Chín quy trình đúc chính xác của gốm sứ zirconia

Chín quy trình đúc chính xác của gốm sứ zirconia
Quá trình đúc đóng vai trò liên kết trong toàn bộ quá trình chuẩn bị của vật liệu gốm, và là chìa khóa để đảm bảo độ tin cậy hiệu suất và khả năng lặp lại sản xuất của vật liệu và linh kiện gốm.
Với sự phát triển của xã hội, phương pháp thủ công truyền thống, phương pháp hình thành bánh xe, phương pháp vữa, v.v ... của gốm sứ truyền thống không còn có thể đáp ứng nhu cầu của xã hội hiện đại về sản xuất và tinh chỉnh, do đó, một quá trình đúc mới đã ra đời. Vật liệu gốm mịn ZRO2 được sử dụng rộng rãi trong 9 loại quy trình đúc sau đây (2 loại phương pháp khô và 7 loại phương pháp ướt):

1. Đúc khô

1.1 Phúc khô

Việc ép khô sử dụng áp lực để ép bột gốm thành một hình dạng nhất định của cơ thể. Bản chất của nó là dưới tác động của lực bên ngoài, các hạt bột tiếp cận nhau trong khuôn và được kết hợp vững chắc bởi ma sát bên trong để duy trì một hình dạng nhất định. Khiếm khuyết chính trong các cơ thể màu xanh lá cây được ép khô là Spallation, đó là do ma sát bên trong bột và ma sát giữa bột và thành khuôn, dẫn đến mất áp lực bên trong cơ thể.

Ưu điểm của việc ép khô là kích thước của cơ thể màu xanh lá cây là chính xác, hoạt động rất đơn giản và thuận tiện để nhận ra hoạt động cơ giới hóa; Hàm lượng độ ẩm và chất kết dính trong máy ép khô màu xanh lá cây là ít hơn, và sự co ngót khô và bắn là nhỏ. Nó chủ yếu được sử dụng để hình thành các sản phẩm có hình dạng đơn giản và tỷ lệ khung hình là nhỏ. Chi phí sản xuất tăng lên do hao mòn nấm mốc là nhược điểm của việc ép khô.

1.2 nhấn đẳng hướng

Tăng đẳng hướng là một phương pháp hình thành đặc biệt được phát triển trên cơ sở ép khô truyền thống. Nó sử dụng áp suất truyền chất lỏng để áp dụng áp suất đều cho bột bên trong khuôn đàn hồi từ mọi hướng. Do tính nhất quán của áp suất bên trong của chất lỏng, bột có thể tránh được áp suất tương tự theo mọi hướng, do đó có thể tránh được sự khác biệt về mật độ của cơ thể màu xanh lá cây.

Việc ép đẳng hướng được chia thành túi ướt ép và túi khô isostatic. Túi ướt ép đẳng cấp có thể hình thành các sản phẩm có hình dạng phức tạp, nhưng nó chỉ có thể hoạt động không liên tục. Túi khô áp có thể nhận ra hoạt động liên tục tự động, nhưng chỉ có thể hình thành các sản phẩm có hình dạng đơn giản như mặt cắt hình vuông, tròn và hình ống. Việc ép đẳng cấp có thể có được một cơ thể màu xanh lá cây đồng nhất và dày đặc, với sự co ngót bắn nhỏ và co rút đồng đều theo mọi hướng, nhưng thiết bị rất phức tạp và tốn kém, và hiệu quả sản xuất không cao, và nó chỉ phù hợp cho việc sản xuất vật liệu với các yêu cầu đặc biệt.

2. Hình thành ướt

2.1 vữa
Quá trình đúc vữa tương tự như đúc băng, sự khác biệt là quá trình đúc bao gồm quá trình mất nước vật lý và quá trình đông máu hóa học. Mất nước vật lý loại bỏ nước trong bùn thông qua tác động mao mạch của khuôn thạch cao xốp. Ca2+ được tạo ra bởi sự hòa tan của bề mặt CASO4 làm tăng cường độ ion của bùn, dẫn đến sự kết thúc của bùn.
Dưới tác động của mất nước vật lý và đông máu hóa học, các hạt bột gốm được lắng đọng trên thành thạch cao. Việc vữa phù hợp để chuẩn bị các bộ phận gốm quy mô lớn với các hình dạng phức tạp, nhưng chất lượng của cơ thể màu xanh lá cây, bao gồm hình dạng, mật độ, sức mạnh, v.v., kém, cường độ lao động của công nhân cao và nó không phù hợp với hoạt động tự động.

