Deväť procesov presného formovania zirkónia keramiky

Deväť procesov presného formovania zirkónia keramiky
Proces formovania zohráva prepojenú úlohu v celom procese prípravy keramických materiálov a je kľúčom k zabezpečeniu spoľahlivosti výkonnosti a opakovateľnosti výroby keramických materiálov a komponentov.
Vďaka rozvoju spoločnosti, tradičnej metódy rúk, metódy formovania kolies, metódy injektáže atď. Tradičnej keramiky už nemôže uspokojiť potreby modernej spoločnosti pre výrobu a vylepšenie, takže sa zrodil nový proces formovania. Jemné keramické materiály Zro2 sa široko používajú v nasledujúcich 9 typoch formovacích procesov (2 typy suchých metód a 7 typov mokrých metód):

1. Suché lišty

1.1 Suché lisovanie

Suché lisovanie využíva tlak na stlačenie keramického prášku do určitého tvaru tela. Jeho podstatou je, že pod pôsobením vonkajšej sily sa práškové častice blížia k sebe vo forme a sú pevne kombinované vnútorným trením, aby sa udržal určitý tvar. Hlavným defektom v suchých zelených telách je spalovaná, čo je spôsobené vnútorným trením medzi práškami a trením medzi práškami a stenou formy, čo vedie k strate tlaku vo vnútri tela.

Výhodou suchého stlačenia sú, že veľkosť zeleného tela je presná, operácia je jednoduchá a je vhodné realizovať mechanizovanú prevádzku; Obsah vlhkosti a spojiva v zelenej suchej lisovaní je menší a sušenie a zmršťovanie paľby je malý. Používa sa hlavne na tvorbu výrobkov s jednoduchými tvarmi a pomer strán je malý. Zvýšené výrobné náklady spôsobené opotrebením plesní sú nevýhodou suchého lisovania.

1.2 ISostatické lisovanie

Isostatické lisovanie je špeciálna metóda formovania vyvinutá na základe tradičného suchého lisovania. Využíva tlak prenosu tekutín na rovnomerné vyvíjanie tlaku na prášok vo vnútri elastickej formy zo všetkých smerov. V dôsledku konzistencie vnútorného tlaku tekutiny má prášok rovnaký tlak vo všetkých smeroch, takže sa dá vyhnúť rozdielu v hustote zeleného tela.

Isostatické lisovanie je rozdelené na izostatické lisovanie vrecka a suché vrecko izostatické lisovanie. Izostatické lisovanie vrecka môže tvoriť výrobky s komplexnými tvarmi, ale môže fungovať iba prerušovane. Suché vrecko Isostatické lisovanie môže realizovať automatickú nepretržitú prevádzku, ale môže tvoriť iba výrobky s jednoduchými tvarmi, ako sú štvorcové, okrúhle a rúrkové prierezy. Isostatické lisovanie môže získať rovnomerné a husté zelené telo, s malým zmršťovaním vypaľovania a rovnomerným zmršťovaním vo všetkých smeroch, ale zariadenie je zložité a nákladné a účinnosť výroby nie je vysoká a je vhodná iba na výrobu materiálov so špeciálnymi požiadavkami.

2. Mokré formovanie

2,1 injektáž
Proces lišty injektára je podobný odlievaniu pásky, rozdiel spočíva v tom, že proces formovania zahŕňa proces fyzického dehydratácie a proces chemickej koagulácie. Fyzická dehydratácia odstraňuje vodu v kalu cez kapilárne pôsobenie poréznej plesne sadry. Ca2+ generovaný rozpustením povrchového Caso4 zvyšuje iónovú pevnosť suspenzie, čo vedie k flokulácii suspenzie.
Pri pôsobení fyzikálnej dehydratácie a chemickej koagulácie sa keramické práškové častice nanesú na stenu sadry. Zlákavosť je vhodná na prípravu rozsiahlych keramických častí s komplexnými tvarmi, ale kvalita zeleného tela vrátane tvaru, hustoty, pevnosti atď. Je zlá, intenzita pracovných pracovníkov je vysoká a nie je vhodná pre automatizované operácie.

2.2 Hot Die Casting
Casting za horúca je zmiešať keramický prášok s spojivom (parafín) pri relatívne vysokej teplote (60 ~ 100 ℃), aby sa získala kal na odlievanie horúcej matrice. Slurry sa vstrekuje do kovovej formy pod pôsobením stlačeného vzduchu a udržiava sa tlak. Chladenie, demoulding, aby sa získal vosk slepý, voskový slepý slepý pokles je devaskovaný pod ochranou inertného prášku, aby sa získalo zelené telo, a zelené telo je pri vysokej teplote spekané, aby sa stalo porcelánom.

