Siyam na mga proseso ng paghubog ng katumpakan ng mga keramika ng zirconia

Siyam na mga proseso ng paghubog ng katumpakan ng mga keramika ng zirconia
Ang proseso ng paghuhulma ay gumaganap ng isang pag -uugnay sa papel sa buong proseso ng paghahanda ng mga ceramic material, at ang susi upang matiyak ang pagiging maaasahan ng pagganap at pag -uulit ng produksyon ng mga ceramic material at sangkap.
Sa pag-unlad ng lipunan, ang tradisyunal na pamamaraan ng pag-iwas sa kamay, paraan ng pagbubuo ng gulong, pamamaraan ng grouting, atbp ng tradisyunal na keramika ay hindi na maaaring matugunan ang mga pangangailangan ng modernong lipunan para sa paggawa at pagpipino, kaya ipinanganak ang isang bagong proseso ng paghubog. Ang Zro2 Fine Ceramic Material ay malawakang ginagamit sa sumusunod na 9 na uri ng mga proseso ng paghubog (2 uri ng mga tuyong pamamaraan at 7 uri ng mga basa na pamamaraan):

1. Dry Molding

1.1 dry pagpindot

Ang dry pressing ay gumagamit ng presyon upang pindutin ang ceramic powder sa isang tiyak na hugis ng katawan. Ang kakanyahan nito ay sa ilalim ng pagkilos ng panlabas na puwersa, ang mga partikulo ng pulbos ay lumapit sa bawat isa sa amag, at mahigpit na pinagsama ng panloob na alitan upang mapanatili ang isang tiyak na hugis. Ang pangunahing depekto sa dry-pressed na berdeng katawan ay spallation, na dahil sa panloob na alitan sa pagitan ng mga pulbos at alitan sa pagitan ng mga pulbos at pader ng amag, na nagreresulta sa pagkawala ng presyon sa loob ng katawan.

Ang mga bentahe ng dry pressing ay ang laki ng berdeng katawan ay tumpak, ang operasyon ay simple, at ito ay maginhawa upang mapagtanto ang mekanisadong operasyon; Ang nilalaman ng kahalumigmigan at binder sa berdeng tuyong pagpindot ay mas kaunti, at maliit ang pagpapatayo at pagpapaputok ng pag -urong. Ito ay pangunahing ginagamit upang makabuo ng mga produkto na may mga simpleng hugis, at maliit ang ratio ng aspeto. Ang tumaas na gastos sa produksyon na dulot ng pagsusuot ng amag ay ang kawalan ng dry pagpindot.

1.2 Isostatic Pressing

Ang Isostatic Pressing ay isang espesyal na paraan ng pagbubuo na binuo batay sa tradisyonal na dry pressing. Gumagamit ito ng presyon ng paghahatid ng likido upang mag -apply ng presyon nang pantay -pantay sa pulbos sa loob ng nababanat na amag mula sa lahat ng mga direksyon. Dahil sa pare -pareho ng panloob na presyon ng likido, ang pulbos ay nagdadala ng parehong presyon sa lahat ng mga direksyon, kaya ang pagkakaiba sa density ng berdeng katawan ay maiiwasan.

Ang pagpindot ng Isostatic ay nahahati sa wet bag isostatic na pagpindot at dry bag isostatic na pagpindot. Ang wet bag isostatic pagpindot ay maaaring makabuo ng mga produkto na may mga kumplikadong hugis, ngunit maaari lamang itong gumana nang paulit -ulit. Ang dry bag isostatic pagpindot ay maaaring mapagtanto ang awtomatikong patuloy na operasyon, ngunit maaari lamang bumuo ng mga produkto na may mga simpleng hugis tulad ng square, bilog, at tubular cross-section. Ang pagpindot sa Isostatic ay maaaring makakuha ng isang pantay at siksik na berdeng katawan, na may maliit na pagpapaputok ng pag -urong at pantay na pag -urong sa lahat ng mga direksyon, ngunit ang kagamitan ay kumplikado at mahal, at ang kahusayan ng produksyon ay hindi mataas, at angkop lamang ito para sa paggawa ng mga materyales na may mga espesyal na kinakailangan.

