Nèf pwosesis bòdi presizyon nan seramik zirkonya

Nèf pwosesis bòdi presizyon nan seramik zirkonya
Pwosesis bòdi a jwe yon wòl enpòtan nan tout pwosesis preparasyon materyèl seramik yo, epi li se kle pou asire fyab pèfòmans ak repetabilite pwodiksyon materyèl ak konpozan seramik yo.
Avèk devlopman sosyete a, metòd tradisyonèl petrir alamen, metòd fòme wou, metòd siman, elatriye seramik tradisyonèl yo pa ka satisfè bezwen sosyete modèn nan pou pwodiksyon ak rafinman ankò, kidonk yon nouvo pwosesis bòdi te fèt. Materyèl seramik amann ZrO2 yo lajman itilize nan 9 kalite pwosesis bòdi sa yo (2 kalite metòd sèk ak 7 kalite metòd mouye):

1. Bòdi sèk

1.1 Presaj sèk

Presaj sèk itilize presyon pou peze poud seramik la nan yon sèten fòm nan kò a. Esans li se ke anba aksyon yon fòs ekstèn, patikil poud yo pwoche youn ak lòt nan mwazi an, epi yo byen konbine pa friksyon entèn pou kenbe yon sèten fòm. Defo prensipal nan kò vèt prese sèk se spalasyon, ki rive akòz friksyon entèn ant poud yo ak friksyon ant poud yo ak miray mwazi an, sa ki lakòz pèt presyon andedan kò a.

Avantaj presaj sèk yo se gwosè kò vèt la egzak, operasyon an senp, epi li pratik pou reyalize operasyon mekanize; kontni imidite ak lyan nan presaj sèk vèt la pi ba, epi kontraksyon siye ak kwit la piti. Li sitou itilize pou fòme pwodwi ki gen fòm senp, epi rapò aspè a piti. Ogmantasyon pri pwodiksyon ki koze pa mete mwazi an se dezavantaj presaj sèk la.

1.2 Presaj izostatik

Presaj izostatik se yon metòd fòmasyon espesyal ki devlope sou baz presyon sèk tradisyonèl la. Li itilize presyon transmisyon likid pou aplike presyon egalman sou poud ki andedan mwazi elastik la soti nan tout direksyon. Akòz konsistans presyon entèn likid la, poud lan sipòte menm presyon an nan tout direksyon, kidonk diferans nan dansite kò vèt la ka evite.

Presaj izostatik la divize an de: presaj izostatik sak mouye ak presaj izostatik sak sèk. Presaj izostatik sak mouye a ka fòme pwodwi ki gen fòm konplèks, men li ka sèlman fonksyone detanzantan. Presaj izostatik sak sèk la ka reyalize operasyon kontinyèl otomatik, men li ka sèlman fòme pwodwi ki gen fòm senp tankou seksyon kare, won, ak tib. Presaj izostatik la ka jwenn yon kò vèt inifòm ak dans, ak yon ti kontraksyon nan dife ak yon kontraksyon inifòm nan tout direksyon, men ekipman an konplèks epi li chè, epi efikasite pwodiksyon an pa wo, epi li sèlman apwopriye pou pwodiksyon materyèl ki gen egzijans espesyal.

2. Fòmaj mouye

2.1 Kouli
Pwosesis bòdi ak siman an sanble ak bòdi ak tep, diferans lan se ke pwosesis bòdi a gen ladan l yon pwosesis dezidratasyon fizik ak yon pwosesis koagilasyon chimik. Dezidratasyon fizik la retire dlo ki nan sispansyon an atravè aksyon kapilè mwazi jips pore a. Ca2+ ki pwodui pa yap divòse CaSO4 sifas la ogmante fòs iyonik sispansyon an, sa ki lakòz flokilasyon sispansyon an.
Anba aksyon dezidratasyon fizik ak koagilasyon chimik, patikil poud seramik yo depoze sou miray mwazi jips la. Kouli a apwopriye pou prepare gwo pyès seramik ak fòm konplèks, men kalite kò vèt la, ki gen ladan fòm, dansite, fòs, elatriye, pòv, entansite travay travayè yo wo, epi li pa apwopriye pou operasyon otomatik.

2.2 Distribisyon cho anba presyon
Koule a cho se melanje poud seramik ak yon lyan (parafin) nan yon tanperati relativman wo (60 ~ 100 ℃) pou jwenn yon lasi pou koule a cho. Yo enjekte lasi a nan yon mwazi metal anba aksyon lè konprese, epi yo kenbe presyon an. Apre sa, yo refwadi li, yo demoule li pou jwenn yon blank sir, yo retire lasi blank sir la anba pwoteksyon yon poud inaktif pou jwenn yon kò vèt, epi yo sinterize kò vèt la nan yon tanperati ki wo pou l vin pòslèn.

