Deviņi cirkonija keramikas precīzijas liešanas procesi

Deviņi cirkonija keramikas precīzijas liešanas procesi
Formēšanas procesam ir sasaistes loma visā keramikas materiālu sagatavošanas procesā, un tas ir galvenais, lai nodrošinātu keramikas materiālu un komponentu veiktspējas uzticamību un ražošanas atkārtojamību.
Attīstoties sabiedrībai, tradicionālās keramikas tradicionālā roku mīcīšanas metode, riteņu formēšanas metode, šuvju metode utt. vairs nespēj apmierināt mūsdienu sabiedrības vajadzības pēc ražošanas un pilnveidošanas, tāpēc radās jauns liešanas process.ZrO2 smalkās keramikas materiāli tiek plaši izmantoti šādos 9 liešanas procesos (2 veidu sausās metodes un 7 veidu mitrās metodes):

1. Sausā formēšana

1.1 Sausā presēšana

Sausā presēšana izmanto spiedienu, lai iespiestu keramikas pulveri noteiktā korpusa formā.Tās būtība ir tāda, ka ārēja spēka iedarbībā pulvera daļiņas veidnē tuvojas viena otrai un tiek stingri apvienotas ar iekšējo berzi, lai saglabātu noteiktu formu.Galvenais sausi presēto zaļo ķermeņu defekts ir izslāņošanās, kas rodas iekšējās berzes dēļ starp pulveriem un berzes starp pulveriem un pelējuma sieniņu, kā rezultātā korpusa iekšienē rodas spiediena zudums.

Sausās presēšanas priekšrocības ir tādas, ka zaļā korpusa izmērs ir precīzs, darbība ir vienkārša un ir ērti realizēt mehanizētu darbību;mitruma un saistvielas saturs zaļajā sausajā presē ir mazāks, un žūšanas un apdedzināšanas saraušanās ir maza.To galvenokārt izmanto vienkāršu formu izstrādājumu veidošanai, un malu attiecība ir maza.Paaugstinātās ražošanas izmaksas, ko izraisa pelējuma nodilums, ir sausās presēšanas trūkums.

1.2 Izostatiskā presēšana

Izostatiskā presēšana ir īpaša formēšanas metode, kas izstrādāta uz tradicionālās sausās presēšanas bāzes.Tas izmanto šķidruma transmisijas spiedienu, lai vienmērīgi piespiestu pulveri elastīgajā veidnē no visiem virzieniem.Šķidruma iekšējā spiediena konsekvences dēļ pulverim ir vienāds spiediens visos virzienos, tāpēc var izvairīties no zaļā ķermeņa blīvuma atšķirības.

Izostatiskā presēšana ir sadalīta mitrā maisa izostatiskajā presēšanā un sausā maisa izostatiskajā presēšanā.Mitrā maisa izostatiskā presēšana var veidot produktus ar sarežģītām formām, taču tā var darboties tikai ar pārtraukumiem.Sausā maisa izostatiskā presēšana var realizēt automātisku nepārtrauktu darbību, bet var veidot tikai produktus ar vienkāršu formu, piemēram, kvadrātveida, apaļu un cauruļveida šķērsgriezumu.Izostatiskā presēšana var iegūt viendabīgu un blīvu zaļu korpusu ar nelielu degšanas saraušanos un vienmērīgu saraušanos visos virzienos, taču iekārta ir sarežģīta un dārga, un ražošanas efektivitāte nav augsta, un tā ir piemērota tikai materiālu ražošanai ar speciālu. prasībām.

2. Mitrā formēšana

2.1 Šuves
Šuvju liešanas process ir līdzīgs lentes liešanai, atšķirība ir tāda, ka formēšanas process ietver fizikālo dehidratācijas procesu un ķīmiskās koagulācijas procesu.Fiziskā dehidratācija noņem ūdeni no suspensijas, izmantojot porainās ģipša veidnes kapilāru darbību.Ca2+, kas rodas, izšķīdinot virsmas CaSO4, palielina vircas jonu stiprumu, kā rezultātā notiek vircas flokulācija.
Fiziskās dehidratācijas un ķīmiskās koagulācijas rezultātā keramikas pulvera daļiņas tiek nogulsnētas uz ģipša veidnes sienas.Šuve ir piemērota liela izmēra keramikas detaļu ar sarežģītām formām sagatavošanai, bet zaļā korpusa kvalitāte, ieskaitot formu, blīvumu, izturību utt., Ir slikta, strādnieku darba intensitāte ir augsta un tā nav piemērota. automatizētām darbībām.

2.2. Karstā liešana
Karstā liešana ir keramikas pulvera sajaukšana ar saistvielu (parafīnu) salīdzinoši augstā temperatūrā (60 ~ 100 ℃), lai iegūtu vircu karstajai liešanai.Suspensija tiek ievadīta metāla veidnē saspiesta gaisa iedarbībā, un spiediens tiek uzturēts.Atdzesēšana, izņemšana no formas, lai iegūtu vaska sagatavi, vaska sagatave tiek atsvaidzināta, aizsargājot inertu pulveri, lai iegūtu zaļu korpusu, un zaļais korpuss tiek saķepināts augstā temperatūrā, lai kļūtu par porcelānu.