2. Basa na bumubuo

2.1 Grouting
Ang proseso ng paghuhulma ng grouting ay katulad ng paghahagis ng tape, ang pagkakaiba ay ang proseso ng paghuhulma ay may kasamang pisikal na proseso ng pag -aalis ng tubig at proseso ng coagulation ng kemikal. Tinatanggal ng pisikal na pag -aalis ng tubig ang tubig sa slurry sa pamamagitan ng capillary na pagkilos ng porous na amag ng dyipsum. Ang Ca2+ na nabuo ng paglusaw ng ibabaw ng CASO4 ay nagdaragdag ng lakas ng ionic ng slurry, na nagreresulta sa flocculation ng slurry.
Sa ilalim ng pagkilos ng pisikal na pag -aalis ng tubig at coagulation ng kemikal, ang mga particle ng ceramic powder ay idineposito sa dingding ng amag ng dyipsum. Ang grouting ay angkop para sa paghahanda ng mga malalaking bahagi ng ceramic na may kumplikadong mga hugis, ngunit ang kalidad ng berdeng katawan, kabilang ang hugis, density, lakas, atbp, ay mahirap, ang lakas ng paggawa ng mga manggagawa ay mataas, at hindi angkop para sa mga awtomatikong operasyon.

2.2 Mainit na Die Casting
Ang mainit na paghahagis ng mamatay ay upang ihalo ang ceramic powder na may binder (paraffin) sa medyo mataas na temperatura (60 ~ 100 ℃) upang makakuha ng slurry para sa mainit na pagkamatay. Ang slurry ay na -injected sa metal na amag sa ilalim ng pagkilos ng naka -compress na hangin, at pinapanatili ang presyon. Ang paglamig, pag -demoulding upang makakuha ng isang blangko ng waks, ang blangko ng waks ay dewaxed sa ilalim ng proteksyon ng isang inert powder upang makakuha ng isang berdeng katawan, at ang berdeng katawan ay sintered sa mataas na temperatura upang maging porselana.

Ang berdeng katawan na nabuo ng mainit na die casting ay may tumpak na mga sukat, pantay na panloob na istraktura, mas kaunting pagsusuot ng amag at mataas na kahusayan sa produksyon, at angkop para sa iba't ibang mga hilaw na materyales. Ang temperatura ng waks slurry at ang amag ay kailangang mahigpit na kontrolado, kung hindi man ito ay magiging sanhi sa ilalim ng iniksyon o pagpapapangit, kaya hindi angkop para sa paggawa ng malalaking bahagi, at ang proseso ng pagpapaputok ng dalawang hakbang ay kumplikado at ang pagkonsumo ng enerhiya ay mataas.

2.3 Tape Casting
Ang tape casting ay upang ganap na ihalo ang ceramic powder na may isang malaking halaga ng mga organikong binder, plasticizer, dispersants, atbp upang makakuha ng isang daloy na viscous slurry, idagdag ang slurry sa hopper ng casting machine, at gumamit ng isang scraper upang makontrol ang kapal. Ito ay dumadaloy sa conveyor belt sa pamamagitan ng feed nozzle, at ang blangko ng pelikula ay nakuha pagkatapos matuyo.

Ang prosesong ito ay angkop para sa paghahanda ng mga materyales sa pelikula. Upang makakuha ng mas mahusay na kakayahang umangkop, ang isang malaking halaga ng organikong bagay ay idinagdag, at ang mga proseso ng mga parameter ay kinakailangan na mahigpit na kontrolado, kung hindi man ito ay madaling magdulot ng mga depekto tulad ng pagbabalat, mga guhitan, mababang lakas ng pelikula o mahirap na pagbabalat. Ang organikong bagay na ginamit ay nakakalason at magiging sanhi ng polusyon sa kapaligiran, at ang isang hindi nakakalason o hindi gaanong nakakalason na sistema ay dapat gamitin hangga't maaari upang mabawasan ang polusyon sa kapaligiran.

2.4 Paghuhubog ng iniksyon ng gel
Ang teknolohiya ng paghuhulma ng gel injection ay isang bagong colloidal mabilis na proseso ng prototyping na unang naimbento ng mga mananaliksik sa Oak Ridge National Laboratory noong unang bahagi ng 1990s. Sa core nito ay ang paggamit ng mga organikong solusyon sa monomer na polymerize sa mataas na lakas, na kalaunan ay naka-link na polymer-solvent gels.

Ang isang slurry ng ceramic powder na natunaw sa isang solusyon ng mga organikong monomer ay itinapon sa isang amag, at ang monomer na pinaghalong polymerizes upang makabuo ng isang gelled part. Dahil ang laterally na naka-link na polymer-solvent ay naglalaman lamang ng 10% -20% (mass fraction) polimer, madaling alisin ang solvent mula sa bahagi ng gel sa pamamagitan ng isang hakbang na pagpapatayo. Kasabay nito, dahil sa pag -ilid ng koneksyon ng mga polimer, ang mga polimer ay hindi maaaring lumipat sa solvent sa panahon ng proseso ng pagpapatayo.