2.2 Đúc chết nóng
Đúc nóng là trộn bột gốm với chất kết dính (parafin) ở nhiệt độ tương đối cao (60 ~ 100) để thu được bùn để đúc chết. Sát chủ được tiêm vào khuôn kim loại dưới tác dụng của không khí nén, và áp suất được duy trì. Làm mát, dập tắt để có được một loại sáp trống, khoảng trống sáp được làm mờ dưới sự bảo vệ của một loại bột trơ để có được thân màu xanh lá cây, và cơ thể màu xanh lá cây được thiêu kết ở nhiệt độ cao để trở thành sứ.

Cơ thể màu xanh lá cây được hình thành bằng cách đúc nóng có kích thước chính xác, cấu trúc bên trong đồng đều, ít hao mòn và hiệu quả sản xuất cao, và phù hợp với các nguyên liệu thô khác nhau. Nhiệt độ của bùn sáp và khuôn cần được kiểm soát nghiêm ngặt, nếu không nó sẽ gây ra khi tiêm hoặc biến dạng, do đó, nó không phù hợp để sản xuất các bộ phận lớn, và quá trình bắn hai bước rất phức tạp và tiêu thụ năng lượng cao.

2.3 đúc băng
Đúc băng là để trộn hoàn toàn bột gốm với một lượng lớn chất kết dính hữu cơ, chất hóa dẻo, chất phân tán, v.v. để có được một bùn nhớt có thể chảy, thêm bùn vào phễu của máy đúc và sử dụng máy quét để kiểm soát độ dày. Nó chảy ra băng chuyền qua vòi ăn, và trống có lấy được sau khi sấy khô.

Quá trình này phù hợp để chuẩn bị các tài liệu phim. Để có được sự linh hoạt tốt hơn, một lượng lớn chất hữu cơ được thêm vào và các thông số quy trình được yêu cầu phải được kiểm soát nghiêm ngặt, nếu không nó sẽ dễ dàng gây ra các khiếm khuyết như bong tróc, vệt, sức mạnh màng thấp hoặc bong tróc khó khăn. Các chất hữu cơ được sử dụng là độc hại và sẽ gây ô nhiễm môi trường, và một hệ thống không độc hại hoặc ít độc hại nên được sử dụng càng nhiều càng tốt để giảm ô nhiễm môi trường.

2.4 Đúc phun gel
Công nghệ đúc phun gel là một quy trình tạo mẫu nhanh mới của keo được phát minh đầu tiên bởi các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge vào đầu những năm 1990. Tại cốt lõi của nó là việc sử dụng các dung dịch monome hữu cơ trùng hợp thành các gel dung môi polymer có độ bền cao, liên kết ngang.

Một bùn của bột gốm hòa tan trong dung dịch các monome hữu cơ được đúc trong một khuôn, và hỗn hợp monome trùng hợp để tạo thành một phần được tạo ra. Do dung môi polymer được liên kết ngang chỉ chứa polymer 10% 20% (phân số khối lượng), nên dễ dàng loại bỏ dung môi khỏi phần gel bằng bước sấy. Đồng thời, do kết nối bên của các polyme, các polyme không thể di chuyển với dung môi trong quá trình sấy.

Phương pháp này có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận gốm một pha và composite, có thể tạo thành các bộ phận gốm có kích thước hình dạng phức tạp, và cường độ màu xanh lá cây của nó cao từ 20-30MPa trở lên, có thể được xử lý lại. Vấn đề chính của phương pháp này là tốc độ co ngót của cơ thể phôi tương đối cao trong quá trình mật độ, điều này dễ dàng dẫn đến biến dạng của cơ thể phôi; Một số monome hữu cơ có ức chế oxy, làm cho bề mặt bong tróc và rơi ra; Do quá trình trùng hợp monome hữu cơ do nhiệt độ gây ra, làm cho việc cạo nhiệt độ dẫn đến sự tồn tại của căng thẳng bên trong, làm cho các khoảng trống bị phá vỡ và vân vân.

2.5 Đúc phun rắn trực tiếp
Năng lượng phun rắn trực tiếp là một công nghệ đúc được phát triển bởi ETH Zurich: Nước dung môi, bột gốm và các chất phụ gia hữu cơ được trộn hoàn toàn để hình thành ổn định tĩnh điện, độ nhớt thấp, bùn có dung tích cao, có thể thay đổi bằng cách thêm pH bùn hoặc hóa chất làm tăng nồng độ điện phân

Kiểm soát tiến trình của các phản ứng hóa học trong quá trình. Phản ứng trước khi ép phun được thực hiện chậm, độ nhớt của bùn được giữ ở mức thấp và phản ứng được tăng tốc sau khi phun, bùn hóa rắn và bùn được biến thành một cơ thể rắn. Cơ thể màu xanh lá cây thu được có tính chất cơ học tốt và sức mạnh có thể đạt 5kpa. Cơ thể màu xanh lá cây bị loại bỏ, sấy khô và thiêu kết để tạo thành một phần gốm của hình dạng mong muốn.

