Njoggen presyzjefoarmprosessen fan sirkonia-keramyk

Njoggen presyzjefoarmprosessen fan sirkonia-keramyk
It foarmjaanproses spilet in ferbinende rol yn it heule tariedingsproses fan keramyske materialen, en is de kaai foar it garandearjen fan 'e prestaasjesbetrouberens en produksjeherhellberens fan keramyske materialen en komponinten.
Mei de ûntwikkeling fan 'e maatskippij kinne de tradisjonele hânkneedmetoade, tsjilfoarmmetoade, groutmetoade, ensfh. fan tradisjonele keramyk net mear foldwaan oan 'e behoeften fan 'e moderne maatskippij foar produksje en ferfining, sadat in nij foarmingsproses ûntstie. ZrO2 fynkeramyske materialen wurde breed brûkt yn 'e folgjende 9 soarten foarmingsprosessen (2 soarten droege metoaden en 7 soarten wiete metoaden):

1. Droechfoarmjen

1.1 Droechpersen

Droechparse brûkt druk om keramykpoeier yn in bepaalde foarm fan it lichem te parsen. De essinsje dêrfan is dat ûnder ynfloed fan eksterne krêft de poeierdieltsjes byinoar komme yn 'e mal, en troch ynterne wriuwing stevich byinoar komme om in bepaalde foarm te behâlden. It wichtichste gebrek yn droechparse griene lichems is ôfspjalting, dat ûntstiet troch de ynterne wriuwing tusken de poeiers en de wriuwing tusken de poeiers en de malwand, wat resulteart yn drukferlies yn it lichem.

De foardielen fan droech parsen binne dat de grutte fan it griene lichem krekt is, de operaasje ienfâldich is, en it handich is om meganisearre operaasje út te fieren; it ynhâld fan focht en bindemiddel yn it griene droege parsen is minder, en de krimp by it droegjen en bakken is lyts. It wurdt benammen brûkt om produkten mei ienfâldige foarmen te foarmjen, en de aspektferhâlding is lyts. De ferhege produksjekosten feroarsake troch malslijtage is it neidiel fan droech parsen.

1.2 Isostatysk persen

Isostatysk parsen is in spesjale foarmmetoade ûntwikkele op basis fan tradisjoneel droech parsen. It brûkt floeistofoerdrachtdruk om druk lykmatig út te oefenjen op it poeier yn 'e elastyske mal út alle rjochtingen. Troch de konsistinsje fan 'e ynterne druk fan' e floeistof draacht it poeier deselde druk yn alle rjochtingen, sadat it ferskil yn tichtens fan it griene lichem foarkommen wurde kin.

Isostatysk parsen wurdt ferdield yn isostatysk parsen mei wiete sekken en isostatysk parsen mei droege sekken. Isostatysk parsen mei wiete sekken kin produkten mei komplekse foarmen foarmje, mar it kin allinich mei tuskenskoften wurkje. Isostatysk parsen mei droege sekken kin automatysk trochgeande operaasje realisearje, mar kin allinich produkten foarmje mei ienfâldige foarmen lykas fjouwerkante, rûne en buisfoarmige dwerstrochsneden. Isostatysk parsen kin in unifoarm en ticht grien lichem krije, mei lytse krimp fan it fjoer en unifoarme krimp yn alle rjochtingen, mar de apparatuer is kompleks en djoer, en de produksjeeffisjinsje is net heech, en it is allinich geskikt foar de produksje fan materialen mei spesjale easken.

2. Wiete foarming

2.1 Voegen
It groutfoarmproses is fergelykber mei tape casting, it ferskil is dat it foarmproses in fysyk útdroegingproses en in gemysk koagulaasjeproses omfettet. Fysyk útdroeging ferwideret it wetter yn 'e slurry troch de kapillêre aksje fan 'e poreuze gipsfoarm. De Ca2+ dy't ûntstiet troch it oplossen fan it oerflak CaSO4 fergruttet de ionsterkte fan 'e slurry, wat resulteart yn 'e flokkulaasje fan 'e slurry.
Under de aksje fan fysike útdroeging en gemyske koagulaasje wurde de keramyske poeierdieltsjes ôfset op 'e gipsfoarmwand. Grouting is geskikt foar de tarieding fan grutskalige keramyske ûnderdielen mei komplekse foarmen, mar de kwaliteit fan it griene lichem, ynklusyf foarm, tichtens, sterkte, ensfh., is min, de arbeidsyntinsiteit fan arbeiders is heech, en it is net geskikt foar automatisearre operaasjes.

2.2 Hjitte spuitgieten
Hjitte spuitgieten is it mingen fan keramykpoeier mei bindemiddel (paraffine) by in relatyf hege temperatuer (60~100℃) om in slurry te krijen foar hjitte spuitgieten. De slurry wurdt ûnder ynfloed fan komprimearre loft yn 'e metalen mal spuite, en de druk wurdt hanthavene. Nei it koelen en út 'e mal helje om in waaksblank te krijen, wurdt de waaksblank ûntwaakse ûnder beskerming fan in inert poeier om in griene lichem te krijen, en de griene lichem wurdt sintere by hege temperatuer om porselein te wurden.