Zaļajam korpusam, ko veido karstā liešana, ir precīzi izmēri, vienāda iekšējā struktūra, mazāks pelējuma nodilums un augsta ražošanas efektivitāte, un tas ir piemērots dažādām izejvielām.Stingri jākontrolē vaska vircas un veidnes temperatūra, pretējā gadījumā tas izraisīs iesmidzināšanu vai deformāciju, tāpēc tas nav piemērots lielu detaļu ražošanai, un divpakāpju apdedzināšanas process ir sarežģīts un enerģijas patēriņš ir augsts.

2.3 Lentes liešana
Lentes liešana ir pilnībā sajaukt keramikas pulveri ar lielu daudzumu organisko saistvielu, plastifikatoru, disperģētāju utt., lai iegūtu plūstošu viskozu vircu, pievienotu vircu liešanas iekārtas piltuvē un izmantot skrāpi, lai kontrolētu biezumu.Caur padeves sprauslu tas izplūst uz konveijera lenti, un pēc žāvēšanas tiek iegūta plēves sagatave.

Šis process ir piemērots plēves materiālu sagatavošanai.Lai iegūtu labāku elastību, tiek pievienots liels daudzums organisko vielu, un procesa parametri ir stingri jākontrolē, pretējā gadījumā tas viegli radīs tādus defektus kā lobīšanās, svītras, zema plēves izturība vai sarežģīta lobīšanās.Izmantotās organiskās vielas ir toksiskas un radīs vides piesārņojumu, un, lai samazinātu vides piesārņojumu, pēc iespējas jāizmanto netoksiska vai mazāk toksiska sistēma.

2.4 Gēla iesmidzināšana
Gēla iesmidzināšanas liešanas tehnoloģija ir jauns koloidāls ātras prototipēšanas process, ko pirmo reizi izgudroja pētnieki Oak Ridge National Laboratory 90. gadu sākumā.Tās pamatā ir organisko monomēru šķīdumu izmantošana, kas polimerizējas augstas stiprības, sāniski savienotos polimēra-šķīdinātāja gēlos.

Keramikas pulvera virca, kas izšķīdināta organisko monomēru šķīdumā, tiek izlieta veidnē, un monomēru maisījums polimerizējas, veidojot želeju.Tā kā sāniski saistītais polimērs-šķīdinātājs satur tikai 10–20% (masas daļa) polimēru, šķīdinātāju no gēla daļas ir viegli noņemt ar žāvēšanas posmu.Tajā pašā laikā polimēru sānu savienojuma dēļ polimēri nevar migrēt kopā ar šķīdinātāju žāvēšanas procesā.

Šo metodi var izmantot vienfāzes un kompozītmateriālu keramikas detaļu ražošanai, kas var veidot sarežģītas formas, gandrīz tīkla izmēra keramikas detaļas, un tās zaļā izturība ir 20–30 Mpa vai vairāk, un tās var pārstrādāt.Šīs metodes galvenā problēma ir tāda, ka embrija ķermeņa saraušanās ātrums blīvēšanas procesā ir salīdzinoši augsts, kas viegli noved pie embrija ķermeņa deformācijas;dažiem organiskajiem monomēriem ir skābekļa inhibīcija, kas izraisa virsmas lobīšanos un nokrišanu;temperatūras izraisīta organiskā monomēra polimerizācijas procesa dēļ, izraisot Temperatūras skūšanās izraisa iekšēju spriegumu, kas izraisa sagataves saplīst un tā tālāk.

2.5 Tiešās cietināšanas iesmidzināšanas formēšana
Tiešās cietināšanas iesmidzināšanas formēšana ir ETH Cīrihes izstrādāta liešanas tehnoloģija: šķīdinātājs ūdens, keramikas pulveris un organiskās piedevas ir pilnībā sajauktas, veidojot elektrostatiski stabilu, zemas viskozitātes, augstu cietvielu saturu, ko var mainīt, pievienojot vircas pH vai ķīmiskas vielas. kas palielina elektrolīta koncentrāciju, tad virca tiek ievadīta neporainā veidnē.

Kontrolējiet ķīmisko reakciju gaitu procesa laikā.Reakcija pirms iesmidzināšanas tiek veikta lēni, vircas viskozitāte tiek uzturēta zema, un reakcija tiek paātrināta pēc iesmidzināšanas formēšanas, virca sacietē un šķidrā virca tiek pārveidota par cietu ķermeni.Iegūtajam zaļajam korpusam ir labas mehāniskās īpašības un stiprība var sasniegt 5kPa.Zaļais korpuss tiek demontēts, žāvēts un saķepināts, lai izveidotu vēlamās formas keramikas daļu.

