Níu nákvæmnismótunarferli fyrir sirkon keramik
Mótunarferlið gegnir tengingarhlutverki í öllu undirbúningsferli keramikefna og er lykillinn að því að tryggja frammistöðuáreiðanleika og endurtekningarhæfni framleiðslu keramikefna og íhluta.
Með þróun samfélagsins getur hefðbundin handhnoðunaraðferð, hjólformunaraðferð, fúgunaraðferð osfrv. hefðbundinna keramik ekki lengur mætt þörfum nútímasamfélags fyrir framleiðslu og fágun, þannig að nýtt mótunarferli fæddist.ZrO2 fínt keramikefni er mikið notað í eftirfarandi 9 tegundum mótunarferla (2 gerðir af þurrum aðferðum og 7 gerðir af blautum aðferðum):
1. Þurr mótun
1.1 Þurrpressun
Þurrpressun notar þrýsting til að þrýsta keramikdufti í ákveðna lögun líkamans.Kjarni þess er sá að undir áhrifum utanaðkomandi krafts nálgast duftagnirnar hver aðra í mótinu og eru þétt sameinuð með innri núningi til að viðhalda ákveðinni lögun.Helsti gallinn í þurrpressuðum grænum kroppum er spalling, sem stafar af innri núningi milli duftanna og núningi milli dufts og mótveggsins, sem veldur þrýstingstapi inni í líkamanum.
Kostir þurrpressunar eru að stærð græna líkamans er nákvæm, aðgerðin er einföld og það er þægilegt að átta sig á vélrænni aðgerð;innihald raka og bindiefnis í grænu þurrpressunni er minna og þurrkunar- og brennslurýrnunin er lítil.Það er aðallega notað til að mynda vörur með einföldum formum og stærðarhlutfallið er lítið.Aukinn framleiðslukostnaður af völdum moldslits er ókosturinn við þurrpressun.
1.2 Ísóstatísk pressun
Isostatic pressing er sérstök mótunaraðferð þróuð á grundvelli hefðbundinnar þurrpressunar.Það notar vökvaflutningsþrýsting til að beita þrýstingi jafnt á duftið inni í teygjumótinu úr öllum áttum.Vegna samkvæmni innri þrýstings vökvans ber duftið sama þrýsting í allar áttir, þannig að hægt er að forðast mismun á þéttleika græna líkamans.
Jafnstöðupressun skiptist í jafnstöðuþrýsting í blautum poka og jafnstöðuþrýstingi með þurrpoka.Jafnstöðuþrýstingur í blautum poka getur myndað vörur með flókin lögun, en hún getur aðeins virkað með hléum.Jafnstöðuþrýstingur með þurrpoka getur gert sér grein fyrir sjálfvirkri samfelldri notkun, en getur aðeins myndað vörur með einföldum formum eins og ferningur, kringlótt og pípulaga þversnið.Ísóstatísk pressun getur fengið einsleitan og þéttan grænan líkama, með lítilli brennslurýrnun og samræmda rýrnun í allar áttir, en búnaðurinn er flókinn og dýr og framleiðsluhagkvæmni er ekki mikil og það er aðeins hentugur til framleiðslu á efnum með sérstökum kröfur.
2. Blaut mótun
2.1 Fúgun
Mótunarferlið er svipað og borðsteypu, munurinn er sá að mótunarferlið felur í sér líkamlegt þurrkunarferli og efnastorknunarferli.Líkamleg ofþornun fjarlægir vatnið í grugglausninni með háræðavirkni gljúpa gifsmótsins.Ca2+ sem myndast við upplausn CaSO4 yfirborðsins eykur jónastyrk gruggleysunnar, sem leiðir til flokkunar gruggleysunnar.
Undir virkni líkamlegrar þurrkunar og efnastorknunar eru keramikduftagnirnar settar á gifsmótvegginn.Fúgun er hentugur til að undirbúa stórfellda keramikhluta með flóknum formum, en gæði græna líkamans, þar með talið lögun, þéttleiki, styrkur osfrv., eru léleg, vinnustyrkur starfsmanna er mikill og það er ekki hentugur fyrir sjálfvirkar aðgerðir.
2.2 Heitt steypa
Heitt deyjasteypa er að blanda keramikdufti við bindiefni (paraffín) við tiltölulega háan hita (60 ~ 100 ℃) til að fá slurry fyrir heitt deyjasteypu.Grindunni er sprautað í málmmótið undir áhrifum þjappaðs lofts og þrýstingurinn er viðhaldið.Kæling, mótun til að fá vaxefni, vaxblandið er afvaxað undir vernd óvirks dufts til að fá grænan líkama og græni líkaminn er hertur við háan hita til að verða postulíni.
