie do proszku wewnątrz elastycznej formy ze wszystkich kierunków. Ze względu na konsystencję ciśnienia wewnętrznego płynu proszek ma to samo ciśnienie we wszystkich kierunkach, więc można uniknąć różnicy w gęstości zielonego korpusu.

Prasowanie isostatyczne jest podzielone na mokrą torbę izostatyczną i suchą torbę izostatyczną. Mokry torba izostatyczna może tworzyć produkty o złożonych kształtach, ale może działać tylko sporadycznie. Prasowanie izostatyczne suchej torby może zrealizować automatyczne ciągłe działanie, ale może tworzyć tylko produkty o prostych kształtach, takich jak kwadratowe, okrągłe i rurowe przekroje. Prasowanie isostatyczne może uzyskać jednolity i gęsty zielony korpus, z małym kurczeniem się strzelaniem i jednolitym skurczem we wszystkich kierunkach, ale sprzęt jest złożony i kosztowny, a wydajność produkcji nie jest wysoka i nadaje się tylko do produkcji materiałów o specjalnych wymaganiach.

2. Formowanie na mokro

2.1 Fugowanie
Proces formowania zaprawy jest podobny do odlewania taśmy, różnica polega na tym, że proces formowania obejmuje proces odwodnienia fizycznego i proces krzepnięcia chemicznego. Fizyczne odwodnienie usuwa wodę w zawiesinie przez działanie naczyń włosowatych porowatej formy gipsowej. Ca2+ wygenerowane przez rozpuszczanie powierzchni Caso4 zwiększa wytrzymałość jonową zawiesiny, powodując flokulację zawiesiny.
Przy działaniu fizycznego odwodnienia i krzepnięcia chemicznego ceramiczne cząstki proszkowe osadzają się na ścianie formy gipsowej. Fugowanie nadaje się do przygotowania dużych części ceramicznych o złożonych kształtach, ale jakość zielonego ciała, w tym kształt, gęstość, wytrzymałość itp., Jest słaba, intensywność pracy pracowników jest wysoka i nie nadaje się do operacji zautomatyzowanych.

2.2 Casting Hot Die
Odlewanie na gorąco ma mieszać ceramiczny proszek z spoiwa (parafina) w stosunkowo wysokiej temperaturze (60 ~ 100 ℃) w celu uzyskania zawiesiny do odlewu gorącego. Zawiesinę wstrzykuje się do metalowej formy pod działaniem sprężonego powietrza, a ciśnienie jest utrzymywane. Chłodzenie, rozrywając się w celu uzyskania woskowej ślepej ślepej ślepej ślepej pustki pod ochroną obojętnego proszku w celu uzyskania zielonego korpusu, a zielony korpus jest spiekany w wysokiej temperaturze, aby stać się porcelaną.

Zielone ciało utworzone przez odlewanie gorącego matrycy ma precyzyjne wymiary, jednolitą strukturę wewnętrzną, mniej zużycia pleśni i wysoką wydajność produkcji, i jest odpowiednia do różnych surowców. Temperatura zawiesiny woskowej i pleśni należy ściśle kontrolować, w przeciwnym razie spowoduje ona w momencie wtrysku lub deformacji, więc nie nadaje się do produkcji dużych części, a dwuetapowy proces strzelania jest skomplikowany, a zużycie energii jest wysokie.

2.3 Casting Tape
Odlewanie taśmy polega na pełnym wymieszaniu ceramicznym proszku z dużą ilością organicznych segregatorów, plastyfikatorów, dyspergantów itp. Aby uzyskać płynną lepką zawiesinę, dodać zawiesinę do leja odlewu i użyć skrobaka do kontrolowania grubości. Wypływa do przenośnika przez dyszy żywieniowe, a po suszeniu uzyskuje się warstwę.

Proces ten nadaje się do przygotowania materiałów filmowych. Aby uzyskać lepszą elastyczność, dodaje się dużą ilość materii organicznej, a parametry procesu muszą być ściśle kontrolowane, w przeciwnym razie z łatwością spowoduje to takie wady, jak obieranie, smugi, niska siła filmu lub trudne obranie. Zastosowana materia organiczna jest toksyczna i spowoduje zanieczyszczenie środowiska, a nietoksyczny lub mniej toksyczny system powinien być stosowany w jak największym stopniu w celu zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska.