Tās priekšrocības ir tādas, ka tai nav nepieciešams vai ir nepieciešams tikai neliels daudzums organisko piedevu (mazāk par 1%), zaļā ķermeņa nav jāattauko, zaļā ķermeņa blīvums ir vienmērīgs, relatīvais blīvums ir augsts (55% ~). 70%), un tas var veidot liela izmēra un sarežģītas formas keramikas detaļas.Tā trūkums ir tas, ka piedevas ir dārgas, un reakcijas laikā parasti izdalās gāze.

2.6. Iesmidzināšana
Iesmidzināšana jau sen ir izmantota plastmasas izstrādājumu liešanā un metāla veidņu liešanā.Šajā procesā tiek izmantota termoplastisko organisko vielu sacietēšana zemā temperatūrā vai termoreaktīvo vielu sacietēšana augstā temperatūrā.Pulveris un organiskais nesējs tiek sajaukts īpašā maisīšanas iekārtā un pēc tam ievadīts veidnē ar augstu spiedienu (desmitiem līdz simtiem MPa).Pateicoties lielajam formēšanas spiedienam, iegūtajām sagatavēm ir precīzi izmēri, augsts gludums un kompakta struktūra;speciālu formēšanas iekārtu izmantošana ievērojami uzlabo ražošanas efektivitāti.

70. gadu beigās un 80. gadu sākumā iesmidzināšanas liešanas process tika piemērots keramikas detaļu liešanai.Šis process realizē neauglīgu materiālu plastmasas liešanu, pievienojot lielu daudzumu organisko vielu, kas ir parasts keramikas plastmasas liešanas process.Inžektorliešanas tehnoloģijā papildus termoplastisko organisko vielu (piemēram, polietilēna, polistirola), termoreaktīvo organisko vielu (piemēram, epoksīdsveķu, fenola sveķu) vai ūdenī šķīstošo polimēru izmantošanai kā galvenā saistviela ir jāpievieno noteikti procesa daudzumi. palīglīdzekļi, piemēram, plastifikatori, smērvielas un savienošanas līdzekļi, lai uzlabotu keramikas iesmidzināšanas suspensijas plūstamību un nodrošinātu iesmidzināšanas formas korpusa kvalitāti.

Iesmidzināšanas formēšanas procesa priekšrocības ir augsta automatizācijas pakāpe un precīzs formēšanas sagataves izmērs.Tomēr organisko vielu saturs iesmidzināšanas formas keramikas detaļu zaļajā korpusā ir pat 50 tilp.Šo organisko vielu izvadīšana turpmākajā saķepināšanas procesā prasa ilgu laiku, pat vairākas dienas līdz desmitiem dienu, un ir viegli radīt kvalitātes defektus.

2.7. Koloidālā iesmidzināšana
Lai atrisinātu problēmas, kas saistītas ar lielo pievienoto organisko vielu daudzumu un grūtību novēršanu tradicionālā iesmidzināšanas procesā, Tsinghua Universitāte radoši ierosināja jaunu keramikas koloidālās iesmidzināšanas formēšanas procesu un neatkarīgi izstrādāja koloidālās iesmidzināšanas formēšanas prototipu. realizēt neauglīgas keramikas vircas iesmidzināšanu.Formēšana.

Pamatideja ir apvienot koloidālo formēšanu ar iesmidzināšanu, izmantojot patentētu iesmidzināšanas aprīkojumu un jaunu konservēšanas tehnoloģiju, ko nodrošina koloidālās in situ cietināšanas formēšanas process.Šis jaunais process izmanto mazāk nekā 4 masas % organisko vielu.Neliels daudzums organisko monomēru vai organisko savienojumu ūdens bāzes suspensijā tiek izmantots, lai pēc injekcijas veidnē ātri izraisītu organisko monomēru polimerizāciju, veidojot organisko tīkla karkasu, kas vienmērīgi apvij keramikas pulveri.Tostarp ir ne tikai ievērojami saīsināts atseguma noņemšanas laiks, bet arī ievērojami samazināta atsveķojuma plaisāšanas iespēja.

Pastāv milzīga atšķirība starp keramikas iesmidzināšanu un koloidālo formēšanu.Galvenā atšķirība ir tā, ka pirmā pieder pie plastmasas liešanas kategorijas, bet otrā - pie vircas formēšanas, tas ir, vircai nav plastiskuma un tā ir neauglīgs materiāls.Tā kā vircai nav plastiskuma koloidālajā formēšanā, tradicionālo ideju par keramikas iesmidzināšanu nevar pieņemt.Ja koloidālo formēšanu apvieno ar iesmidzināšanu, keramikas materiālu koloidālā iesmidzināšana tiek realizēta, izmantojot patentētu iesmidzināšanas aprīkojumu un jaunu konservēšanas tehnoloģiju, ko nodrošina koloidālais in-situ formēšanas process.

Jaunais keramikas koloidālās iesmidzināšanas formēšanas process atšķiras no vispārējās koloidālās formēšanas un tradicionālās iesmidzināšanas.Augstas liešanas automatizācijas pakāpes priekšrocība ir kvalitatīva koloidālās formēšanas procesa sublimācija, kas kļūs par cerību augsto tehnoloģiju keramikas industrializācijai.