It griene lichem dat foarme wurdt troch hjitte spuitgieten hat krekte ôfmjittings, in unifoarme ynterne struktuer, minder malslijtage en hege produksjeeffisjinsje, en is geskikt foar ferskate grûnstoffen. De temperatuer fan 'e waaksslurry en de mal moat strang kontroleare wurde, oars sil it ûnderynjeksje of deformaasje feroarsaakje, dus it is net geskikt foar it produsearjen fan grutte ûnderdielen, en it twa-stap bakproses is yngewikkeld en it enerzjyferbrûk is heech.

2.3 Tape-gieten
Tape-gieten is it folslein mingen fan keramykpoeier mei in grutte hoemannichte organyske bindemiddels, weekmakers, dispergeermiddels, ensfh. om in streambere viskeuze slurry te krijen, de slurry ta te foegjen oan 'e hopper fan' e gietmasine, en mei in skraper de dikte te kontrolearjen. It streamt troch de feeder nozzle nei de transportband, en nei it droegjen wurdt de filmblank krigen.

Dit proses is geskikt foar de tarieding fan filmmaterialen. Om bettere fleksibiliteit te krijen, wurdt in grutte hoemannichte organyske stof tafoege, en de prosesparameters moatte strang kontroleare wurde, oars sil it maklik defekten feroarsaakje lykas ôfpellen, strepen, lege filmsterkte of lestich ôfpellen. De brûkte organyske stof is giftich en sil miljeufersmoarging feroarsaakje, en in net-giftich of minder giftich systeem moat safolle mooglik brûkt wurde om miljeufersmoarging te ferminderjen.

2.4 Gel-ynjeksjefoarmjen
Gel-ynjeksjefoarmtechnology is in nij kolloïdaal rap prototypingproses dat earst útfûn waard troch ûndersikers fan it Oak Ridge National Laboratory yn 'e iere jierren '90. De kearn dêrfan is it brûken fan organyske monomeeroplossingen dy't polymerisearje yn hege sterkte, lateraal keppele polymeer-oplosmiddelgels.

In brij fan keramykpoeier oplost yn in oplossing fan organyske monomeren wurdt yn in mal getten, en it monomeermingsel polymerisearret om in gelidearre ûnderdiel te foarmjen. Om't it lateraal keppele polymeer-oplosmiddel mar 10%–20% (massafraksje) polymeer befettet, is it maklik om it oplosmiddel út it gelidiel te ferwiderjen troch in droechstap. Tagelyk, troch de laterale ferbining fan 'e polymearen, kinne de polymearen net mei it oplosmiddel migrearje tidens it droechproses.

Dizze metoade kin brûkt wurde om ienfase en gearstalde keramyske ûnderdielen te meitsjen, dy't kompleksfoarmige, quasi-net-grutte keramyske ûnderdielen foarmje kinne, en har griene sterkte is sa heech as 20-30Mpa of mear, dy't opnij ferwurke wurde kinne. It wichtichste probleem fan dizze metoade is dat de krimpsnelheid fan it embryo-lichem relatyf heech is tidens it ferdichtingsproses, wat maklik liedt ta de deformaasje fan it embryo-lichem; guon organyske monomeren hawwe soerstofremming, wêrtroch't it oerflak ôfskilft en ôffalt; troch it temperatuer-induzearre organyske monomeerpolymerisaasjeproses liedt temperatuerskearing ta it bestean fan ynterne spanning, wêrtroch't de blanks brutsen wurde en sa fierder.

2.5 Direkte stollingsspuitgieten
Direkt stollingsynjeksjefoarmjen is in foarmtechnology ûntwikkele troch ETH Zürich: oplosmiddelwetter, keramykpoeier en organyske tafoegings wurde folslein mingd om elektrostatysk stabile, lege viskositeit, hege fêste-stof-ynhâld slurry te foarmjen, dy't feroare wurde kin troch slurry pH of gemikaliën ta te foegjen dy't de elektrolytkonsintraasje ferheegje, dan wurdt de slurry ynjektearre yn in net-poreuze mal.

Kontrolearje de foarútgong fan gemyske reaksjes tidens it proses. De reaksje foar it ynjeksjefoarmjen wurdt stadich útfierd, de viskositeit fan 'e slurry wurdt leech hâlden, en de reaksje wurdt fersneld nei it ynjeksjefoarmjen, de slurry wurdt stollen, en de floeibere slurry wurdt omfoarme ta in fêst lichem. It krigen griene lichem hat goede meganyske eigenskippen en de sterkte kin 5 kPa berikke. It griene lichem wurdt út 'e foarm helle, droege en sintere om in keramysk ûnderdiel fan 'e winske foarm te foarmjen.

De foardielen binne dat it gjin of mar in lytse hoemannichte organyske tafoegings nedich hat (minder as 1%), it griene lichem hoecht net ûntfette te wurden, de tichtens fan it griene lichem is unifoarm, de relative tichtens is heech (55% ~ 70%), en it kin grutte en komplekse keramyske ûnderdielen foarmje. It neidiel is dat de tafoegings djoer binne, en der wurdt oer it generaal gas frijlitten tidens de reaksje.

