Дзевяць працэсаў дакладнасці ліцця цырконіяльнай керамікі

Дзевяць працэсаў дакладнасці ліцця цырконіяльнай керамікі
Працэс ліцця адыгрывае сувязь ва ўсім працэсе падрыхтоўкі керамічных матэрыялаў і з'яўляецца ключом да забеспячэння надзейнасці прадукцыйнасці і паўтаральнасці вытворчасці керамічных матэрыялаў і кампанентаў.
З развіццём грамадства традыцыйны метад, які абмяжоўвае рук, метад фарміравання колаў, метад заціркі і г.д. традыцыйнай керамікі больш не можа задаволіць патрэбы сучаснага грамадства для вытворчасці і ўдакладнення, таму нарадзіўся новы працэс ліцця. Вытанчаныя керамічныя матэрыялы Zro2 шырока выкарыстоўваюцца ў наступных 9 тыпах працэсаў ліцця (2 тыпы сухіх метадаў і 7 тыпаў вільготных метадаў):

1. Сухое ліццё

1.1 Сухая націсканне

Сухая націсканне выкарыстоўвае ціск, каб прыціснуць керамічны парашок у пэўную форму цела. Яго сутнасць заключаецца ў тым, што пры дзеянні знешняй сілы часціцы парашка набліжаюцца адзін да аднаго ў форму і цвёрда спалучаюцца ўнутраным трэннем, каб падтрымліваць пэўную форму. Асноўным дэфектам зялёных целаў з сухім адціскам з'яўляецца распола, што звязана з унутраным трэннем паміж парашкамі і трэннем паміж парашкамі і сценкай цвілі, што прыводзіць да страты ціску ўнутры цела.

Перавагі сухога націску заключаюцца ў тым, што памер зялёнага цела дакладнае, аперацыя простая, і зручна рэалізаваць механізаваную працу; Змест вільгаці і злучнага ў зялёным сухім націску менш, а перасыханне і ўсаджванне стральбы невялікая. У асноўным ён выкарыстоўваецца для фарміравання прадуктаў з простымі формамі, а прапорцыя невялікі. Павелічэнне кошту вытворчасці, выкліканая зносам цвілі, з'яўляецца недахопам сухога націску.

1.2 Ізастатычная націск

Ізастатычны націск - гэта спецыяльны метад фарміравання, распрацаваны на аснове традыцыйнага сухога націску. Ён выкарыстоўвае ціск перадачы вадкасці, каб раўнамерна нанесці ціск да парашка ўнутры эластычнай формы з усіх бакоў. З -за ўзгодненасці ўнутранага ціску вадкасці, парашок аказвае аднолькавы ціск ва ўсіх напрамках, таму можна пазбегнуць розніцы ў шчыльнасці зялёнага цела.

Ізастатычная націск дзеліцца на мокры мяшок, ізастатычны націск і сухі мяшок ізастатычны націск. Ізастатычны націск мокрага мяшка можа ўтвараць прадукты са складанымі формамі, але можа працаваць толькі перыядычна. Ізастатычны націск сухога мяшка можа рэалізаваць аўтаматычную бесперапынную працу, але можа ўтвараць толькі прадукты з простымі формамі, такімі як квадратны, круглы і трубчасты перасек. Ізастатычны націск можа атрымаць раўнамернае і шчыльнае зялёнае цела, з невялікім усаджваннем стральбы і раўнамерным усаджваннем ва ўсіх напрамках, але абсталяванне складанае і дарагое, а эфектыўнасць вытворчасці не высокая, і яна падыходзіць толькі для вытворчасці матэрыялаў з асаблівымі патрабаваннямі.

2. Мокрае ўтварэнне

2.1 зацірка
Працэс ліцця заціркі падобны на кастынг стужкі, розніца заключаецца ў тым, што працэс ліцця ўключае ў сябе працэс фізічнага абязводжвання і працэс хімічнай згоды. Фізічны абязводжванне выдаляе ваду ў калыску праз капілярнае дзеянне сітаватай гіпсавай формы. Ca2+, які ўтвараецца шляхам растварэння паверхні Caso4, павялічвае іённую трываласць завісі, што прыводзіць да флокуляцыі завісі.
Пад дзеяннем фізічнай дэгідратацыі і хімічнай згортвання керамічныя часціцы парашка наносяцца на сценку гіпсавай формы. Зацірка падыходзіць для падрыхтоўкі маштабных керамічных дэталяў са складанымі формамі, але якасць зялёнага цела, уключаючы форму, шчыльнасць, трываласць і г.д., дрэнная, інтэнсіўнасць рабочых рабочых высокая, і яна не падыходзіць для аўтаматызаваных аперацый.

2,2 Гарачае ліццё
Гарачае ліццё павінна змяшаць керамічны парашок з злучным (парафінам) пры адносна высокай тэмпературы (60 ~ 100 ℃) для атрымання завісі для кідка гарачай штампаў. Завісь уводзіцца ў металічную форму пад дзеяннем сціснутага паветра, і падтрымліваецца ціск. Астуджэнне, дэмілінг, каб атрымаць воску пустым, нарыхтоўку воску абярэгуецца пад абаронай інертнага парашка, каб атрымаць зялёнае цела, а зялёнае цела спячаецца пры высокай тэмпературы, каб стаць фарфорам.