Ang pamamaraang ito ay maaaring magamit upang gumawa ng single-phase at composite ceramic na mga bahagi, na maaaring bumuo ng mga kumplikadong hugis, quasi-net-sized na mga ceramic na bahagi, at ang berdeng lakas nito ay kasing taas ng 20-30MPa o higit pa, na maaaring mai-reprocess. Ang pangunahing problema ng pamamaraang ito ay ang pag -urong ng rate ng katawan ng embryo ay medyo mataas sa panahon ng proseso ng pagpapagaan, na madaling humahantong sa pagpapapangit ng katawan ng embryo; Ang ilang mga organikong monomer ay may pagsugpo sa oxygen, na nagiging sanhi ng alisan ng balat at bumagsak; Dahil sa proseso ng pag-iwas sa organikong monomer na proseso ng polymerization, na nagiging sanhi ng pag-ahit ng temperatura ay humahantong sa pagkakaroon ng panloob na stress, na nagiging sanhi ng mga blangko na masira at iba pa.

2.5 Direktang paghubog ng iniksyon ng solidification
Ang direktang paghubog ng iniksyon ng solidification ay isang teknolohiyang paghuhulma na binuo ng ETH Zurich: Ang tubig na solvent, ceramic powder at organikong additives ay ganap na halo-halong upang mabuo ang electrostatically stabil, mababang-viscosity, high-solid-content slurry, na maaaring mabago sa pamamagitan ng pagdaragdag ng slurry pH o kemikal na nagdaragdag ng konsentrasyon ng electrolyte, pagkatapos ang slurry ay iniksyon sa isang hindi porous na amag.

Kontrolin ang pag -unlad ng mga reaksyon ng kemikal sa panahon ng proseso. Ang reaksyon bago ang paghubog ng iniksyon ay dahan -dahang isinasagawa, ang lagkit ng slurry ay pinananatiling mababa, at ang reaksyon ay pinabilis pagkatapos ng paghubog ng iniksyon, ang slurry ay nagpapatibay, at ang likidong slurry ay binago sa isang solidong katawan. Ang nakuha na berdeng katawan ay may mahusay na mga katangian ng mekanikal at ang lakas ay maaaring umabot sa 5KPa. Ang berdeng katawan ay na -demold, tuyo at sintered upang makabuo ng isang ceramic na bahagi ng nais na hugis.

Ang mga pakinabang nito ay hindi na kailangan o nangangailangan lamang ng isang maliit na halaga ng mga organikong additives (mas mababa sa 1%), ang berdeng katawan ay hindi kailangang mabulok, ang berdeng density ng katawan ay pantay, ang kamag-anak na density ay mataas (55%~ 70%), at maaari itong bumuo ng mga malalaking laki at kumplikadong mga bahagi ng seramikong bahagi. Ang kawalan nito ay ang mga additives ay mahal, at ang gas ay karaniwang pinakawalan sa panahon ng reaksyon.

2.6 Paghuhubog ng iniksyon
Ang paghuhulma ng iniksyon ay matagal nang ginagamit sa paghuhulma ng mga produktong plastik at ang paghuhulma ng mga metal na metal. Ang prosesong ito ay gumagamit ng mababang temperatura sa pagpapagaling ng mga thermoplastic organics o mataas na temperatura ng pagpapagaling ng mga thermosetting organics. Ang pulbos at organikong carrier ay halo -halong sa isang espesyal na kagamitan sa paghahalo, at pagkatapos ay na -injected sa amag sa ilalim ng mataas na presyon (sampu -sampung daan -daang MPa). Dahil sa malaking presyon ng paghubog, ang nakuha na mga blangko ay may tumpak na mga sukat, mataas na kinis at compact na istraktura; Ang paggamit ng mga espesyal na kagamitan sa paghubog ay lubos na nagpapabuti sa kahusayan ng paggawa.