Græni líkaminn sem myndaður er með heitri deyjasteypu hefur nákvæmar stærðir, samræmda innri uppbyggingu, minna moldslit og mikil framleiðsluhagkvæmni og er hentugur fyrir ýmis hráefni.Nauðsynlegt er að hafa strangt eftirlit með hitastigi vaxgrindarinnar og mótsins, annars veldur það undirsprautun eða aflögun, þannig að það er ekki hentugur til framleiðslu á stórum hlutum og tveggja þrepa brennsluferlið er flókið og orkunotkunin er mikil.
2.3 Límbandsteypa
Teipsteypa er að blanda keramikdufti að fullu saman við mikið magn af lífrænum bindiefnum, mýkingarefnum, dreifiefnum o.s.frv. til að fá flæðandi seigfljótandi slurry, bæta grjótinu í steypuvélina og nota sköfu til að stjórna þykktinni.Það rennur út í færibandið í gegnum fóðrunarstútinn og filmueyðan er fengin eftir þurrkun.
Þetta ferli er hentugur til að undirbúa filmuefni.Til þess að ná betri sveigjanleika er miklu magni af lífrænum efnum bætt við og nauðsynlegt er að vinnslubreytur séu stranglega stjórnaðar, annars veldur það auðveldlega galla eins og flögnun, rákir, lágan filmustyrk eða erfiða flögnun.Lífræna efnið sem notað er er eitrað og mun valda umhverfismengun og nota skal óeitrað eða minna eitrað kerfi eins mikið og hægt er til að draga úr umhverfismengun.
2.4 Gelsprautumótun
Hlaupsprautumótunartækni er nýtt hraðfrumgerðaferli kvoða sem fyrst var fundið upp af vísindamönnum við Oak Ridge National Laboratory snemma á tíunda áratugnum.Kjarni þess er notkun lífrænna einliðalausna sem fjölliðast í hástyrk, hliðartengd fjölliða-leysigel.
Grugglausn af keramikdufti leyst upp í lausn af lífrænum einliða er steypt í mót og einliðablandan fjölliðar til að mynda hlaupinn hluta.Þar sem hliðtengdi fjölliða-leysirinn inniheldur aðeins 10%–20% (massahlutfall) fjölliðu, er auðvelt að fjarlægja leysið úr hlauphlutanum með þurrkunarskrefum.Á sama tíma, vegna hliðartengingar fjölliðanna, geta fjölliðurnar ekki flutt með leysinum meðan á þurrkunarferlinu stendur.
Þessa aðferð er hægt að nota til að framleiða einfasa og samsetta keramikhluta, sem geta myndað flókna keramikhluta, hálfnettóstærð, og grænn styrkur þess er allt að 20-30Mpa eða meira, sem hægt er að endurvinna.Helsta vandamál þessarar aðferðar er að rýrnunarhraði fósturvísislíkamans er tiltölulega hátt meðan á þéttingarferlinu stendur, sem auðveldlega leiðir til aflögunar fósturlíkamans;sumar lífrænar einliða hafa súrefnishömlun, sem veldur því að yfirborðið flagnar og dettur af;vegna hitastigs völdum lífrænum einliða fjölliðunarferli, sem veldur Hitastigsrakstur leiðir til tilvistar innri streitu, sem veldur því að eyðurnar brotna og svo framvegis.
2.5 Bein storknun sprautumótun
Bein storknun sprautumótun er mótunartækni þróuð af ETH Zurich: leysivatni, keramikdufti og lífrænum aukefnum er að fullu blandað saman til að mynda rafstöðugleika, lágseigju, háfast efnislausn, sem hægt er að breyta með því að bæta við slurry pH eða kemísk efni sem eykur styrk raflausna, þá er grugglausninni sprautað í mold sem ekki er gljúpt.
Stjórna framvindu efnahvarfa meðan á ferlinu stendur.Hvarfið fyrir sprautumótun fer hægt fram, seigju grugglausnarinnar er haldið lágri og hvarfinu er hraðað eftir sprautumótun, grjótburðurinn storknar og vökvalausnin er umbreytt í fastan líkama.Græni líkaminn sem fæst hefur góða vélræna eiginleika og styrkurinn getur náð 5kPa.Græni bolurinn er tekinn úr forminu, þurrkaður og hertur til að mynda keramikhluta með æskilegri lögun.
