Дев'ять процесів типу ліплення кераміки цирконії

Дев'ять процесів типу ліплення кераміки цирконії
Процес формування відіграє роль, що зв'язує у всьому процесі підготовки керамічних матеріалів і є ключовим фактором для забезпечення надійності продуктивності та повторюваності виробництва керамічних матеріалів та компонентів.
Завдяки розвитку суспільства, традиційним методом рук, методом формування колеса, методом затирання тощо традиційної кераміки вже не може задовольнити потреби сучасного суспільства виробництва та вдосконалення, тому народився новий процес формування. Zro2 тонкі керамічні матеріали широко використовуються в наступних 9 типах процесів лиття (2 типи сухих методів та 7 типів мокрих методів):

1. Сухе лиття

1.1 Сухе пресування

Сухе пресування використовує тиск для натискання керамічного порошку в певну форму тіла. Його суть полягає в тому, що під дією зовнішньої сили частинки порошку наближаються один до одного у формі і міцно поєднуються з внутрішнім тертям для підтримки певної форми. Основним дефектом зелених тіл із сухим пресом є розбиття, що пояснюється внутрішнім тертям між порошками та тертям між порошками та стінкою форми, що призводить до втрати тиску всередині тіла.

Переваги сухого пресування полягають у тому, що розмір зеленого тіла точний, операція проста, і зручно реалізувати механізовану роботу; Вміст вологи та сполучного в зеленому сухому пресуванні менше, а усадка сушіння та стрільби невелика. В основному використовується для формування продуктів з простими формами, а співвідношення сторін невеликий. Збільшення витрат на виробництво, спричинене зносом цвілі, є недоліком сухого пресування.

1.2 ізостатичне пресування

Ізостатичне пресування - це спеціальний метод формування, розроблений на основі традиційного сухого пресування. Він використовує тиск передачі рідини, щоб рівномірно чинити тиск на порошок всередині еластичної форми з усіх напрямків. Через консистенцію внутрішнього тиску рідини порошок несе однаковий тиск у всіх напрямках, тому різницю в щільності зеленого тіла можна уникнути.

Ізостатичне пресування поділяється на мокрий мішок ізостатичне пресування та сухий мішечок ізостатичне пресування. Мокра сумка ізостатичне пресування може утворювати продукти зі складними формами, але він може працювати лише з перервами. Суха сумка ізостатичного пресування може усвідомити автоматичну безперервну роботу, але може утворювати продукти лише з простими формами, такими як квадратні, круглі та трубчасті перерізи. Ізостатичне пресування може отримати рівномірне та щільне зелене тіло, з невеликою усадкою стрільби та рівномірною усадкою в усіх напрямках, але обладнання є складним і дорогим, а ефективність виробництва не є високою, і воно підходить лише для виробництва матеріалів з особливими вимогами.

2. Вологі утворення

2,1 затирка
Процес затирання формування схожий на лиття стрічки, різниця полягає в тому, що процес формування включає в себе процес фізичного зневоднення та процес хімічної коагуляції. Фізичне зневоднення видаляє воду в суспензії через капілярну дію пористої гіпсової форми. Са2+, що утворюється шляхом розчинення поверхні CASO4, збільшує іонну силу суспензії, в результаті чого флокуляція суспензії.
Під дією фізичної зневоднення та хімічної коагуляції частинки керамічного порошку відкладаються на стінці гіпсової форми. Затирка підходить для приготування масштабних керамічних деталей зі складними формами, але якість зеленого тіла, включаючи форму, щільність, міцність тощо, є поганою, інтенсивність праці робітників висока, і вона не підходить для автоматизованих операцій.

2.2 Гаряча кастинг
Гаряча лиття - це змішування керамічного порошку з сполучним (парафіном) при відносно високій температурі (60 ~ 100 ℃) для отримання суспензії для лиття гарячого штампу. Суспензія вводиться в металеву форму під дією стисненого повітря, і тиск підтримується. Охолодження, демуляція, щоб отримати воскову порожню, воскову порожню зневоднюється під захистом інертного порошку для отримання зеленого тіла, а зелене тіло спікається при високій температурі, щоб стати порцеляновим.

Зелене тіло, утворене за допомогою лиття гарячих штампів, має точні розміри, рівномірна внутрішня структура, менший знос цвілі та високу ефективність виробництва та підходить для різних сировини. Температура воскової суспензії та цвіль потрібно суворо контролювати, інакше вона спричинить під час введення або деформації, тому вона не підходить для виготовлення великих деталей, а двоетапний процес стрільби складний, а споживання енергії висока.

2.3 Кастинг стрічки
Кастинг стрічки полягає в тому, щоб повністю змішати керамічний порошок з великою кількістю органічних в'яжучих, пластифікаторів, диспергаторів тощо, щоб отримати проточну в'язку суспензію, додати суспензію до бункера лиття машини та використовувати скрепер для управління товщиною. Він витікає до конвеєрного пояса через насадку для подачі, а плівка порожня отримується після висихання.

Цей процес підходить для підготовки матеріалів плівки. Для отримання кращої гнучкості додається велика кількість органічної речовини, і параметри процесу повинні бути суворо контрольовані, інакше це легко спричинить дефекти, такі як лущення, смуги, низька міцність на плівку або складне лущення. Використовувана органічна речовина є токсичною і спричинить забруднення навколишнього середовища, а для зменшення забруднення навколишнього середовища слід використовувати нетоксичну або менш токсичну систему.

2,4 гель -введення ліплення
Технологія лиття гель -ін'єкції - це новий колоїдний процес швидкого прототипування, вперше винайдений дослідниками Національної лабораторії Oak Ridge на початку 1990 -х. По суті-використання органічних мономерних розчинів, які полімеризуються у високоміцні, бічно пов'язані полімерно-розчинні гелі.

