Zirkonya seramiklerinin dokuz hassas kalıplama işlemi
Kalıplama işlemi, seramik malzemelerin tüm hazırlama sürecinde bir bağlantı rolü oynar ve seramik malzemelerin ve bileşenlerin performans güvenilirliğini ve üretim tekrarlanabilirliğini sağlamanın anahtarıdır.
Toplumun gelişimi, geleneksel el-yoğurma yöntemi, tekerlek oluşturma yöntemi, harç yöntemi, vb. Geleneksel seramiklerin artık modern toplumun üretim ve iyileştirme için ihtiyaçlarını karşılayamıyor, bu nedenle yeni bir kalıplama süreci doğdu. ZRO2 İnce Seramik Malzemeleri, aşağıdaki 9 tür kalıplama işleminde yaygın olarak kullanılmaktadır (2 tip kuru yöntem ve 7 tip ıslak yöntem):
1. Kuru kalıplama
1.1 Kuru Presleme
Kuru presleme, seramik tozunu vücudun belirli bir şekline basmak için basınç kullanır. Özü, dış kuvvetin etkisi altında, toz parçacıklarının kalıpta birbirlerine yaklaşması ve belirli bir şekli korumak için iç sürtünme ile sıkıca birleştirilmesidir. Kuru preslenmiş yeşil cisimlerdeki ana kusur, tozlar arasındaki iç sürtünme ve tozlar ve kalıp duvarı arasındaki sürtünme nedeniyle, vücut içinde basınç kaybına neden olan spallasyondur.
Kuru preslemenin avantajları, yeşil gövdenin büyüklüğünün doğru olması, operasyonun basit olması ve mekanize operasyonu gerçekleştirmek uygun olmasıdır; Yeşil kuru preslemede nem ve bağlayıcı içeriği daha azdır ve kurutma ve ateşleme büzülmesi küçüktür. Esas olarak basit şekillere sahip ürünler oluşturmak için kullanılır ve en boy oranı küçüktür. Kalıp aşınmasının neden olduğu artan üretim maliyeti, kuru preslemenin dezavantajıdır.
1.2 İzostatik presleme
İzostatik presleme, geleneksel kuru presleme temelinde geliştirilen özel bir biçimlendirme yöntemidir. Her yönden elastik kalıp içindeki toza basıncı eşit olarak uygulamak için sıvı iletim basıncı kullanır. Sıvının iç basıncının tutarlılığı nedeniyle, toz her yöne aynı basıncı taşır, bu nedenle yeşil gövdenin yoğunluğundaki farktan kaçınılabilir.
İzostatik presleme ıslak torba izostatik pres ve kuru torba izostatik presleme bölünür. Islak çanta izostatik presleme, karmaşık şekillere sahip ürünler oluşturabilir, ancak sadece aralıklı olarak çalışabilir. Kuru torba izostatik presleme otomatik sürekli çalışma sağlayabilir, ancak yalnızca kare, yuvarlak ve boru şeklindeki kesitler gibi basit şekillere sahip ürünler oluşturabilir. İzostatik presleme, küçük ateşleme büzülmesi ve her yönde düzgün büzülme ile düzgün ve yoğun bir yeşil gövde elde edebilir, ancak ekipman karmaşık ve pahalıdır ve üretim verimliliği yüksek değildir ve sadece özel gereksinimlere sahip malzemelerin üretimi için uygundur.
2. Islak Biçim
2.1 Grouting
Grouting kalıplama işlemi bant dökümüne benzer, fark kalıplama işleminin fiziksel dehidrasyon işlemi ve kimyasal pıhtılaşma işlemini içermesidir. Fiziksel dehidrasyon, gözenekli alçı kalıbının kılcal etkisi yoluyla bulamaçtaki suyu giderir. Yüzey CASO4'ün çözülmesi ile üretilen Ca2+, bulamaçın iyonik mukavemetini arttırır, bu da bulamaç flokülasyonuna neden olur.
Fiziksel dehidrasyon ve kimyasal pıhtılaşma etkisi altında, seramik toz parçacıkları alçı küf duvarına biriktirilir. Grouting, karmaşık şekillere sahip büyük ölçekli seramik parçaların hazırlanması için uygundur, ancak şekil, yoğunluk, mukavemet vb. Dahil yeşil gövdenin kalitesi zayıftır, işçilerin emek yoğunluğu yüksektir ve otomatik operasyonlar için uygun değildir.
2.2 sıcak kalıp döküm
Sıcak kalıp dökümü, sıcak kalıp dökümü için bulamaç elde etmek için seramik tozunu bağlayıcı (parafin) ile nispeten yüksek bir sıcaklıkta (60 ~ 100 ℃) karıştırmaktır. Bulamaç, basınçlı hava etkisi altında metal kalıp içine enjekte edilir ve basınç korunur. Soğutma, bir balmumu boşluğu elde etmek için, balmumu boşluğu, yeşil bir gövde elde etmek için inert bir tozun korunması altında çiğnenir ve yeşil gövde, porselen olmak için yüksek sıcaklıkta sindirilir.