Sa huling bahagi ng 1970 at unang bahagi ng 1980s, ang proseso ng paghubog ng iniksyon ay inilapat sa paghuhulma ng mga bahagi ng ceramic. Napagtanto ng prosesong ito ang plastik na paghuhulma ng mga baog na materyales sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang malaking halaga ng organikong bagay, na kung saan ay isang pangkaraniwang proseso ng paghubog ng plastik na plastik. Sa teknolohiya ng paghubog ng iniksyon, bilang karagdagan sa paggamit ng mga thermoplastic organics (tulad ng polyethylene, polystyrene), thermosetting organics (tulad ng epoxy resin, phenolic resin), o mga natutunaw na tubig na polimer bilang pangunahing binder, ito ay kinakailangan upang magdagdag ng ilang mga dami ng mga proseso ng mga pantulong tulad ng mga plasticizer, lubricants at pag-aapi ng mga ahente na mapagbuti ang likido ng mga malubhang pinsala at pagsasaalang-alang sa pag-aakusa at pagsasaalang-alang sa pag-aakusa at pagsasaalang-alang ang mga pag-aaklas at pag-aakala na ang pag-aakusa at pagsasaalang-alang sa pag-aaklas at pagsasaalang-alang ang mga pag-inspeksyon sa mga ceramic na nasuspinde. Ang kalidad ng iniksyon na hinubog na katawan.

Ang proseso ng paghubog ng iniksyon ay may mga pakinabang ng mataas na antas ng automation at tumpak na laki ng blangko ng paghuhulma. Gayunpaman, ang organikong nilalaman sa berdeng katawan ng mga bahagi ng ceramic na bahagi ng iniksyon ay kasing taas ng 50vol%. Ito ay tumatagal ng isang mahabang panahon, kahit na ilang araw sa dose -dosenang mga araw, upang maalis ang mga organikong sangkap na ito sa kasunod na proseso ng pagsasala, at madaling maging sanhi ng mga kalidad na depekto.

2.7 paghuhulma ng colloidal injection
Upang malutas ang mga problema ng malaking halaga ng organikong bagay na idinagdag at ang kahirapan sa pagtanggal ng mga paghihirap sa tradisyunal na proseso ng paghuhulma ng iniksyon, ang Tsinghua University ay malikhaing iminungkahi ng isang bagong proseso para sa paghubog ng iniksyon ng colloidal ng mga keramika, at nakapag -iisa na nakabuo ng isang koloidal na iniksyon na paghubog ng prototype upang mapagtanto ang iniksyon ng bariles na ceramic slurry. bumubuo.

Ang pangunahing ideya ay upang pagsamahin ang paghuhulma ng colloidal na may paghuhulma ng iniksyon, gamit ang mga kagamitan sa pag-iniksyon ng pagmamay-ari at bagong teknolohiya ng paggamot na ibinigay ng proseso ng paghubog ng soloidal in-situ. Ang bagong proseso na ito ay gumagamit ng mas mababa sa 4wt.% Ng organikong bagay. Ang isang maliit na halaga ng mga organikong monomer o mga organikong compound sa suspensyon na batay sa tubig ay ginagamit upang mabilis na mapukaw ang polymerization ng mga organikong monomer pagkatapos ng pag-iniksyon sa amag upang makabuo ng isang organikong balangkas ng network, na pantay na balot ang ceramic powder. Kabilang sa mga ito, hindi lamang ang oras ng degumming ay lubos na pinaikling, kundi pati na rin ang posibilidad ng pag -crack ng degumming ay lubos na nabawasan.

Mayroong isang malaking pagkakaiba sa pagitan ng paghubog ng iniksyon ng mga keramika at paghuhulma ng koloidal. Ang pangunahing pagkakaiba ay ang dating kabilang sa kategorya ng plastik na paghuhulma, at ang huli ay kabilang sa slurry molding, iyon ay, ang slurry ay walang plasticity at isang baog na materyal. Dahil ang slurry ay walang plasticity sa colloidal paghuhulma, ang tradisyunal na ideya ng ceramic injection molding ay hindi maaaring gamitin. Kung ang paghuhulma ng colloidal ay pinagsama sa paghuhulma ng iniksyon, ang paghuhulma ng colloidal injection ng mga ceramic na materyales ay natanto sa pamamagitan ng paggamit ng mga kagamitan sa pag-iniksyon ng proprietary at bagong teknolohiyang pagalingin na ibinigay ng proseso ng paghubog ng in-situ.

Ang bagong proseso ng paghuhulma ng colloidal injection ng mga keramika ay naiiba sa pangkalahatang paghuhulma ng koloidal at tradisyonal na paghubog ng iniksyon. Ang bentahe ng isang mataas na antas ng paghuhulma ng automation ay isang husay na sublimation ng proseso ng paghubog ng colloidal, na magiging pag-asa para sa industriyalisasyon ng mga high-tech na keramika.