Ưu điểm của nó là nó không cần hoặc chỉ cần một lượng nhỏ chất phụ gia hữu cơ (dưới 1%), cơ thể màu xanh lá cây không cần phải tẩy nhờn, mật độ cơ thể màu xanh lá cây là đồng đều, mật độ tương đối cao (55%~ 70%), và nó có thể tạo thành các phần gốm có kích thước lớn và phức tạp. Nhược điểm của nó là các chất phụ gia đắt tiền và khí thường được giải phóng trong quá trình phản ứng.

2.6 Đúc phun
Đúc phun từ lâu đã được sử dụng trong việc đúc các sản phẩm nhựa và đúc khuôn kim loại. Quá trình này sử dụng bảo dưỡng nhiệt độ thấp của chất hữu cơ nhựa nhiệt dẻo hoặc bảo dưỡng nhiệt độ cao của chất hữu cơ nhiệt. Bột và chất mang hữu cơ được trộn trong một thiết bị trộn đặc biệt, và sau đó được tiêm vào khuôn dưới áp suất cao (hàng chục đến hàng trăm MPA). Do áp suất đúc lớn, các khoảng trống thu được có kích thước chính xác, độ mịn cao và cấu trúc nhỏ gọn; Việc sử dụng các thiết bị đúc đặc biệt giúp cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất.

Vào cuối những năm 1970 và đầu những năm 1980, quá trình đúc phun đã được áp dụng cho việc đúc các bộ phận gốm. Quá trình này thực hiện việc đúc nhựa của vật liệu cằn cỗi bằng cách thêm một lượng lớn chất hữu cơ, đây là một quá trình đúc nhựa gốm thông thường. Trong công nghệ đúc phun, ngoài việc sử dụng chất hữu cơ nhựa nhiệt dẻo (như polyetylen, polystyrene), chất hữu cơ nhiệt (như nhựa epoxy, nhựa phenolic) hoặc polyme hòa tan trong nước như là chất giải thích chính của các chất hóa học. cơ thể đúc.

Quá trình đúc phun có những ưu điểm của mức độ tự động hóa cao và kích thước chính xác của chỗ trống đúc. Tuy nhiên, hàm lượng hữu cơ trong cơ thể màu xanh lá cây của các bộ phận gốm đúc phun cao tới 50vol%. Phải mất một thời gian dài, thậm chí vài ngày đến hàng chục ngày, để loại bỏ các chất hữu cơ này trong quá trình thiêu kết tiếp theo và dễ dàng gây ra khuyết tật chất lượng.

2.7 Đúc phun keo
Để giải quyết các vấn đề về một lượng lớn chất hữu cơ được thêm vào và khó khăn trong việc loại bỏ những khó khăn trong quá trình ép phun truyền thống, Đại học Tsinghua đã đề xuất một cách sáng tạo một quy trình mới để ép đúc gốm sứ, và độc lập phát triển một nguyên mẫu ép phun. hình thành.

Ý tưởng cơ bản là kết hợp đúc keo với ép phun, sử dụng thiết bị phun độc quyền và công nghệ bảo dưỡng mới được cung cấp bởi quy trình đúc hóa rắn trong tại chỗ. Quá trình mới này sử dụng ít hơn 4WT.% Chất hữu cơ. Một lượng nhỏ các đơn phân hữu cơ hoặc các hợp chất hữu cơ trong huyền phù nước được sử dụng để nhanh chóng tạo ra sự trùng hợp của các monome hữu cơ sau khi tiêm vào khuôn để tạo thành một bộ xương mạng hữu cơ, bọc đều bột gốm. Trong số đó, không chỉ thời gian thoái hóa được rút ngắn rất nhiều, mà còn khả năng bị nứt giảm dần bị giảm đi rất nhiều.

Có một sự khác biệt rất lớn giữa việc ép phun của gốm sứ và đúc keo. Sự khác biệt chính là cái trước thuộc về thể loại đúc nhựa, và cái sau thuộc về đúc bùn, nghĩa là bùn không có độ dẻo và là vật liệu cằn cỗi. Bởi vì bùn không có độ dẻo trong đúc keo, nên ý tưởng truyền thống về việc ép phun gốm không thể được áp dụng. Nếu đúc keo được kết hợp với việc ép phun, việc ép phun chất liệu gốm được thực hiện bằng cách sử dụng thiết bị tiêm độc quyền và công nghệ bảo dưỡng mới được cung cấp bởi quy trình đúc tại chỗ.

Quá trình mới của việc ép gốm sứ keo là khác với đúc keo nói chung và đúc phun truyền thống. Ưu điểm của một mức độ cao của tự động hóa đúc là một sự thăng hoa định tính của quá trình đúc keo, sẽ trở thành hy vọng cho việc công nghiệp hóa gốm công nghệ cao.