Sıcak kalıp dökümünün oluşturduğu yeşil gövde, hassas boyutlara, düzgün iç yapıya, daha az küf aşınmasına ve yüksek üretim verimliliğine sahiptir ve çeşitli hammaddeler için uygundur. Balmumu bulamacının sıcaklığı ve kalıbın sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir, aksi takdirde enjeksiyon veya deformasyon altında neden olur, bu nedenle büyük parçaların üretilmesi için uygun değildir ve iki aşamalı ateşleme işlemi karmaşıktır ve enerji tüketimi yüksektir.
2.3 Bant döküm
Bant döküm, seramik tozunu büyük miktarda organik bağlayıcı, plastikleştiriciler, dağıtıcılar vb. İle tamamen karıştırmaktır. Akıcı bir viskoz bulamaç elde etmek, bulamaç döküm makinesinin haznesine eklemek ve kalınlığı kontrol etmek için bir kazıyıcı kullanmaktır. Besleme memesi yoluyla konveyör bandına akar ve kurutulduktan sonra boşluk boşaltılır.
Bu işlem film malzemelerinin hazırlanması için uygundur. Daha iyi esneklik elde etmek için büyük miktarda organik madde eklenir ve işlem parametrelerinin sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir, aksi takdirde soyma, çizgiler, düşük film gücü veya zor soyma gibi kusurlara kolayca neden olur. Kullanılan organik madde toksiktir ve çevre kirliliğine neden olur ve çevre kirliliğini azaltmak için mümkün olduğunca toksik olmayan veya daha az toksik olmayan bir sistem kullanılmalıdır.
2.4 Jel Enjeksiyon Kalıplama
Jel enjeksiyon kalıplama teknolojisi, ilk olarak 1990'ların başında Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar tarafından icat edilen yeni bir kolloidal hızlı prototipleme işlemidir. Özünde, yüksek mukavemetli, lateral olarak bağlantılı polimer-çözücü jellere polimerize olan organik monomer çözeltilerin kullanılmasıdır.
Organik monomerlerin bir çözeltisi içinde çözünmüş bir seramik tozu bulamaç bir kalıpta dökülür ve monomer karışımı jelleşmiş bir parça oluşturmak için polimerize olur. Lateral olarak bağlantılı polimer-çözücü sadece% 10-% 20 (kütle fraksiyonu) polimer içerdiğinden, çözücüyü bir kurutma aşaması ile jel parçasından çıkarmak kolaydır. Aynı zamanda, polimerlerin lateral bağlantısı nedeniyle, polimerler kurutma işlemi sırasında çözücü ile göç edemezler.
Bu yöntem, karmaşık şekilli, yarı net büyüklüğünde seramik parçalar oluşturabilen tek fazlı ve kompozit seramik parçaları üretmek için kullanılabilir ve yeşil mukavemeti, yeniden işlenebilen 20-30MPa veya daha yüksektir. Bu yöntemin temel sorunu, yoğunlaştırma işlemi sırasında embriyo gövdesinin büzülme oranının nispeten yüksek olmasıdır, bu da embriyo gövdesinin deformasyonuna yol açar; Bazı organik monomerler, yüzeyin soyulmasına ve düşmesine neden olan oksijen inhibisyonuna sahiptir; Sıcaklığa bağlı organik monomer polimerizasyon işlemi nedeniyle, sıcaklık tıraşlarına neden olur, bu da boşlukların kırılmasına neden olan iç stresin varlığına yol açar.
2.5 Doğrudan katılaşma enjeksiyon kalıplama
Doğrudan katılaşma enjeksiyon kalıplama, ETH Zürih tarafından geliştirilen bir kalıplama teknolojisidir: solvent suyu, seramik tozu ve organik katkı maddeleri, elektrodu pH veya elektrolit konsantrasyonunu arttıran kimyasallar ilave edilerek değiştirilebilen elektrostatik olarak stabil, düşük viskoziteli, yüksek-katı içerik bulamaç oluşturmak için tamamen karıştırılır, daha sonra bu slurrik bir kalıp içine girilir.
İşlem sırasında kimyasal reaksiyonların ilerlemesini kontrol edin. Enjeksiyon kalıplamadan önceki reaksiyon yavaşça gerçekleştirilir, bulamaç viskozitesi düşük tutulur ve reaksiyon enjeksiyon kalıplamasından sonra hızlanır, bulamaç katılaşır ve sıvı bulamaç katı bir gövdeye dönüştürülür. Elde edilen yeşil gövde iyi mekanik özelliklere sahiptir ve mukavemet 5kpa'ya ulaşabilir. Yeşil gövde, istenen şeklin seramik bir parçasını oluşturmak için yıkılır, kurutulur ve sindirilir.
Avantajları, sadece az miktarda organik katkı maddesine ihtiyaç duymadığı veya ihtiyaç duymadığı (%1'den az), yeşil gövdenin degre edici olması gerekmez, yeşil vücut yoğunluğu düzgün, göreceli yoğunluk yüksektir (%55 ~%70) ve büyük boyutlu ve kompleks şekilli seramik parçalar oluşturabilir. Dezavantajı, katkı maddelerinin pahalı olması ve gazın genellikle reaksiyon sırasında salınmasıdır.