2.6 Ynjeksjefoarmjen
Ynjeksjefoarmjen wurdt al lang brûkt by it foarmjen fan plestikprodukten en it foarmjen fan metalen mallen. Dit proses brûkt lege temperatuer útharding fan termoplastyske organyske stoffen of hege temperatuer útharding fan thermohardende organyske stoffen. It poeier en de organyske drager wurde mingd yn in spesjale mingapparatuer, en dan ûnder hege druk (tsientallen oant hûnderten MPa) yn 'e mal ynjektearre. Troch de grutte foarmdruk hawwe de krigen blanks krekte ôfmjittings, hege glêdens en kompakte struktuer; it gebrûk fan spesjale foarmapparatuer ferbetteret de produksjeeffisjinsje sterk.

Yn 'e lette jierren '70 en iere jierren '80 waard it ynjeksjefoarmproses tapast op it foarmjen fan keramyske ûnderdielen. Dit proses realisearret it plestikfoarmjen fan ûnfruchtbere materialen troch in grutte hoemannichte organyske matearje ta te foegjen, wat in gewoan keramysk plestikfoarmproses is. Yn ynjeksjefoarmtechnology is it, neist it brûken fan termoplastyske organyske stoffen (lykas polyetyleen, polystyreen), thermosetende organyske stoffen (lykas epoxyhars, fenolhars), of wetteroplosbere polymearen as it wichtichste bindmiddel, nedich om bepaalde hoemannichten proseshulpmiddels lykas weekmakkers, smeermiddels en koppelingsmiddels ta te foegjen om de floeiberens fan 'e keramyske ynjeksjesuspensje te ferbetterjen en de kwaliteit fan it ynjeksjefoarmige lichem te garandearjen.

It ynjeksjefoarmproses hat de foardielen fan in hege mjitte fan automatisearring en in krekte grutte fan it foarmblêd. De organyske ynhâld yn it griene lichem fan ynjeksjefoarme keramyske ûnderdielen is lykwols wol 50 vol%. It duorret lang, sels ferskate dagen oant tsientallen dagen, om dizze organyske stoffen te eliminearjen yn it neifolgjende sinterproses, en it is maklik om kwaliteitsdefekten te feroarsaakjen.

2.7 Kolloïdaal ynjeksjefoarmjen
Om de problemen fan 'e grutte hoemannichte tafoege organyske stof en de muoite om de swierrichheden yn it tradisjonele ynjeksjefoarmproses op te lossen, hat de Tsinghua Universiteit kreatyf in nij proses foarsteld foar it kolloïdaal ynjeksjefoarmjen fan keramyk, en ûnôfhinklik in kolloïdaal ynjeksjefoarmprototype ûntwikkele om de ynjeksje fan ûnfruchtbere keramykslurry te realisearjen.

It basisidee is om kolloïdaal gieten te kombinearjen mei ynjeksjefoarmjen, mei gebrûk fan eigen ynjeksjeapparatuer en nije úthardingstechnology levere troch it kolloïdaal in-situ stollingsfoarmjenproses. Dit nije proses brûkt minder as 4 gewichtsprosent organyske stof. In lytse hoemannichte organyske monomeren of organyske ferbiningen yn 'e wetterbasearre suspensje wurdt brûkt om de polymerisaasje fan organyske monomeren nei ynjeksje yn 'e mal fluch te indusearjen om in organysk netwurkskelet te foarmjen, dat it keramykpoeier evenredich omfiemet. Under har wurdt net allinich de tiid fan ûntgommen sterk ferkoarte, mar ek de mooglikheid fan barsten fan ûntgommen wurdt sterk fermindere.

Der is in enoarm ferskil tusken ynjeksjefoarmjen fan keramyk en kolloïdaal foarmjaan. It wichtichste ferskil is dat de earste ta de kategory plestikfoarmjen heart, en de lêste ta slurryfoarmjen, dat wol sizze, de slurry hat gjin plastisiteit en is in ûnfruchtber materiaal. Omdat de slurry gjin plastisiteit hat yn kolloïdaal foarmjaan, kin it tradisjonele idee fan keramysk ynjeksjefoarmjen net oannommen wurde. As kolloïdaal foarmjaan wurdt kombinearre mei ynjeksjefoarmjen, wurdt kolloïdaal ynjeksjefoarmjen fan keramyske materialen realisearre troch gebrûk te meitsjen fan proprietêre ynjeksjeapparatuer en nije úthardingstechnology levere troch it kolloïdaal in-situ foarmjaanproses.

It nije proses fan kolloïdaal ynjeksjefoarmjen fan keramyk is oars as algemien kolloïdaal foarmjen en tradisjoneel ynjeksjefoarmjen. It foardiel fan in hege mjitte fan automatisearring fan foarmjen is in kwalitative sublimaasje fan it kolloïdaal foarmjenproses, wat de hoop sil wurde foar de yndustrialisaasje fan hege-tech keramyk.