Üheksa tsirkoonia keraamika täppisvormimisprotsessi

Üheksa tsirkoonia keraamika täppisvormimisprotsessi
Vormimisprotsess mängib ühendavat rolli kogu keraamiliste materjalide ettevalmistamisprotsessis ning on võti keraamiliste materjalide ja komponentide jõudluse usaldusväärsuse ja tootmise korratavuse tagamiseks.
Ühiskonna arendamise abil ei saa traditsioonilise keraamika traditsiooniline käsitsi kutsutamismeetod, ratta moodustamismeetod jne enam täita tänapäevase tootmise ja rafineerimise ühiskonna vajadusi, seega sündis uus vormimisprotsess. ZRO2 peeneid keraamilisi materjale kasutatakse laialdaselt järgmistes 9 tüüpi vormimisprotsessides (2 tüüpi kuiva meetodeid ja 7 tüüpi niiskeid meetodeid):

1. Kuiv vormimine

1.1 kuiv press

Kuiv pressimine kasutab survet keraamilise pulbri pressimiseks teatud keha kuju. Selle olemus on see, et välise jõu toimimisel lähenevad pulbriosakesed üksteisele vormis ja on kindla kuju säilitamiseks kindlalt ühendatud sisemise hõõrdumisega. Kuivatatud roheliste kehade peamine defekt on spallatsioon, mis on tingitud pulbrite sisemisest hõõrdumisest ning pulbrite ja hallituse seina vahelisest hõõrdumisest, mille tulemuseks on survekaotus kehas.

Kuiva pressimise eelised on see, et rohelise keha suurus on täpne, toiming on lihtne ja mehhaniseeritud töö on mugav; Rohelise kuiva pressimise niiskuse ja sideaine sisaldus on väiksem ning kuivatamine ja tulistamine on väike. Seda kasutatakse peamiselt lihtsa kujuga toodete moodustamiseks ja kuvasuhe on väike. Hallituse kulumisest põhjustatud suurenenud tootmiskulud on kuiva pressimise puuduseks.

1.2 Isostaatiline pressimine

Isostaatiline pressimine on spetsiaalne vormimismeetod, mis on välja töötatud traditsioonilise kuiva pressimise alusel. See kasutab vedeliku ülekanderõhku, et survet ühtlaseks pulbrile elastse vormi sees kõigist suundadest. Vedeliku siserõhu konsistentsi tõttu on pulbril sama rõhk kõigis suundades, nii et rohelise keha tiheduse erinevust saab vältida.

Isostaatiline pressimine jaguneb märgkotti isostaatiliseks pressimiseks ja kuivaks koti isostaatiliseks pressimiseks. Märgkott isostaatiline pressimine võib moodustada keerukate kujudega tooteid, kuid see saab töötada ainult vahelduvalt. Kuiv kott isostaatiline pressimine võib realiseerida automaatse pideva töö, kuid saab moodustada ainult lihtsate kujunditega tooteid, näiteks ruudukujulisi, ümmargusi ja torukujulisi ristlõikeid. Isostaatiline pressimine võib saada ühtlase ja tiheda rohelise keha, väikese tulistamise ja ühtlase kokkutõmbumisega igas suunas, kuid seadmed on keerulised ja kallid ning tootmise tõhusus pole kõrge ning see sobib ainult erinõuetega materjalide tootmiseks.

2. märg vormimine

2.1 Mineerimine
Erineva vormimise protsess sarnaneb lindi valamisega, erinevus on see, et vormimisprotsess hõlmab füüsikalist dehüdratsiooni ja keemilist hüübimisprotsessi. Füüsiline dehüdratsioon eemaldab läga vett poorse kipli vormi kapillaaride kaudu. Pinna CASO4 lahustumisel genereeritud Ca2+ suurendab läga ioontugevust, mille tulemuseks on läga flokuerimine.
Füüsikalise dehüdratsiooni ja keemilise hüübimise toimel ladestuvad keraamilised pulbriosakesed kipsi hallituse seinale. Mineerimine sobib keerukate kujudega suuremahuliste keraamiliste osade valmistamiseks, kuid rohelise keha kvaliteet, sealhulgas kuju, tihedus, tugevus jne, on kehv, töötajate tööjõu intensiivsus on kõrge ja see ei sobi automatiseeritud toiminguteks.

2.2 Kuum suremine
Kuuma stantsi valamine on segada keraamiline pulber sideainega (parafiin) suhteliselt kõrgel temperatuuril (60 ~ 100 ℃), et saada kuuma stantsi valamiseks läga. Läga süstitakse metallvormi suruõhu toimel ja rõhk säilitatakse. Jahutamine, vaha tühjaks saamiseks demovaha, vaha tühi on rohelise keha saamiseks inertse pulbri kaitse all ja roheline keha paagutatakse kõrgel temperatuuril, et saada portselan.

