Sembilan proses pengacuan ketepatan seramik zirkonia

Sembilan proses pengacuan ketepatan seramik zirkonia
Proses pengacuan memainkan peranan penghubung dalam keseluruhan proses penyediaan bahan seramik, dan merupakan kunci untuk memastikan kebolehpercayaan prestasi dan kebolehulangan pengeluaran bahan dan komponen seramik.
Dengan perkembangan masyarakat, kaedah menguli tangan tradisional, kaedah membentuk roda, kaedah grouting, dan lain-lain seramik tradisional tidak lagi dapat memenuhi keperluan masyarakat moden untuk pengeluaran dan penghalusan, jadi proses pengacuan baru lahir.Bahan seramik halus ZrO2 digunakan secara meluas dalam 9 jenis proses pengacuan berikut (2 jenis kaedah kering dan 7 jenis kaedah basah):

1. Pengacuan kering

1.1 Penekanan kering

Penekanan kering menggunakan tekanan untuk menekan serbuk seramik ke dalam bentuk badan tertentu.Intipatinya ialah di bawah tindakan daya luaran, zarah serbuk mendekati satu sama lain dalam acuan, dan digabungkan dengan kuat oleh geseran dalaman untuk mengekalkan bentuk tertentu.Kecacatan utama dalam badan hijau yang ditekan kering adalah spallation, yang disebabkan oleh geseran dalaman antara serbuk dan geseran antara serbuk dan dinding acuan, mengakibatkan kehilangan tekanan di dalam badan.

Kelebihan menekan kering ialah saiz badan hijau adalah tepat, operasinya mudah, dan mudah untuk merealisasikan operasi mekanis;kandungan lembapan dan pengikat dalam menekan kering hijau adalah kurang, dan pengecutan pengeringan dan penembakan adalah kecil.Ia digunakan terutamanya untuk membentuk produk dengan bentuk mudah, dan nisbah aspek adalah kecil.Peningkatan kos pengeluaran yang disebabkan oleh haus acuan adalah kelemahan menekan kering.

1.2 Penekanan isostatik

Penekanan isostatik ialah kaedah pembentukan khas yang dibangunkan berdasarkan penekanan kering tradisional.Ia menggunakan tekanan penghantaran bendalir untuk menggunakan tekanan sama rata pada serbuk di dalam acuan anjal dari semua arah.Oleh kerana ketekalan tekanan dalaman bendalir, serbuk menanggung tekanan yang sama dalam semua arah, jadi perbezaan ketumpatan badan hijau dapat dielakkan.

Penekanan isostatik dibahagikan kepada penekan isostatik beg basah dan penekan isostatik beg kering.Penekanan isostatik beg basah boleh membentuk produk dengan bentuk yang kompleks, tetapi ia hanya boleh berfungsi secara berselang-seli.Penekanan isostatik beg kering boleh merealisasikan operasi berterusan automatik, tetapi hanya boleh membentuk produk dengan bentuk mudah seperti keratan rentas persegi, bulat dan tiub.Penekanan isostatik boleh mendapatkan badan hijau yang seragam dan padat, dengan pengecutan tembakan kecil dan pengecutan seragam dalam semua arah, tetapi peralatannya kompleks dan mahal, dan kecekapan pengeluaran tidak tinggi, dan ia hanya sesuai untuk pengeluaran bahan dengan khas keperluan.

2. Pembentukan basah

2.1 Grouting
Proses pengacuan grouting adalah serupa dengan tuangan pita, perbezaannya ialah proses pengacuan termasuk proses dehidrasi fizikal dan proses pembekuan kimia.Dehidrasi fizikal mengeluarkan air dalam buburan melalui tindakan kapilari acuan gipsum berliang.Ca2+ yang dihasilkan oleh pembubaran permukaan CaSO4 meningkatkan kekuatan ionik buburan, mengakibatkan pemberbukuan buburan.
Di bawah tindakan dehidrasi fizikal dan pembekuan kimia, zarah serbuk seramik dimendapkan pada dinding acuan gipsum.Grouting sesuai untuk penyediaan bahagian seramik berskala besar dengan bentuk yang kompleks, tetapi kualiti badan hijau, termasuk bentuk, ketumpatan, kekuatan, dll., adalah lemah, intensiti buruh pekerja tinggi, dan ia tidak sesuai untuk operasi automatik.

2.2 Tuangan mati panas
Tuangan die panas adalah untuk mencampurkan serbuk seramik dengan pengikat (parafin) pada suhu yang agak tinggi (60~100 ℃) untuk mendapatkan buburan untuk tuangan mati panas.Buburan disuntik ke dalam acuan logam di bawah tindakan udara termampat, dan tekanan dikekalkan.Menyejukkan, menyahbentuk untuk mendapatkan kosong lilin, kosong lilin didewax di bawah perlindungan serbuk lengai untuk mendapatkan jasad hijau, dan jasad hijau disinter pada suhu tinggi untuk menjadi porselin.

