Nege presisievormingsprosesse van Zirconia -keramiek

Nege presisievormingsprosesse van Zirconia -keramiek
Die vormproses speel 'n koppelende rol in die hele voorbereidingsproses van keramiekmateriaal, en is die sleutel tot die versekering van die prestasiebetroubaarheid en produksie -herhaalbaarheid van keramiekmateriaal en komponente.
Met die ontwikkeling van die samelewing, kan die tradisionele handknie-metode, wielvormingsmetode, groutmetode, ens. Van tradisionele keramiek nie meer aan die behoeftes van die moderne samelewing vir produksie en verfyning voldoen nie, dus is 'n nuwe vormproses gebore. Zro2 fyn keramiekmateriaal word wyd gebruik in die volgende 9 soorte vormprosesse (2 soorte droë metodes en 7 soorte nat metodes):

1. Droë vorm

1.1 Droë pers

Droë pers gebruik druk om keramiekpoeier in 'n sekere vorm van die liggaam te druk. Die wese daarvan is dat die poeierdeeltjies onder die werking van eksterne krag mekaar in die vorm nader, en stewig gekombineer word deur interne wrywing om 'n sekere vorm te behou. Die belangrikste defek in drooggeperste groen liggame is spallasie, wat te wyte is aan die interne wrywing tussen die poeiers en die wrywing tussen die poeiers en die vormwand, wat lei tot drukverlies in die liggaam.

Die voordele van droë pers is dat die grootte van die groen liggaam akkuraat is, die werking eenvoudig is, en dit is gerieflik om gemeganiseerde werking te bewerkstellig; Die inhoud van vog en bindmiddel in die groen droë pers is minder, en die droog- en skietkrimping is klein. Dit word hoofsaaklik gebruik om produkte met eenvoudige vorms te vorm, en die aspekverhouding is klein. Die verhoogde produksiekoste wat veroorsaak word deur vormdrag is die nadeel van droë pers.

1.2 Isostatiese pers

Isostatiese pers is 'n spesiale vormmetode wat ontwikkel is op grond van tradisionele droë pers. Dit maak gebruik van vloeistofoordragdruk om druk eweredig op die poeier in die elastiese vorm uit alle rigtings toe te pas. As gevolg van die konsekwentheid van die interne druk van die vloeistof, dra die poeier dieselfde druk in alle rigtings, dus kan die verskil in die digtheid van die groen liggaam vermy word.

Isostatiese pers word in nat sak isostatiese pers en droë sak isostatiese pers verdeel. Wet -sak isostatiese pers kan produkte met komplekse vorms vorm, maar dit kan net onderbroke werk. Isostatiese pers van droë sakke kan outomatiese deurlopende werking besef, maar kan slegs produkte vorm met eenvoudige vorms soos vierkantige, ronde en buisvormige dwarssnitte. Isostatiese pers kan 'n eenvormige en digte groen liggaam verkry, met klein afvuurkrimping en eenvormige krimping in alle rigtings, maar die toerusting is ingewikkeld en duur, en die produksiedoeltreffendheid is nie hoog nie, en dit is slegs geskik vir die vervaardiging van materiale met spesiale vereistes.

2. Nat vorming

2.1 GROUTING
Die vorm van die vormvorming is soortgelyk aan bandgiet, die verskil is dat die vormproses fisiese dehidrasieproses en chemiese stollingsproses insluit. Fisiese uitdroging verwyder die water in die mis deur die kapillêre werking van die poreuse gipsvorm. Die Ca2+ wat gegenereer word deur die ontbinding van die oppervlak CASO4 verhoog die ioniese sterkte van die suspensie, wat lei tot die flokkulering van die mis.
Onder die werking van fisiese uitdroging en chemiese stolling word die keramiekpoeierdeeltjies op die gipsvormwand neergesit. Grouts is geskik vir die voorbereiding van grootskaalse keramiekonderdele met komplekse vorms, maar die kwaliteit van die groen liggaam, insluitend vorm, digtheid, sterkte, ens., Is swak, die arbeidsintensiteit van werkers is groot, en dit is nie geskik vir outomatiese operasies nie.

2.2 Warm die rolverdeling
Warm gietstuk is om keramiekpoeier met bindmiddel (paraffien) by 'n relatiewe hoë temperatuur (60 ~ 100 ℃) te meng om 'n mis vir warm giet te kry. Die mis word in die metaalvorm ingespuit onder die werking van saamgeperste lug, en die druk word gehandhaaf. Afkoeling, afgebreek om 'n was leeg te kry, word die was leeg onder die beskerming van 'n inerte poeier om 'n groen liggaam te verkry, en die groen liggaam word by hoë temperatuur gesinter om porselein te word.