Zelené telo tvorené horúcim odliatkom má presné rozmery, rovnomernú vnútornú štruktúru, menej opotrebenia plesní a účinnosť vysokej výroby a je vhodné pre rôzne suroviny. Teplota voskovej suspenzie a formy musí byť prísne kontrolovaná, inak to spôsobí pri injekcii alebo deformácii, takže nie je vhodná na výrobu veľkých častí a dvojstupňový proces vypaľovania je komplikovaný a spotreba energie je vysoká.

2.3 Casting pásky
Odlievanie pásky je na úplné zmiešanie keramického prášku s veľkým množstvom organických spojivov, plastifikátorov, dispergátorov atď. Na získanie tekutej viskóznej kalu, pridajte kalku do násilníka odliatiaceho stroja a na kontrolu hrúbky použite škrabku. Vyteká k dopravnému pásu cez kŕmnu dýzu a po sušení sa získa slepý film.

Tento proces je vhodný na prípravu filmových materiálov. Aby sa dosiahla lepšia flexibilita, pridá sa veľké množstvo organických látok a parametre procesu sa vyžaduje, aby sa prísne kontrolovali, inak to ľahko spôsobí defekty, ako sú odlupovanie, pruhy, nízka pevnosť filmu alebo zložité odlupovanie. Použitá organická hmota je toxická a spôsobí znečistenie životného prostredia a na zníženie znečistenia životného prostredia by sa mal používať netoxický alebo menej toxický systém.

2.4 Gélové vstrekovanie
Technológia gélového vstrekovania je nový koloidný proces rýchleho prototypovania, ktorý prvýkrát vymysleli vedci v Oak Ridge National Laboratory začiatkom 90. rokov. Vo svojom jadre je použitie organických monomérnych roztokov, ktoré polymerizujú do vysoko pevných, laterálne prepojených gélov polymérového rozpúšťadla.

Vo forme sa vrhá kaša keramického prášku rozpusteného v roztoku organických monomérov a monomérna zmes polymerizuje za vzniku gélovanej časti. Pretože laterálne spojené rozpúšťadlo polyméru obsahuje iba 10%-20% (hmotnostná frakcia) polyméru, je ľahké odstrániť rozpúšťadlo z gélovej časti krokom sušenia. Súčasne, v dôsledku bočného spojenia polymérov, polyméry nemôžu počas procesu sušenia migrovať s rozpúšťadlom.

Táto metóda sa môže použiť na výrobu jednofázových a kompozitných keramických častí, ktoré môžu tvoriť komplexné kvázi-siete keramickej keramickej časti a jeho zelená pevnosť je až 20 až 30 mPa alebo viac, čo je možné prepracovať. Hlavným problémom tejto metódy je, že miera zmršťovania tela embryí je počas procesu hustoty pomerne vysoká, čo ľahko vedie k deformácii tela embrya; Niektoré organické monoméry majú inhibíciu kyslíka, čo spôsobuje, že povrch sa odlupuje a padá; V dôsledku procesu polymerizácie organických monomérov vyvolaných teplotou vedie k tomu, že holenie teploty vedie k existencii vnútorného stresu, čo spôsobuje rozbitie medzery a tak ďalej.

2.5 Vstrekovanie priameho tuhnutia
Vstrekovanie priameho solidácie je formovacia technológia vyvinutá ETH Zürich: rozpúšťadlo, keramický prášok a organické prísady sú úplne zmiešané za vzniku elektrostaticky stabilnej, nízko-viskozozity, vysokej pevnej obsahovej kaše, ktoré sa dá zmeniť pridaním kalového pH alebo chemikálií, ktoré zvyšujú koncentráciu elektrolytov, potom sa vjazd do bez poréznej formy.

Kontrola postupu chemických reakcií počas procesu. Reakcia pred injekčným formovaním sa vykonáva pomaly, viskozita suspenzie je udržiavaná nízka a reakcia sa po vstrekovaní zrýchľuje, kaša stuhne a tekutina sa transformuje na pevné telo. Získané zelené telo má dobré mechanické vlastnosti a sila môže dosiahnuť 5 kPa. Zelené telo je demoldované, sušené a spekané, aby vytvorili keramickú časť požadovaného tvaru.