Kuuma stantsi valamisega moodustatud roheline keha on täpsed mõõtmed, ühtlane sisemine struktuur, hallituse kulumine ja kõrge tootmisfektiivsus ning sobib mitmesuguste toorainete jaoks. Vaha läga temperatuuri ja hallitust tuleb rangelt kontrollida, vastasel juhul põhjustab see süstimise või deformatsiooni ajal, nii et see ei sobi suurte osade tootmiseks ning kaheastmeline tulistamisprotsess on keeruline ja energiatarbimine on kõrge.

2.3 lindi valamine
Lindi valamine on keraamilise pulbri täielikuks segamiseks suures koguses orgaaniliste sideainete, plastifikaatorite, hajutajate jms abil, et saada voolav viskoosne läga, lisage valamismasina punkrisse läga ja kasutage paksuse kontrollimiseks kaabitsaga. See voolab konveierilindile läbi söötmisotsiku ja kile tühjaks saadakse pärast kuivatamist.

See protsess sobib kilematerjalide valmistamiseks. Parema paindlikkuse saavutamiseks lisatakse suur hulk orgaanilisi aineid ja protsessiparameetreid tuleb rangelt kontrollida, vastasel juhul põhjustab see hõlpsalt selliseid defekte nagu koorimine, triibud, madal kile tugevus või keeruline koorimine. Kasutatav orgaaniline aine on toksiline ja see põhjustab keskkonnareostust ning keskkonnareostuse vähendamiseks tuleks nii palju kui võimalik kasutada mittetoksilist või vähem toksilist süsteemi.

2.4 Geeli süstimisvormimine
Geeli süstimise vormimise tehnoloogia on uus kolloidne prototüüpimisprotsess, mille leiutasid esmakordselt Oak Ridge'i riikliku labori teadlased 1990ndate alguses. Selle keskmes on orgaaniliste monomeerilahuste kasutamine, mis polümeriseerub ülitugevaks, külgsuunas ühendatud polümeer-lahusti geelideks.

Orgaaniliste monomeeride lahuses lahustunud keraamilise pulbri läga valatakse vormi ja monomeeri segu polümeriseerub geelistunud osa moodustamiseks. Kuna külgsuunas ühendatud polümeer-lahusti sisaldab ainult 10–20% (massifraktsioon) polümeeri, on lahusti geeliosast kuivamisetapi abil lihtne eemaldada. Samal ajal ei saa polümeeride külgsuunalise ühenduse tõttu kuivamisprotsessi ajal lahustiga rännata.

Seda meetodit saab kasutada ühefaasiliste ja komposiitkeraamiliste osade valmistamiseks, mis võivad moodustada keeruka kujuga, kvaasivõrgu suurusega keraamilised osad ja selle roheline tugevus on koguni 20-30MPa või rohkem, mida saab uuesti töödelda. Selle meetodi peamine probleem on see, et embrüo keha kokkutõmbumiskiirus on tihedusprotsessi ajal suhteliselt kõrge, mis viib embrüo keha deformatsiooni; Mõnel orgaanilisel monomeeril on hapniku inhibeerimine, mis põhjustab pinna koorimise ja kukkumise; Temperatuurist põhjustatud orgaanilise monomeeri polümerisatsiooni protsessi tõttu põhjustab temperatuuri raseerimine sisemise pinge olemasolu, mis põhjustab tühikute purunemist jne.

2.5 Tahkumise otsene süstimisvormimine
Otsene tahkestamispritsimine on ETH Zürichi välja töötatud vormimistehnoloogia: lahusti vesi, keraamiline pulber ja orgaanilised lisaained on täielikult segatud, et moodustada elektrostaatiliselt stabiilne, madala viskoossusega, kõrge tahkega sisuga läga, mida saab muuta, lisades libisemisph või kemikaalide, mis suurendavad elektrolüüti kontsentratsiooni, ja siis on lämmastikus ilmestatud.

Kontrollige keemiliste reaktsioonide edenemist protsessi ajal. Enne sissepritsevormimist viiakse läbi aeglaselt, läga viskoossus hoitakse madalal ja reaktsioon kiirendatakse pärast süstimisvormi, läga tahkestumist ja vedeliku läga muudetakse tahkeks kehaks. Saadud rohelisel kehal on head mehaanilised omadused ja tugevus võib ulatuda 5 kPa. Roheline keha lammutatakse, kuivatatakse ja paagutatakse, moodustades soovitud kuju keraamilise osa.