Die groen liggaam wat gevorm word deur warm gietstukke, het presiese afmetings, eenvormige interne struktuur, minder skimmeldrag en hoë produksiedoeltreffendheid, en is geskik vir verskillende grondstowwe. Die temperatuur van die wassmoer en die vorm moet streng beheer word, anders sal dit onder inspuiting of vervorming veroorsaak, dus is dit nie geskik vir die vervaardiging van groot dele nie, en die twee-stap-vuurproses is ingewikkeld en energieverbruik is hoog.

2.3 Tape Casting
Die giet van die band is om keramiekpoeier volledig te meng met 'n groot hoeveelheid organiese bindmiddels, weekmakers, verspreidingsmiddels, ens. Om 'n vloeibare viskose suspensie te verkry, die mis by die gietmasjien te voeg en 'n skraper te gebruik om die dikte te beheer. Dit vloei uit na die vervoerband deur die voedingspuit, en die film leeg word verkry na droging.

Hierdie proses is geskik vir die voorbereiding van filmmateriaal. Om 'n beter buigsaamheid te verkry, word 'n groot hoeveelheid organiese materiaal bygevoeg, en die prosesparameters moet streng beheer word, anders kan dit maklik defekte soos afskilfering, strepe, lae filmsterkte of moeilike afskilfering veroorsaak. Die organiese materiaal wat gebruik word, is giftig en sal omgewingsbesoedeling veroorsaak, en 'n nie-giftige of minder giftige stelsel moet soveel as moontlik gebruik word om die omgewingsbesoedeling te verminder.

2.4 Gelinspuitingvorm
Gelinspuiting -vormtegnologie is 'n nuwe kolloïdale vinnige prototiperingsproses wat eers in die vroeë negentigerjare deur navorsers by Oak Ridge National Laboratory uitgevind is. In die kern daarvan is die gebruik van organiese monomeeroplossings wat polimeriseer in hoë-sterkte, lateraal gekoppelde polimeer-oplosmiddel-gels.

'N Slurry van keramiekpoeier wat in 'n oplossing van organiese monomere opgelos is, word in 'n vorm gegiet, en die monomeermengsel polimeriseer om 'n gegelde deel te vorm. Aangesien die lateraal gekoppelde polimeer-oplosmiddel slegs 10% –20% (massa-fraksie) polimeer bevat, is dit maklik om die oplosmiddel uit die geldeel te verwyder deur 'n droogstap. As gevolg van die laterale verbinding van die polimere, kan die polimere terselfdertyd nie met die oplosmiddel tydens die droogproses migreer nie.

Hierdie metode kan gebruik word om enkelfase en saamgestelde keramiekonderdele te vervaardig, wat kompleksvormige, kwasi-nette keramiekonderdele kan vorm, en die groen sterkte daarvan is so hoog as 20-30MPa of meer, wat herverwerk kan word. Die grootste probleem van hierdie metode is dat die krimpingstempo van die embrio -liggaam relatief hoog is tydens die verdigtingsproses, wat maklik lei tot die vervorming van die embrio -liggaam; Sommige organiese monomere het suurstofinhibisie, wat veroorsaak dat die oppervlak afskil en afval; As gevolg van die temperatuur-geïnduseerde organiese monomeer-polimerisasieproses, lei dit tot die bestaan ​​van interne spanning, wat veroorsaak dat die spasies gebreek is en so aan.

2.5 Direkte stollinginspuiting vorm
Direkte stollinginspuiting vorm is 'n vormtegnologie wat deur ETH Zurich ontwikkel is: oplosmiddelwater, keramiekpoeier en organiese bymiddels is volledig gemeng om elektrostaties stabiele, lae viskositeit, hoë-vaste-vaste-vas-in-kontent te vorm, wat die pH-pH of chemikalieë kan verhoog wat die elektrolietkonsentrasie verhoog.

Beheer die vordering van chemiese reaksies tydens die proses. Die reaksie voor die vorming van die inspuiting word stadig uitgevoer, die viskositeit van die suspensie word laag gehou, en die reaksie word versnel na spuitgietvorming, die suspensie stol, en die vloeistofsmoer word in 'n soliede liggaam omskep. Die verkrygde groen liggaam het goeie meganiese eienskappe en die sterkte kan 5KPA bereik. Die groen liggaam is gedemou, gedroog en gesinter om 'n keramiek deel van die gewenste vorm te vorm.

Die voordele daarvan is dat dit nie 'n klein hoeveelheid organiese bymiddels nodig het nie, of dat dit slegs 'n klein hoeveelheid organiese bymiddels nodig het (minder as 1%), die groen liggaam hoef nie te ontvanklik nie, die groen liggaamsdigtheid is eenvormig, die relatiewe digtheid is hoog (55%~ 70%), en dit kan groot en kompleksvormige keramiekonderdele vorm. Die nadeel daarvan is dat die bymiddels duur is, en dat gas gewoonlik tydens die reaksie vrygestel word.