2.4 Formowanie wtrysku żelowe
Technologia formowania wtrysku żelowego jest nowym koloidalnym procesem szybkiego prototypowania po raz pierwszy wymyślonego przez naukowców z Oak Ridge National Laboratory na początku lat 90. U jego rdzenia leży zastosowanie organicznych roztworów monomerowych, które polimeryzują w żele o wysokiej wytrzymałości, podłączane bocznie polimerowe.

Gniewna ceramicznego proszku rozpuszczona w roztworze monomerów organicznych jest odlewana w formie, a mieszanina monomerowa polimeryzuje, tworząc zużytą część. Ponieważ podłączony bocznie polimerowy rozpuszczalnik zawiera tylko 10–20% (frakcję masową), łatwo usunąć rozpuszczalnik z części żelowej za pomocą etapu suszenia. Jednocześnie, ze względu na boczne połączenie polimerów, polimery nie mogą migrować z rozpuszczalnikiem podczas procesu suszenia.

Ta metoda może być stosowana do produkcji jednofazowych i kompozytowych części ceramicznych, które mogą tworzyć kompleksowe części ceramiczne o wielkości quasi-net, a jej zielona wytrzymałość wynosi nawet 20-30 MPa lub więcej, które można ponownie przecenić. Głównym problemem tej metody jest to, że szybkość skurczania korpusu zarodka jest stosunkowo wysoka podczas procesu zagęszczania, co z łatwością prowadzi do deformacji ciała zarodka; Niektóre monomery organiczne mają hamowanie tlenu, co powoduje, że powierzchnia się obiera i spada; Ze względu na indukowany temperaturą proces organicznego monomeru monomerowego, powodowanie golenia temperatury prowadzi do istnienia naprężeń wewnętrznych, co powoduje złamanie pustych pustek i tak dalej.

2.5 Bezpośrednie formowanie wtrysku zestalania
Bezpośrednie formowanie wtryskowe jest technologią formowania opracowaną przez ETH Zurich: woda rozpuszczalnikowa, ceramiczne proszek i dodatki organiczne są w pełni wymieszane, tworząc stabilne elektrostatycznie, niską żywność, zawiesinę o wysokiej zawartości stolicy, którą można zmienić, przez dodanie pH zawiesiny lub chemikaliów, które zwiększają elektrolitowe stężenie elektrolitu.

Kontroluj postęp reakcji chemicznych podczas procesu. Reakcja Przed formowaniem wtrysku jest przeprowadzana powoli, lepkość zawiesiny jest niska, a reakcja przyspiesza po formowaniu wtrysku, zawiesina zestala się, a zawiesinę płynów przekształca się w ciało stałe. Uzyskany zielony korpus ma dobre właściwości mechaniczne, a wytrzymałość może osiągnąć 5 kPa. Zielone ciało jest zdemolowane, suszone i spiekane, tworząc ceramiczną część pożądanego kształtu.

Zaletą jest to, że nie potrzebuje lub potrzebuje tylko niewielkiej ilości dodatków organicznych (mniej niż 1%), zielone ciało nie musi się odtłuszać, gęstość zielonej ciała jest jednolita, gęstość względna jest wysoka (55%~ 70%) i może tworzyć części ceramiczne z dużymi i złożonymi w kształcie. Jego wadą jest to, że dodatki są drogie, a gaz jest ogólnie uwalniany podczas reakcji.

2.6 Formowanie wtryskowe
Formowanie wtryskowe od dawna stosowano w formowaniu produktów z tworzywa sztucznego i formowaniu metalowych form. Proces ten wykorzystuje utwardzanie w niskiej temperaturze termoplastycznych organicznych lub utwardzanie w wysokiej temperaturze termosetowych organicznych. Proszek i nośnik organiczny są mieszane w specjalnym sprzęcie do mieszania, a następnie wstrzykiwane do formy pod wysokim ciśnieniem (dziesiątki do setek MPA). Z powodu dużego ciśnienia formowania uzyskane puste puste ślady mają precyzyjne wymiary, wysoką gładkość i zwartą strukturę; Wykorzystanie specjalnego sprzętu do formowania znacznie poprawia wydajność produkcji.