2.6 Enjeksiyon kalıplama
Enjeksiyon kalıplama uzun zamandır plastik ürünlerin kalıplanmasında ve metal kalıpların kalıplanmasında kullanılmaktadır. Bu işlem, termoplastik organiklerin düşük sıcaklıkta kürlenmesini veya termoset organiklerinin yüksek sıcaklıkta kürlenmesini kullanır. Toz ve organik taşıyıcı, özel bir karıştırma ekipmanında karıştırılır ve daha sonra kalıp yüksek basınç altında (onlar ila yüzlerce MPa) enjekte edilir. Büyük kalıplama basıncı nedeniyle, elde edilen boşluklar hassas boyutlara, yüksek düzgünlüğe ve kompakt yapıya sahiptir; Özel kalıplama ekipmanlarının kullanımı üretim verimliliğini büyük ölçüde artırır.
1970'lerin sonunda ve 1980'lerin başında, seramik parçaların kalıplanmasına enjeksiyon kalıplama işlemi uygulandı. Bu işlem, yaygın bir seramik plastik kalıplama işlemi olan büyük miktarda organik madde ekleyerek çorak malzemelerin plastik kalıplamasını gerçekleştirir. Enjeksiyon kalıplama teknolojisinde, termoplastik organikler (polietilen, polistiren gibi), termoset organikleri (epoksi reçine, fenolik reçine gibi) veya ana bağlayıcı olarak suda çözünür polimerler kullanmanın yanı sıra, plastikleştiriciler, yağlayıcılar ve kontrojenlerin, kalite akışkanlığını iyileştirmek için belirli miktarlarda süreç yardımları eklenmesi gerekir. vücut.
Enjeksiyon kalıplama işlemi, yüksek derecede otomasyon ve kalıplama boşluğunun hassas boyutu avantajlarına sahiptir. Bununla birlikte, enjeksiyon kalıplanmış seramik parçaların yeşil gövdesindeki organik içerik%50vol kadar yüksektir. Sonraki sinterleme sürecinde bu organik maddeleri ortadan kaldırmak için düzinelerce gün, birkaç gün bile uzun zaman alır ve kalite kusurlarına neden olmak kolaydır.
2.7 Kolloidal enjeksiyon kalıplama
Eklenen büyük miktarda organik maddenin sorunlarını ve geleneksel enjeksiyon kalıplama işlemindeki zorlukları ortadan kaldırmanın zorluğunu çözmek için Tsinghua Üniversitesi, seramiklerin kolloidal enjeksiyon kalıplaması için yeni bir süreç önerdi ve bağımsız olarak, kolloidal enjeksiyon kalıplama prototipini, bariğin enjeksiyonunu gerçekleştirmek için bir kolloidal enjeksiyon kalıplama prototipini geliştirdi. şekillendirme.
Temel fikir, tescilli enjeksiyon ekipmanı ve kolloidal yerinde katılaşma kalıplama işlemi tarafından sağlanan yeni kürleme teknolojisini kullanarak kolloidal kalıplamayı enjeksiyon kalıplamasıyla birleştirmektir. Bu yeni süreç organik maddenin% 4wt'inden daha azını kullanıyor. Su bazlı süspansiyonda az miktarda organik monomer veya organik bileşik, seramik tozunu eşit olarak saran organik bir ağ iskeleti oluşturmak için kalıba enjeksiyondan sonra organik monomerlerin polimerizasyonunu hızlı bir şekilde indüklemek için kullanılır. Bunlar arasında, sadece dejumming süresi büyük ölçüde kısaltılmış değil, aynı zamanda degummingin çatlama olasılığı da büyük ölçüde azalır.
Seramiklerin enjeksiyon kalıplaması ile kolloidal kalıplama arasında büyük bir fark vardır. Temel fark, birincisinin plastik kalıplama kategorisine ait olması ve ikincisinin bulamaç kalıplamaya ait olması, yani bulamacın plastisitesi yok ve çorak bir malzemedir. Bulamaç kolloidal kalıplamada plastisitesi olmadığından, geleneksel seramik enjeksiyon kalıplama fikri benimsenemez. Kolloidal kalıplama enjeksiyon kalıplama ile birleştirilirse, seramik malzemelerin kolloidal enjeksiyon kalıplaması, tescilli enjeksiyon ekipmanı ve kolloidal yerinde kalıplama işlemi tarafından sağlanan yeni kürleme teknolojisi kullanılarak gerçekleştirilir.
Seramiklerin yeni kolloidal enjeksiyon kalıplama işlemi, genel kolloidal kalıplama ve geleneksel enjeksiyon kalıplamasından farklıdır. Yüksek derecede kalıplama otomasyonunun avantajı, yüksek teknoloji seramiklerinin sanayileşmesi için umut haline gelecek olan kolloidal kalıplama işleminin nitel bir süblimasyonudur.
Gönderme Zamanı: Ocak-18-2022