Badan hijau yang dibentuk oleh tuangan mati panas mempunyai dimensi yang tepat, struktur dalaman yang seragam, kurang haus acuan dan kecekapan pengeluaran yang tinggi, dan sesuai untuk pelbagai bahan mentah.Suhu buburan lilin dan acuan perlu dikawal dengan ketat, jika tidak, ia akan menyebabkan suntikan atau ubah bentuk, jadi ia tidak sesuai untuk pembuatan bahagian besar, dan proses penembakan dua langkah adalah rumit dan penggunaan tenaga adalah tinggi.

2.3 Tuangan pita
Tuangan pita adalah untuk mencampurkan serbuk seramik sepenuhnya dengan sejumlah besar pengikat organik, pemplastik, penyebar, dll. untuk mendapatkan buburan likat yang boleh dialirkan, tambah buburan ke corong mesin tuangan, dan gunakan pengikis untuk mengawal ketebalan.Ia mengalir keluar ke tali pinggang penghantar melalui muncung suapan, dan filem kosong diperolehi selepas pengeringan.

Proses ini sesuai untuk penyediaan bahan filem.Untuk mendapatkan fleksibiliti yang lebih baik, sejumlah besar bahan organik ditambah, dan parameter proses perlu dikawal dengan ketat, jika tidak, ia akan mudah menyebabkan kecacatan seperti pengelupasan, coretan, kekuatan filem yang rendah atau pengelupasan yang sukar.Bahan organik yang digunakan adalah toksik dan akan menyebabkan pencemaran alam sekitar, dan sistem tidak toksik atau kurang toksik harus digunakan sebaik mungkin untuk mengurangkan pencemaran alam sekitar.

2.4 Pengacuan suntikan gel
Teknologi pengacuan suntikan gel ialah proses prototaip pantas koloid baharu yang pertama kali dicipta oleh penyelidik di Makmal Kebangsaan Oak Ridge pada awal 1990-an.Pada terasnya ialah penggunaan larutan monomer organik yang berpolimer menjadi gel polimer-pelarut berkekuatan tinggi, bersambung sisi.

Satu buburan serbuk seramik yang dilarutkan dalam larutan monomer organik dituang dalam acuan, dan campuran monomer itu berpolimer untuk membentuk bahagian bergel.Oleh kerana pelarut polimer bersambung sisi hanya mengandungi 10%–20% (pecahan jisim) polimer, adalah mudah untuk mengeluarkan pelarut dari bahagian gel dengan langkah pengeringan.Pada masa yang sama, disebabkan sambungan sisi polimer, polimer tidak boleh berhijrah dengan pelarut semasa proses pengeringan.

Kaedah ini boleh digunakan untuk mengeluarkan bahagian seramik fasa tunggal dan komposit, yang boleh membentuk bahagian seramik bersaiz kuasi-net berbentuk kompleks, dan kekuatan hijaunya setinggi 20-30Mpa atau lebih, yang boleh diproses semula.Masalah utama kaedah ini ialah kadar pengecutan badan embrio adalah agak tinggi semasa proses pemekatan, yang dengan mudah membawa kepada ubah bentuk badan embrio;sesetengah monomer organik mempunyai perencatan oksigen, yang menyebabkan permukaan mengelupas dan jatuh;disebabkan oleh proses pempolimeran monomer organik yang disebabkan oleh suhu, menyebabkan Pencukuran suhu membawa kepada kewujudan tegasan dalaman, yang menyebabkan tempat kosong dipecahkan dan sebagainya.

2.5 Pengacuan suntikan pemejalan langsung
Pengacuan suntikan pemejalan langsung ialah teknologi pengacuan yang dibangunkan oleh ETH Zurich: air pelarut, serbuk seramik dan bahan tambahan organik dicampur sepenuhnya untuk membentuk buburan yang stabil secara elektrostatik, kelikatan rendah, kandungan pepejal tinggi, yang boleh ditukar dengan menambahkan pH Buburan atau bahan kimia yang meningkatkan kepekatan elektrolit, maka buburan disuntik ke dalam acuan tidak berliang.

Kawal kemajuan tindak balas kimia semasa proses.Tindak balas sebelum pengacuan suntikan dilakukan dengan perlahan, kelikatan buburan dikekalkan rendah, dan tindak balas dipercepatkan selepas pengacuan suntikan, buburan menjadi pejal, dan buburan cecair berubah menjadi badan pepejal.Badan hijau yang diperolehi mempunyai sifat mekanikal yang baik dan kekuatannya boleh mencapai 5kPa.Badan hijau dirobohkan, dikeringkan dan disinter untuk membentuk bahagian seramik daripada bentuk yang dikehendaki.