Kò vèt ki fòme pa mwazi cho a gen dimansyon presi, yon estrikti entèn inifòm, mwens chire nan mwazi a ak yon efikasite pwodiksyon ki wo, epi li apwopriye pou divès matyè premyè. Tanperati sispansyon sir la ak mwazi a bezwen kontwole estrikteman, sinon li pral lakòz sou-enjeksyon oswa defòmasyon, kidonk li pa apwopriye pou fabrike gwo pyès, epi pwosesis kwit manje an de etap la konplike epi konsomasyon enèji a wo.

2.3 Distribisyon sou kasèt
Koule sou kasèt se melanje poud seramik nèt ak yon gwo kantite lyan òganik, plastifyan, dispèsan, elatriye pou jwenn yon sispansyon viskoz ki ka koule. Vide sispansyon an nan tremi machin koule a, epi sèvi ak yon gratwa pou kontwole epesè a. Li koule nan senti transporteur a atravè bouch alimantasyon an, epi apre siye, yo jwenn yon vid fim.

Pwosesis sa a apwopriye pou preparasyon materyèl fim. Pou jwenn pi bon fleksibilite, yo ajoute yon gwo kantite matyè òganik, epi paramèt pwosesis yo dwe kontwole estrikteman, sinon li pral fasilman lakòz domaj tankou kale, tras, fòs fim ki ba oswa kale difisil. Matyè òganik yo itilize a toksik epi li pral lakòz polisyon anviwònman an, kidonk yo ta dwe itilize yon sistèm ki pa toksik oswa mwens toksik otank posib pou diminye polisyon anviwònman an.

2.4 Bòdi piki jèl
Teknoloji bòdi piki jèl se yon nouvo pwosesis prototipaj rapid koloidal ki te envante pou premye fwa pa chèchè nan Laboratwa Nasyonal Oak Ridge nan kòmansman ane 1990 yo. Nan nwayo li se itilizasyon solisyon monomè òganik ki polimerize an jèl polimè-solvan ki gen gwo fòs, lye lateralman.

Yo mete yon melanj poud seramik ki fonn nan yon solisyon monomè òganik nan yon mwazi, epi melanj monomè a polimerize pou fòme yon pati jèl. Piske polimè-solvan ki lye lateralman an genyen sèlman 10%-20% (fraksyon mas) polimè, li fasil pou retire solvan an nan pati jèl la pa yon etap siye. An menm tan, akòz koneksyon lateral polimè yo, polimè yo pa ka migre ak solvan an pandan pwosesis siye a.

Metòd sa a ka itilize pou fabrike pyès seramik monofaz ak konpoze, ki ka fòme pyès seramik ki gen fòm konplèks, gwosè kwazi-net, epi fòs vèt li rive jiska 20-30Mpa oswa plis, ki ka retrete. Pwoblèm prensipal metòd sa a se ke pousantaj kontraksyon kò anbriyon an relativman wo pandan pwosesis dansifikasyon an, sa ki fasilman mennen nan defòmasyon kò anbriyon an; kèk monomè òganik gen inibisyon oksijèn, sa ki lakòz sifas la kale epi tonbe; akòz pwosesis polimerizasyon monomè òganik ki pwovoke pa tanperati a, sa ki lakòz Rasaj tanperati a mennen nan egzistans estrès entèn, sa ki lakòz espas vid yo kase ak sou sa.

2.5 Bòdi piki solidifikasyon dirèk
Bòdi piki solidifikasyon dirèk se yon teknoloji bòdi ETH Zurich devlope: dlo sòlvan, poud seramik ak aditif òganik yo melanje nèt pou fòme yon sispansyon ki estab elektwostatikman, ki gen ba viskozite, ak anpil solid, ke yo ka chanje lè yo ajoute pH sispansyon an oswa pwodui chimik ki ogmante konsantrasyon elektwolit, answit yo enjekte sispansyon an nan yon mwazi ki pa pore.

Kontwole pwogrè reyaksyon chimik yo pandan pwosesis la. Reyaksyon an anvan bòdi piki a fèt dousman, viskozite sispansyon an rete ba, epi reyaksyon an akselere apre bòdi piki a, sispansyon an vin solid, epi sispansyon likid la transfòme an yon kò solid. Kò vèt ki jwenn nan gen bon pwopriyete mekanik epi rezistans li ka rive nan 5kPa. Kò vèt la demoule, seche epi sinterize pou fòme yon pati seramik nan fòm vle a.