2.6 Inspuitingvorming
Die vorm van inspuiting word al lank gebruik in die vorming van plastiekprodukte en die vorm van metaalvorms. Hierdie proses gebruik 'n lae temperatuur uitharding van termoplastiese organiese organiese of hoë temperatuursuitgang van termosetende organiese middels. Die poeier en organiese draer word in 'n spesiale mengtoerusting gemeng en dan onder hoë druk in die vorm ingespuit (tien tot honderde MPa). As gevolg van die groot vormdruk, het die verkrygde spasies presiese afmetings, hoë gladheid en kompakte struktuur; Die gebruik van spesiale vormtoerusting verbeter die produksiedoeltreffendheid aansienlik.

In die laat 1970's en vroeë 1980's is die spuitgietproses op die vorming van keramiekonderdele toegepas. Hierdie proses besef die plastiekvorming van onvrugbare materiale deur 'n groot hoeveelheid organiese materiaal by te voeg, wat 'n algemene keramiekplastiekvormproses is. In inspuiting vorm tegnologie, benewens die gebruik van termoplastiese organiese produkte (soos poliëtileen, polistireen), termosetende organiese middels (soos epoxy hars, fenoliese hars), of wateroplosbare polimere as die belangrikste bindmiddel, is dit nodig om sekere proseshulpmiddels soos plastiek te voeg, en die kwaliteit van die kwaliteit te verbeter om die vloeiende hoeveelheid te verbeter om die vloeibare hoeveelheid te verbeter, om die vloeiende hoeveelheid te verbeter om die vloeibare besmetting te verbeter, om die vloeibare hoeveelheid te verbeter om die vloei van die kleramen te verbeter. Inspuitingvormige liggaam.

Die inspuitvormingsproses het die voordele van 'n hoë mate van outomatisering en die presiese grootte van die vorm van die vorm. Die organiese inhoud in die groen liggaam van keramiekonderdele met inspuiting is egter so hoog as 50vol%. Dit neem 'n lang tyd, selfs 'n paar dae tot tientalle dae, om hierdie organiese stowwe in die daaropvolgende sinterproses uit te skakel, en dit is maklik om kwaliteit defekte te veroorsaak.

2.7 kolloïdale spuitvorming
Ten einde die probleme van die groot hoeveelheid organiese materiaal wat bygevoeg is, op te los en die probleme om die probleme in die tradisionele spuitgietproses uit te skakel, het die Tsinghua -universiteit kreatief 'n nuwe proses vir kolloïdale inspuiting van keramiek voorgestel, en onafhanklik 'n kolloïdale inspuiting -vorming van prototipe ontwikkel om die inspuiting van die onverklaarbare keramiese slurry te besef. vorming.

Die basiese idee is om kolloïdale vorming met inspuitingvorming te kombineer, met behulp van eie inspuitingstoerusting en nuwe uithardingstegnologie wat voorsien word deur die kolloïdale in-situ-stolingsvormproses. Hierdie nuwe proses gebruik minder as 4 wt.% Van organiese materiaal. 'N Klein hoeveelheid organiese monomere of organiese verbindings in die watergebaseerde suspensie word gebruik om die polimerisasie van organiese monomere vinnig na inspuiting in die vorm vinnig te veroorsaak om 'n organiese netwerkskelet te vorm, wat die keramiekpoeier eweredig draai. Onder hulle word nie net die tyd van ontknoping baie verkort nie, maar ook die moontlikheid van kraak van ontknoping word aansienlik verminder.

Daar is 'n groot verskil tussen die vorming van keramiek en kolloïdale vorming van die inspuiting. Die belangrikste verskil is dat eersgenoemde tot die kategorie plastiekvorming behoort, en laasgenoemde behoort tot die vorm van die mis, dit wil sê, die mis het geen plastisiteit nie en is 'n onvrugbare materiaal. Aangesien die mis nie plastisiteit in kolloïdale vorm het nie, kan die tradisionele idee van keramiekinspuitingvorming nie aangeneem word nie. As kolloïdale vorming gekombineer word met die vorm van inspuitings, word kolloïdale spuitvorming van keramiekmateriaal gerealiseer deur gebruik te maak van eie inspuitingstoerusting en nuwe uithardingstegnologie wat deur die kolloïdale in-situ-vormproses voorsien word.

Die nuwe proses van kolloïdale spuitvorming van keramiek verskil van algemene kolloïdale vorm en tradisionele spuitvorming. Die voordeel van 'n hoë mate van vorm van outomatisering is 'n kwalitatiewe sublimasie van die kolloïdale vormproses, wat die hoop sal word vir die industrialisasie van hoë-tegnologie keramiek.