Kostir þess eru að það þarf ekki eða aðeins þarf lítið magn af lífrænum aukefnum (minna en 1%), græni líkaminn þarf ekki að vera fituhreinsandi, græni líkaminn er einsleitur, hlutfallslegur þéttleiki er hár (55%~ 70%), og það getur myndað stóra og flókna keramikhluta.Ókostur þess er að aukefnin eru dýr og gas losnar almennt við hvarfið.
2.6 Sprautumótun
Sprautumótun hefur lengi verið notuð við mótun á plastvörum og mótun málmmóta.Þetta ferli notar lághitameðferð á hitaþjálu lífrænum efnum eða háhitameðferð á hitastillandi lífrænum efnum.Duftinu og lífræna burðarefninu er blandað saman í sérstökum blöndunarbúnaði og síðan sprautað í mótið undir háum þrýstingi (tugir til hundruð MPa).Vegna mikils mótunarþrýstings hafa eyðublöðin sem fengust nákvæmar stærðir, mikla sléttleika og samninga uppbyggingu;Notkun sérstakra mótunarbúnaðar bætir framleiðslu skilvirkni til muna.
Seint á áttunda áratugnum og snemma á níunda áratugnum var sprautumótunarferlið beitt við mótun keramikhluta.Þetta ferli gerir sér grein fyrir plastmótun hrjóstrugra efna með því að bæta við miklu magni af lífrænum efnum, sem er algengt keramik plastmótunarferli.Í sprautumótunartækni, auk þess að nota hitaþjálu lífræn efni (eins og pólýetýlen, pólýstýren), hitastillandi lífræn efni (eins og epoxý plastefni, fenól plastefni), eða vatnsleysanlegar fjölliður sem aðal bindiefni, er nauðsynlegt að bæta við ákveðnu magni af ferlinu. hjálpartæki eins og mýkiefni, smurefni og tengiefni til að bæta vökva keramiksprautuflausnar og tryggja gæði sprautumótaðs líkamans.
Sprautumótunarferlið hefur þá kosti að vera mikilli sjálfvirkni og nákvæmri stærð mótunareyðisins.Hins vegar er lífræna innihaldið í grænum hluta sprautumótaðra keramikhluta allt að 50 vol%.Það tekur langan tíma, jafnvel nokkra daga upp í tugi daga, að útrýma þessum lífrænu efnum í síðara hertuferlinu og auðvelt er að valda gæðagöllum.
2.7 Colloidal sprautumótun
Til að leysa vandamálin vegna mikils magns lífræns efnis sem bætt er við og erfiðleikana við að útrýma erfiðleikunum í hefðbundnu sprautumótunarferli, lagði Tsinghua háskóli skapandi fram nýtt ferli fyrir kolloidal sprautumótun keramik og þróaði sjálfstætt frumgerð kolloidal sprautumótunar. að átta sig á innspýtingu á hrjóstrugri keramiklausn.myndast.
Grunnhugmyndin er að sameina kvoðumótun og sprautumótun, með því að nota sérinnsprautunarbúnað og nýja hertunartækni sem fylgir kvoðamótunarferlinu á staðnum.Þetta nýja ferli notar minna en 4wt.% af lífrænu efni.Lítið magn af lífrænum einliðum eða lífrænum efnasamböndum í sviflausninni sem byggir á vatni er notað til að örva fljótt fjölliðun lífrænna einliða eftir inndælingu í mótið til að mynda lífræna netbeinagrind sem umlykur keramikduftið jafnt.Meðal þeirra styttist ekki aðeins tími degumming til muna, heldur er möguleikinn á sprungum á degumming einnig mjög minni.
Það er gríðarlegur munur á sprautumótun keramik og kolloidal mótun.Aðalmunurinn er sá að hið fyrrnefnda tilheyrir flokki plastmótunar og hið síðarnefnda tilheyrir slurry mótun, það er að slurryn hefur enga mýkt og er hrjóstrugt efni.Vegna þess að slurryn hefur enga mýkt í kvoðumótun er ekki hægt að samþykkja hefðbundna hugmynd um keramiksprautumótun.Ef kvoðamótun er sameinuð sprautumótun, er kvoðasprautun á keramikefnum að veruleika með því að nota sér innspýtingarbúnað og nýja hertunartækni sem veitt er með kvoðumótunarferli á staðnum.
Nýja ferlið við kvoða innspýtingarmótun á keramik er frábrugðið almennri kvoðumótun og hefðbundinni sprautumótun.Kosturinn við mikla sjálfvirkni mótunar er eigindleg sublimation á kolloidal mótunarferlinu, sem verður vonin um iðnvæðingu hátæknikeramik.
Birtingartími: 18-jan-2022