Суспензія керамічної порошку, розчиненої в розчині органічних мономерів, кидається у форму, а мономерна суміш полімеризується, утворюючи гелеровану частину. Оскільки бічно пов'язаний полімер-розчин містить лише 10% -20% (масова фракція) полімер, легко видалити розчинник з гелевої частини на етап сушіння. У той же час, через бічний зв’язок полімерів, полімери не можуть мігрувати з розчинником під час процесу сушіння.

Цей метод може бути використаний для виготовлення однофазних та композитних керамічних деталей, які можуть утворювати керамічні деталі з квазі-сіткою, а його зелена міцність до 20-30 мПа і більше, що можна переробити. Основна проблема цього методу полягає в тому, що швидкість усадки тіла ембріона є відносно високою під час процесу ущільнення, що легко призводить до деформації тіла ембріона; Деякі органічні мономери мають гальмування кисню, що змушує поверхню лущитися і падати; Завдяки температурному процесу полімеризації органічного мономеру, що спричиняє температуру, призводить до існування внутрішнього напруги, що призводить до зламання заготовки тощо.

2.5 Пряме затвердіння ліплення
Пряме затверджене лиття для ін'єкцій-це технологія лиття, розроблене ETH Цюріхом: Вода розчинника, керамічний порошок та органічні добавки повністю змішані для утворення електростатично стабільної, низької вікознавства, суспензії з високим вмістом суспензії, які можна змінити, додаючи рН сулії або хімічні речовини, що збільшують концентрацію електроліту, тоді гладка вводиться в непорційну формову.

Контролювати хід хімічних реакцій під час процесу. Реакція перед ліпленням ін'єкції проводиться повільно, в'язкість суспензії зберігається низькою, а реакція прискорюється після лиття ін'єкції, суспензія твердне, а рідина суспензія перетворюється на тверду тіло. Отримане зелене тіло має хороші механічні властивості, а сила може досягати 5 кПа. Зелене тіло розбито, сушить і спікається, утворюючи керамічну частину бажаної форми.

Його переваги полягають у тому, що він не потребує або потребує лише невеликої кількості органічних добавок (менше 1%), зелене тіло не потрібно знежирити, зелена щільність тіла є рівномірною, відносна щільність висока (55%~ 70%), і вона може утворювати великі та складні церамічні частини. Його недолік полягає в тому, що добавки дорогі, а газ, як правило, вивільняється під час реакції.

2,6 ліплення ін'єкцій
Літер для ін'єкцій давно застосовується при формуванні пластикових виробів та лиття металевих форм. У цьому процесі використовується низькотемпературна затвердіння термопластичної органіки або високотемпературне затвердіння термореактивної органіки. Порошок і органічний носій змішуються в спеціальному змішувальному обладнанні, а потім вводять у форму під високим тиском (десятки до сотень МПА). Через великий тиск на лиття, отримані заготовки мають точні розміри, високу гладкість та компактну структуру; Використання спеціального ліплення обладнання значно підвищує ефективність виробництва.

Наприкінці 1970 -х та на початку 1980 -х рр. Процес ін'єкційного лиття застосовувався до формування керамічних деталей. Цей процес реалізує пластикове ліплення безплідних матеріалів, додавши велику кількість органічних речовин, що є поширеним керамічним пластиковим процесом. 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 quality of the injection формоване тіло.

Процес ін’єкційного лиття має переваги високого ступеня автоматизації та точного розміру формового порожнього. Однак вміст органіки в зеленому тілі керамічних деталей, що займається ін'єкцією, становить 50 вол%. Щоб усунути ці органічні речовини в наступному процесі спікання, потрібно тривалий час, навіть кілька днів, щоб усунути ці органічні речовини в наступному процесі спікання, і легко викликати дефекти якості.

2,7 колоїдна ліплення
Для вирішення проблем великої кількості доданих органічних речовин та труднощів усунення труднощів у традиційному процесі ліплення впорскування, університет Цінгхуа творчо запропонував новий процес для колоїдного ліплення кераміки та незалежно розробила прототипу колоїдної ін'єкції для реалізації ін'єкції безплідної керамічної сулії. формування.

Основна ідея полягає у поєднанні колоїдного формування з ліпленням впорскування, використовуючи фірмове обладнання для введення та нову технологію затвердіння, що надається колоїдним процесом затвердіння. Цей новий процес використовує менше 4WT.% Органічних речовин. Невелика кількість органічних мономерів або органічних сполук у суспензії на водній основі використовується для швидкого індукування полімеризації органічних мономерів після введення в форму для утворення скелета органічної мережі, який рівномірно загортає керамічний порошок. Серед них не тільки час дегумування значно скорочується, але й можливість розтріскування дегемування значно зменшується.

Існує величезна різниця між ліпленням кераміки та колоїдним литтям. Основна відмінність полягає в тому, що перша належить до категорії пластикового ліплення, а другий належить до ліплення суспензії, тобто суспензії не має пластичності і є безплідним матеріалом. Оскільки суспензія не має пластичності в колоїдному формуванні, традиційна ідея ліплення кераміки не може бути прийнята. Якщо колоїдне лиття поєднується з ліпленням для ін'єкцій, колоїдне введення ліплення керамічних матеріалів реалізується за допомогою фірмового обладнання для введення та нових технологій затвердіння, що забезпечується колоїдним процесом лиття.

Новий процес колоїдного ліплення кераміки відрізняється від загального колоїдного лиття та традиційного лиття ін'єкції. Перевага високого ступеня автоматизації лиття-якісна сублімація процесу колоїдного лиття, що стане надією на індустріалізацію високотехнологічної кераміки.