Na przełomie lat siedemdziesiątych i 80. XX wieku proces formowania wtryskowego zastosowano do formowania części ceramicznych. Proces ten zdaje sobie sprawę z tworzyw sztucznych jałowych materiałów, dodając dużą ilość materii organicznej, co jest powszechnym ceramicznym procesem formowania tworzyw sztucznych. W technologii formowania wtryskowego, oprócz stosowania termoplastycznych organicznych (takich jak polietylen, polistyren), termo termoutencyjne (takie jak żywica epoksydowa, żywica fenolowa) lub polimery rozpuszczalne w wodzie, jako główne spoiwa, jest konieczne dodanie pewnych ilości pomocy procesowej, takich jak plastyfikatory, środki smarowe i środki sprzęgające. ciało.

Proces formowania wtrysku ma zalety wysokiego stopnia automatyzacji i precyzyjnego rozmiaru ślepego formowania. Jednak zawartość organiczna w zielonym korpusie części ceramicznych obrysowanych wstrzyknięć wynosi nawet 50%. Wyeliminowanie tych substancji organicznych w kolejnym procesie spiekania zajmuje dużo czasu, nawet kilkadziesiąt do kilku dni do kilku dni, i łatwo jest powodować wady wysokiej jakości.

2.7 Koloidalne formowanie wtryskowe
W celu rozwiązania problemów dużej ilości dodanej materii organicznej i trudności z wyeliminowaniem trudności w tradycyjnym procesie formowania wtryskowego, Uniwersytet Tsinghua twórczo zaproponował nowy proces formowania ceramiki koloidalnej wtrysku i niezależnie rozwinął prototyp koloidalny formowanie wtryskowe, aby zdać sobie sprawę z wtrysku ceramicznego rozszerzenia barrańskiego. tworzenie się.

Podstawowym pomysłem jest połączenie formowania koloidalnego z formowaniem wtryskowym, przy użyciu zastrzeżonego sprzętu wtryskowego i nowej technologii utwardzania dostarczonej przez proces formowania stałego koloidalnego. Ten nowy proces wykorzystuje mniej niż 4 WT% materii organicznej. Niewielka ilość monomerów organicznych lub związków organicznych w zawiesinie na bazie wody stosuje się do szybkiej indukcji polimeryzacji monomerów organicznych po wstrzyknięciu do formy w celu utworzenia szkieletu sieciowego, który równomiernie owija ceramiczny proszek. Wśród nich nie tylko skrócony czas odgadu jest znacznie skrócony, ale także możliwość pęknięcia stopniowego jest znacznie zmniejszona.

Istnieje ogromna różnica między formowaniem wtrysku ceramiki a formowaniem koloidalnym. Główna różnica polega na tym, że ta pierwsza należy do kategorii formowania z tworzywa sztucznego, a druga należy do formowania zawiesiny, to znaczy zawiesina nie ma plastyczności i jest jałowym materiałem. Ponieważ zawiesina nie ma plastyczności w formowaniu koloidalnym, nie można przyjąć tradycyjnej idei formowania wtrysku ceramicznego. Jeśli formowanie koloidalne jest połączone z formowaniem wtryskowym, realizowane jest koloidalne formowanie wtrysku materiałów ceramicznych przy użyciu zastrzeżonego sprzętu wtryskowego i nowej technologii utwardzania dostarczonej przez koloidalny proces formowania in situ.

Nowy proces koloidalnego formowania wtrysku ceramiki różni się od ogólnej formowania koloidalnego i tradycyjnego formowania wtryskowego. Zaletą wysokiego stopnia automatyzacji formowania jest jakościowa sublimacja procesu formowania koloidalnego, która stanie się nadzieją na uprzemysłowienie ceramiki zaawansowanych technologii.