Зялёнае цела, якое ўтвараецца пры дапамозе гарачага ліцця, мае дакладныя памеры, раўнамерную ўнутраную структуру, менш зносу цвілі і высокую эфектыўнасць вытворчасці і падыходзіць для розных сыравіны. Тэмпературу васковага завісі і цвілі неабходна строга кантраляваць, інакш яна выклікае ў ін'екцыі або дэфармацыю, таму яна не падыходзіць для вырабу вялікіх частак, і двухэтапны працэс стральбы складаны, а спажыванне энергіі высокі.

2.3 кастынг стужкі
Кастынг для стужкі павінен цалкам змяшаць керамічны парашок з вялікай колькасцю арганічных злучных, пластыфікатараў, дысперсій і г.д., каб атрымаць цякучую глейкую завісь, дадайце завісі ў бункер машыны для ліцця і выкарыстоўвайце скрапер для кіравання таўшчынёй. Ён выцякае на канвеерны пояс праз насадку, і пасля высыхання атрымліваецца пустая плёнка.

Гэты працэс падыходзіць для падрыхтоўкі фільмаў. Для атрымання лепшай гнуткасці дадаецца вялікая колькасць арганічных рэчываў, і параметры працэсу павінны быць строга кантраляваны, інакш гэта лёгка прывядзе да дэфектаў, такіх як пілінг, паласы, нізкая трываласць плёнкі або складанае лушчэнне. Арганічная матэрыя, якая выкарыстоўваецца таксічна і будзе выклікаць забруджванне навакольнага асяроддзя, а для зніжэння забруджвання навакольнага асяроддзя павінна выкарыстоўвацца нетоксичного ці менш таксічнай сістэмы.

2,4 гелевага ліцця ўпырску
Тэхналогія ліцця гель -ін'екцый - гэта новы коллоідны працэс хуткага прататыпавання, упершыню вынайдзены даследчыкамі Нацыянальнай лабараторыі Oak Ridge ў пачатку 1990 -х. У сутнасці, гэта выкарыстанне арганічных манамерных раствораў, якія палімерызуюцца ў высокатрывалыя, з латэральна звязанымі палімернымі растваральнымі гелямі.

Завісі керамічнага парашка, растворанага ў растворы арганічных манамераў, адліваюць у форму, а мономерная сумесь палімерызуецца, утвараючы жэлеваную частку. Паколькі ў бакавым злучаным палімер-растваральніку ўтрымліваецца толькі 10% -20% (масавая дроба) палімер, лёгка выдаліць растваральнік з часткі геля на этапе высыхання. У той жа час, з -за бакавога злучэння палімераў, палімеры не могуць міграваць з растваральнікам падчас працэсу сушкі.

Гэты метад можа быць выкарыстаны для вытворчасці аднафазных і кампазітных керамічных дэталяў, якія могуць утвараць керамічныя дэталі з квазі-сеткамі, а яго зялёная трываласць дасягае 20-30mpa і больш, якія можна пераправіць. Асноўная праблема гэтага метаду заключаецца ў тым, што хуткасць усаджвання цела эмбрыёна адносна высокая ў працэсе ўшчыльнення, што лёгка прыводзіць да дэфармацыі цела эмбрыёна; Некаторыя арганічныя манамеры маюць тармажэнне кіслароду, што прыводзіць да лупіны і выпадзення паверхні; З-за працэсу палімерызацыі арганічнага манамера, выкліканага тэмпературай, прычыненне тэмпературнага галення прыводзіць да існавання ўнутранага напружання, што выклікае парушэнне нарыхтовак і гэтак далей.

2.5 Прамая ліццё ўмоўнага зацвярдзення
Прамае ліццё ўмоўнага зацвярдзення-гэта тэхналогія ліцця, распрацаваная ETH Цюрых: вада растваральніка, керамічны парашок і арганічныя дабаўкі цалкам змешваюцца, утвараючы электрастатычна стабільную, нізкую гвалтоўнасць, цвёрдая зацяшка, якая можа быць зменена, дадаючы рН завісі, якія павялічваюць канцэнтрацыю электраліты, тады запал уціраецца ў не-род.

Кантраляваць ход хімічных рэакцый падчас працэсу. Рэакцыя перад ліццём ін'екцыі павольна праводзіцца, глейкасць завісі захоўваецца нізкай, а рэакцыя паскараецца пасля ліцця ін'екцый, завіса застывае, а вадкасць завісь ператвараецца ў цвёрдае цела. Атрыманае зялёнае цела валодае добрымі механічнымі ўласцівасцямі, і трываласць можа дасягнуць 5 кПа. Зялёнае цела разбураецца, сушаць і спяваюць, утвараючы керамічную частку патрэбнай формы.