Selle eelised on see, et ta ei vaja ega vaja ainult väikest kogust orgaanilisi lisaaineid (alla 1%), roheline keha ei pea olema rasvane, roheline keha tihedus on ühtlane, suhteline tihedus on kõrge (55%~ 70%) ja see võib moodustada suure suurusega ja keeruka kujuga keraamilisi osi. Selle puuduseks on see, et lisandid on kallid ja gaas vabaneb üldiselt reaktsiooni ajal.

2.6 Süstevormimine
Plastist toodete vormimisel ja metallvormide vormimisel on pikka aega kasutatud sissepritsevormi. See protsess kasutab termoplastiliste orgaaniliste ainete madala temperatuuriga kõvenemist või termoatseeriva orgaaniliste ainete kõrge temperatuuriga kõvenemist. Pulber ja orgaaniline kandur segatakse spetsiaalse segamisseadmega ja süstitakse seejärel hallitusse kõrge rõhu all (kümned sadadele MPA -le). Suure vormimisrõhu tõttu on saadud toorikutel täpsed mõõtmed, kõrge sujuvus ja kompaktne struktuur; Spetsiaalsete vormimisseadmete kasutamine parandab oluliselt tootmise tõhusust.

1970. aastate lõpus ja 1980ndate alguses rakendati süstimisvormimisprotsess keraamiliste osade vormimiseks. See protsess mõistab viljatute materjalide plastvormimist, lisades suures koguses orgaanilisi aineid, mis on tavaline keraamiline plastvormimisprotsess. Süstimisvormimistehnoloogias, lisaks termoplastiliste orgaaniliste orgaanide (näiteks polüetüleeni, polüstüreeni), termosetting orgaaniliste ainete (näiteks epoksüvaik, fenoolse vaigu) kasutamisele või vees lahustuvate polümeeridena on peamine sideaine, mis on vajalik lisada teatud koguseid protsessiabide, näiteks plastifitseerimise, näiteks pangete parandamiseks, parandada keraamikaid, näiteks kehtijaid ja haakeseadmeid, parandasid keraamikaid ja haakumisvöökide parandamist. vormitud keha.

Sissepritsevormimisprotsessis on kõrge automatiseerimise ja vormimise täpse suuruse eelised. Kuid süstevormiga keraamiliste osade rohelise keha orgaaniline sisaldus on koguni 50VOL%. Nende orgaaniliste ainete kõrvaldamine järgnevas paagutamisprotsessis kulub kaua, isegi mitu päeva kümnete päevadeni, ja kvaliteedivefekte on lihtne põhjustada.

2.7 Kolloidne süstimisvormimine
Suure hulga orgaaniliste ainete probleemide lahendamiseks ja raskuste raskuste kõrvaldamiseks traditsioonilises süstimisvormimisprotsessis pakkus Tsinghua ülikool loovalt välja uue keraamika kolloidse süstimisvormimise protsessi ja töötas iseseisvalt välja kolloidse süstimise vormingu prototüübi, et realiseerida vedada keraamilise lämmastiku süstimist. moodustamine.

Põhiidee on ühendada kolloidne vormimine sissepritsevormimisega, kasutades patenteeritud sissepritseseadmeid ja uut kõvenemistehnoloogiat, mida pakub kolloidne tahkumisvormimisprotsess. See uus protsess kasutab vähem kui 4wt% orgaanilistest ainetest. Veepõhises suspensioonis kasutatakse väikest kogust orgaanilisi monomeerisid või orgaanilisi ühendeid orgaaniliste monomeeride polümerisatsiooni kiireks indutseerimiseks pärast vormi süstimist orgaanilise võrgu luustiku moodustamiseks, mis ümbritseb ühtlaselt keraamilist pulbrit. Nende hulgas pole mitte ainult degüümimise aeg vähenenud, vaid ka diferentsiaali purunemise võimalus on oluliselt vähenenud.

Keraamika ja kolloidse vormimise vahel on tohutu erinevus. Peamine erinevus on see, et esimene kuulub plastvormimise kategooriasse ja viimane kuulub läga vormimisse, see tähendab, et läga pole plastilisust ja see on viljatu materjal. Kuna läga pole kolloidse vormimise plastilisust, ei saa kasutada traditsioonilist keraamilise süstimise vormimise ideed. Kui kolloidne vormimine on kombineeritud süstimisvormimisega, realiseeritakse keraamiliste materjalide kolloidne süstevormimine, kasutades patenteeritud sissepritsevahendeid ja uut kõvenemistehnoloogiat, mida pakuvad kolloidsed situ-vormid.

Keraamika kolloidse süstimisvormimise uus protsess erineb üldisest kolloidsest vormimisest ja traditsioonilisest sissepritsevormimisest. Kõrge vormi automatiseerimise eeliseks on kolloidse vormimisprotsessi kvalitatiivne sublimatsioon, millest saab lootus kõrgtehnoloogia keraamika industrialiseerimiseks.