Kelebihannya ialah ia tidak memerlukan atau hanya memerlukan sedikit bahan tambahan organik (kurang daripada 1%), badan hijau tidak perlu degreasing, ketumpatan badan hijau seragam, ketumpatan relatif tinggi (55%~ 70%), dan ia boleh membentuk bahagian seramik bersaiz besar dan berbentuk kompleks.Kelemahannya ialah bahan tambahan itu mahal, dan gas biasanya dilepaskan semasa tindak balas.

2.6 Pengacuan suntikan
Pengacuan suntikan telah lama digunakan dalam pengacuan produk plastik dan pengacuan acuan logam.Proses ini menggunakan pengawetan suhu rendah bagi organik termoplastik atau pengawetan suhu tinggi bagi organik termoset.Serbuk dan pembawa organik dicampur dalam peralatan pencampuran khas, dan kemudian disuntik ke dalam acuan di bawah tekanan tinggi (berpuluh hingga ratusan MPa).Oleh kerana tekanan pengacuan yang besar, kosong yang diperolehi mempunyai dimensi yang tepat, kelancaran tinggi dan struktur padat;penggunaan peralatan pengacuan khas sangat meningkatkan kecekapan pengeluaran.

Pada akhir 1970-an dan awal 1980-an, proses pengacuan suntikan telah digunakan untuk pengacuan bahagian seramik.Proses ini merealisasikan pengacuan plastik bahan tandus dengan menambahkan sejumlah besar bahan organik, yang merupakan proses pengacuan plastik seramik biasa.Dalam teknologi pengacuan suntikan, selain menggunakan organik termoplastik (seperti polietilena, polistirena), organik termoset (seperti resin epoksi, resin fenolik), atau polimer larut air sebagai pengikat utama, adalah perlu untuk menambah Kuantiti proses tertentu. bantuan seperti pemplastik, pelincir dan agen gandingan untuk meningkatkan kecairan suspensi suntikan seramik dan memastikan kualiti badan acuan suntikan.

Proses pengacuan suntikan mempunyai kelebihan tahap automasi yang tinggi dan saiz kosong pengacuan yang tepat.Walau bagaimanapun, kandungan organik dalam badan hijau bahagian seramik acuan suntikan adalah setinggi 50vol%.Ia mengambil masa yang lama, malah beberapa hari hingga berpuluh-puluh hari, untuk menghapuskan bahan organik ini dalam proses pensinteran seterusnya, dan ia mudah menyebabkan kecacatan kualiti.

2.7 Pengacuan suntikan koloid
Untuk menyelesaikan masalah sejumlah besar bahan organik yang ditambah dan kesukaran untuk menghapuskan kesukaran dalam proses pengacuan suntikan tradisional, Universiti Tsinghua secara kreatif mencadangkan proses baharu untuk pengacuan suntikan koloid seramik, dan secara bebas membangunkan prototaip pengacuan suntikan koloid. untuk merealisasikan suntikan buburan seramik tandus.membentuk.

Idea asas adalah untuk menggabungkan pengacuan koloid dengan pengacuan suntikan, menggunakan peralatan suntikan proprietari dan teknologi pengawetan baharu yang disediakan oleh proses pengacuan pemejalan koloidal in-situ.Proses baharu ini menggunakan kurang daripada 4wt.% bahan organik.Sebilangan kecil monomer organik atau sebatian organik dalam ampaian berasaskan air digunakan untuk mendorong pempolimeran monomer organik dengan cepat selepas suntikan ke dalam acuan untuk membentuk rangka rangkaian organik, yang membungkus serbuk seramik dengan sekata.Antaranya, bukan sahaja masa degumming sangat dipendekkan, tetapi juga kemungkinan retak degumming sangat berkurangan.

Terdapat perbezaan yang besar antara pengacuan suntikan seramik dan pengacuan koloid.Perbezaan utama ialah yang pertama tergolong dalam kategori pengacuan plastik, dan yang kedua tergolong dalam pengacuan buburan, iaitu buburan tidak mempunyai keplastikan dan merupakan bahan yang tandus.Oleh kerana buburan tidak mempunyai keplastikan dalam pengacuan koloid, idea tradisional pengacuan suntikan seramik tidak boleh diterima pakai.Jika pengacuan koloid digabungkan dengan pengacuan suntikan, pengacuan suntikan koloid bahan seramik direalisasikan dengan menggunakan peralatan suntikan proprietari dan teknologi pengawetan baharu yang disediakan oleh proses pengacuan in-situ koloid.

Proses baru pengacuan suntikan koloid seramik adalah berbeza daripada pengacuan koloid umum dan pengacuan suntikan tradisional.Kelebihan automasi pengacuan tahap tinggi adalah pemejalwapan kualitatif proses pengacuan koloid, yang akan menjadi harapan untuk perindustrian seramik berteknologi tinggi.