Яго перавагамі заключаюцца ў тым, што яму не трэба альбо патрабуе толькі невялікай колькасці арганічных дабавак (менш за 1%), зялёны арганізм не павінен быць абумоўлены, шчыльнасць зялёнага цела аднастайная, адносная шчыльнасць высокая (55%~ 70%), і ён можа ўтвараць керамічныя часткі вялікага памеру і складаных укладзеных. Яго недахоп заключаецца ў тым, што дабаўкі дарагія, а газ звычайна вызваляецца падчас рэакцыі.

2.6 Ліццё ўпырску
Ліццё для ўпырску даўно выкарыстоўваецца пры ліцці пластыкавых прадуктаў і ліцця металічных формаў. У гэтым працэсе выкарыстоўваецца нізкая тэмпературная отверждения тэрмапластычнай арганікі або высокатэмпературнай отверждения арганікі. Парашок і арганічны носьбіт змешваюць у спецыяльным змешванні, а затым уводзяць у форму пад высокім ціскам (дзясяткі да сотняў МПа). З -за вялікага ціску ліцця, атрыманыя нарыхтоўкі маюць дакладныя памеры, высокую гладкасць і кампактную структуру; Выкарыстанне спецыяльнага абсталявання для ліцця значна павышае эфектыўнасць вытворчасці.

У канцы 1970 -х і пачатку 1980 -х гадоў для ліцця керамічных дэталяў быў ужыты працэс ліцця ін'екцый. Гэты працэс рэалізуе пластыкавае ліццё бясплодных матэрыялаў, дадаючы вялікую колькасць арганічных рэчываў, што з'яўляецца звычайным працэсам ліцця пластыкавага керамікі. In injection molding technology, in addition to using thermoplastic organics (such as polyethylene, polystyrene), thermosetting organics (such as epoxy resin, phenolic resin), or water-soluble polymers as the main binder, it is necessary to add certain Quantities of process aids such as plasticizers, lubricants and coupling agents to improve the fluidity of the ceramic injection suspension and ensure the Якасць ін'екцыйнага цела.

Працэс ліцця ўпырску мае перавагі высокай ступені аўтаматызацыі і дакладнага памеру нарыхтоўкі ліцця. Аднак арганічнае ўтрыманне ў зялёным корпусе керамічных дэталяў з улікам да 50 ВОЛ%. Для ліквідацыі гэтых арганічных рэчываў у наступным працэсе спякання спатрэбіцца шмат часу, нават некалькі дзён дзён, і лёгка выклікаць якасныя дэфекты.

2,7 Коллоідная ліццё ўмоўнай ін'екцыі
Для вырашэння праблем вялікай колькасці дададзеных арганічных рэчываў і цяжкасці ліквідацыі цяжкасцей у традыцыйным працэсе ліцця ін'екцый, Універсітэт Цынгхуа творча прапанаваў новы працэс ліцця коллоіднай ін'екцыі керамікі і самастойна распрацаваў прататып коллоіднай ін'екцыі, каб рэалізаваць ін'екцыю Баррэнавага керамічнага шруба. фарміраванне.

Асноўная ідэя заключаецца ў спалучэнні коллоіднага ліцця з ліццём ін'екцый, з выкарыстаннем уласнага абсталявання для ўпырску і новай тэхналогіі вылечвання, забяспечанай коллоідным працэсам зацвярдзення на месцы. У гэтым новым працэсе выкарыстоўваецца менш за 4 -х Вт.% Арганічных рэчываў. Невялікая колькасць арганічных манамераў або арганічных злучэнняў у падвесцы на воднай аснове выкарыстоўваецца для хуткага выклікання палімерызацыі арганічных манамераў пасля ўвядзення ў форму, утвараючы шкілет арганічнай сеткі, які раўнамерна абгортвае керамічны парашок. Сярод іх не толькі час дэгумінгу значна скарачаецца, але і магчымасць парэпання дэгумінгу значна зніжаецца.

Існуе велізарная розніца паміж ліццём керамікі і коллоідным ліццём. Асноўнае адрозненне заключаецца ў тым, што першае належыць да катэгорыі пластыкавага ліцця, а другі належыць да ліцця кашыцы, гэта значыць, у завісі няма пластычнасці і з'яўляецца бясплодным матэрыялам. Паколькі завісь не мае пластычнасці ў коллоідным ліцці, традыцыйную ідэю ліцця керамічнай ін'екцыі нельга прыняць. Калі коллоіднае ліццё спалучаецца з ліццём ін'екцый, ліццё коллоіднай ін'екцыі керамічных матэрыялаў рэалізуецца з выкарыстаннем уласнага абсталявання для ўпырску і новай тэхналогіі лячэння, прадугледжанай коллоідным працэсам ліцця на месцы.

Новы працэс ліцця керамікі коллоіднай ін'екцыі адрозніваецца ад агульнага калаідальнага ліцця і традыцыйнага ліцця ін'екцый. Перавагай высокай ступені аўтаматызацыі ліцця з'яўляецца якасная сублімацыя працэсу коллоіднага ліцця, які стане надзеяй на індустрыялізацыю керамікі з высокай тэхналогіяй.