Avantaj li yo se ke li pa bezwen oswa sèlman bezwen yon ti kantite aditif òganik (mwens pase 1%), kò vèt la pa bezwen degrese, dansite kò vèt la inifòm, dansite relatif la wo (55% ~ 70%), epi li ka fòme pati seramik gwo gwosè ak fòm konplèks. Dezavantaj li se ke aditif yo chè, epi jeneralman gaz lage pandan reyaksyon an.

2.6 Bòdi piki
Yo itilize metòd moulaj par enjeksyon an depi lontan nan moulaj pwodui plastik ak moulaj mwazi metal. Pwosesis sa a itilize geri nan ba tanperati pou materyèl òganik termoplastik oswa geri nan wo tanperati pou materyèl òganik ki gen tèmose. Yo melanje poud lan ak sipòtè òganik la nan yon ekipman espesyal pou melanje, epi answit yo enjekte yo nan mwazi a anba gwo presyon (plizyè dizèn rive plizyè santèn MPa). Akòz gwo presyon moulaj la, moso blan yo jwenn yo gen dimansyon egzak, gwo lis ak yon estrikti kontra enfòmèl ant; itilizasyon ekipman moulaj espesyal amelyore efikasite pwodiksyon an anpil.

Nan fen ane 1970 yo ak kòmansman ane 1980 yo, yo te aplike pwosesis bòdi piki a nan bòdi pyès seramik yo. Pwosesis sa a reyalize bòdi plastik materyèl arid yo lè yo ajoute yon gwo kantite matyè òganik, ki se yon pwosesis komen bòdi plastik seramik. Nan teknoloji bòdi piki a, anplis itilizasyon òganik termoplastik (tankou polietilèn, polistirèn), òganik tèrmosetabl (tankou résine epoksidik, résine fenolik), oswa polymère idrosolubl kòm prensipal lyan, li nesesè pou ajoute sèten kantite èd pwosesis tankou plastifyan, lubrifyan ak ajan kouplaj pou amelyore fluidite sispansyon piki seramik la epi asire kalite kò bòdi piki a.

Pwosesis bòdi piki a gen avantaj tankou yon wo nivo automatisation ak yon gwosè egzak nan blank bòdi a. Sepandan, kontni òganik nan kò vèt pyès seramik bòdi pa piki a rive jiska 50% an volim. Li pran anpil tan, menm plizyè jou rive plizyè douzèn jou, pou elimine sibstans òganik sa yo nan pwosesis sinterizasyon ki vin apre a, e li fasil pou koze domaj kalite.

2.7 Bòdi piki koloidal
Pou rezoud pwoblèm gwo kantite matyè òganik ki ajoute a ak difikilte pou elimine difikilte ki genyen nan pwosesis bòdi piki tradisyonèl la, Inivèsite Tsinghua te pwopoze yon nouvo pwosesis pou bòdi piki koloidal seramik avèk kreyativite, epi li te devlope yon pwototip bòdi piki koloidal poukont li pou reyalize fòmasyon enjeksyon sispansyon seramik arid.

Lide debaz la se konbine bòdi koloidal ak bòdi piki, lè l sèvi avèk ekipman piki propriétaires ak nouvo teknoloji geri ki ofri pa pwosesis bòdi solidifikasyon koloidal in-situ a. Nouvo pwosesis sa a itilize mwens pase 4% pwa matyè òganik. Yon ti kantite monomè òganik oswa konpoze òganik nan sispansyon ki baze sou dlo a itilize pou byen vit pwovoke polimerizasyon monomè òganik yo apre enjeksyon nan mwazi an pou fòme yon skelèt rezo òganik, ki vlope poud seramik la respire. Pami yo, non sèlman tan degomasyon an diminye anpil, men tou posibilite pou fann degomasyon an redwi anpil.

Gen yon gwo diferans ant moulaj seramik pa piki ak moulaj koloidal. Diferans prensipal la se ke premye a fè pati kategori moulaj plastik, epi dezyèm lan fè pati moulaj sispansyon, sa vle di, sispansyon an pa gen plastisite epi li se yon materyèl arid. Paske sispansyon an pa gen plastisite nan moulaj koloidal, lide tradisyonèl moulaj seramik pa piki a pa ka adopte. Si yo konbine moulaj koloidal ak moulaj pa piki, moulaj materyèl seramik pa piki koloidal reyalize lè l sèvi avèk ekipman piki propriétaires ak nouvo teknoloji geri ki ofri pa pwosesis moulaj koloidal in-situ.

Nouvo pwosesis bòdi seramik pa piki koloidal la diferan de bòdi koloidal jeneral ak bòdi pa piki tradisyonèl la. Avantaj yon wo degre automatisation bòdi a se yon siblimasyon kalitatif nan pwosesis bòdi koloidal la, ki pral vin espwa pou endistriyalizasyon seramik gwo teknoloji yo.