Jeho výhodami sú to, že nepotrebuje alebo potrebuje iba malé množstvo organických prísad (menej ako 1%), zelené telo nemusí odmasťovať, hustota zeleného tela je rovnomerná, relatívna hustota je vysoká (55%~ 70%) a môže tvoriť keramické časti veľkých a komplexných tvarov. Jeho nevýhodou je, že prísady sú drahé a plyn sa zvyčajne uvoľňuje počas reakcie.

2.6 Vstrekovanie
Vstrekovanie sa už dlho používa pri formovaní plastových výrobkov a formovaní kovových foriem. Tento proces využíva nízku teplotu vytvrdzovanie termoplastických organických látok alebo vysoko teplotné vytvrdzovanie termosetingových organických látok. Práškový a organický nosič sa zmieša v špeciálnom miešacom zariadení a potom sa vstrekuje do formy pod vysokým tlakom (desiatky až stovky MPa). V dôsledku veľkého tlaku lišty majú získané medzery presné rozmery, vysokú hladkosť a kompaktnú štruktúru; Použitie špeciálneho formovacieho zariadenia výrazne zlepšuje účinnosť výroby.

Koncom 70. a začiatkom osemdesiatych rokov sa proces vstrekovania formovania nanesil na formovanie keramických častí. Tento proces realizuje plastové lišty neúrodných materiálov pridaním veľkého množstva organických látok, ktoré je bežným procesom plastového plastového lišta. V technológii vstrekovania formovania, okrem použitia termoplastických organických látok (ako je polyetylén, polystyrén), termosetingových organických látok (ako je epoxidová živici, fenolová živici) alebo polystyrénu, ako je hlavné spojivo, je potrebné pridať určité množstvá procesu, ako sú plastifikátory, lubrikanty a compingové prostriedky Vstrekované formované telo.

Proces vstrekovania má výhody vysokého stupňa automatizácie a presnej veľkosti lišta. Organický obsah v zelenom tele keramických častí vyvinutých do vstrekovania je však až 50 Vol%. Trvá dlho, dokonca niekoľko dní až desiatky dní, aby sa tieto organické látky v následnom procese spekania eliminovali a je ľahké spôsobiť kvalitné chyby.

2,7 koloidné vstrekovanie
Aby sa vyriešili problémy s veľkým množstvom pridaných organických látok a ťažkosti s odstránením ťažkostí v tradičnom procese vstrekovania, Tsinghua University kreatívne navrhla nový proces koloidného vstrekovania keramiky a nezávisle vyvinula prototyp o koloidnom injekcii, aby si uvedomila injekciu keramickej keramickej keramiky. formovanie.

Základnou myšlienkou je skombinovať koloidné formovanie s vstrekovaním pomocou patentovaného injekčného zariadenia a novej technológie vytvrdzovania poskytovanej koloidným procesom iltifikácie v Situ. Tento nový proces používa menej ako 4 týždne organických látok. Malé množstvo organických monomérov alebo organických zlúčenín v suspenzii na báze vody sa používa na rýchle vyvolanie polymerizácie organických monomérov po injekcii do formy za vzniku kostry organickej siete, ktorá rovnomerne zabalí keramický prášok. Medzi nimi je nielen čas degummingu výrazne skrátený, ale aj možnosť praskania degummingu sa výrazne zníži.

Medzi vstrekovaním keramiky a koloidným formovaním je obrovský rozdiel. Hlavný rozdiel je v tom, že prvý patrí do kategórie plastového formovania a druhý patrí do formovania kalu, to znamená, že kaša nemá plasticitu a je neúrodným materiálom. Pretože suspenzia nemá plasticitu pri koloidnom formovaní, nie je možné prijať tradičnú myšlienku formovania keramickej injekcie. Ak sa koloidné formovanie kombinuje s vstrekovaním, realizuje sa koloidné vstrekovanie keramických materiálov pomocou patentovaného vstrekovacieho zariadenia a novej technológie vytvrdzovania poskytovanej koloidným procesom formovania in situ.

Nový proces koloidného vstrekovania keramiky sa líši od všeobecného koloidného formovania a tradičného vstrekovania. Výhodou vysokého stupňa automatizácie formovania je kvalitatívna sublimácia procesu koloidného formovania, ktorá sa stane nádejou na industrializáciu špičkovej keramiky.