Zirkonia zeramikazko doitasunez moldatzeko bederatzi prozesu

Zirkonia zeramikazko doitasunez moldatzeko bederatzi prozesu
Moldeatze-prozesuak lotura-eginkizuna betetzen du zeramikazko materialak prestatzeko prozesu osoan, eta gakoa da zeramikazko material eta osagaien errendimendu-fidagarritasuna eta ekoizpen-errepetigarritasuna bermatzeko.
Gizartearen garapenarekin, eskuz oratu metodo tradizionalak, gurpilak eratzeko metodoak, grouting metodoak eta abar zeramika tradizionalak ezin ditu jada gizarte modernoaren ekoizpen eta fintze beharrak asetzen, beraz moldaketa prozesu berri bat sortu zen.ZrO2 zeramikazko material finak oso erabiliak dira honako 9 moldekatze prozesuetan (2 metodo lehor mota eta 7 metodo heze mota):

1. Moldea lehorra

1.1 Prentsaketa lehorra

Prentsatze lehorrak presioa erabiltzen du zeramikazko hautsa gorputzaren forma jakin batean sartzeko.Bere funtsa da kanpoko indarraren eraginez, hauts partikulak elkarrengana hurbiltzen direla moldean, eta barne-marruskaduraz irmo konbinatzen direla forma jakin bat mantentzeko.Lehorrean prentsatutako gorputz berdeen akats nagusia espalazioa da, hautsen arteko barne-marruskadura eta hautsen eta moldearen hormaren arteko marruskaduraren ondorioz, gorputzaren barneko presioa galtzea eraginez.

Lehorrean prentsatzearen abantailak gorputz berdearen tamaina zehatza dela, eragiketa erraza da eta erosoa da eragiketa mekanizatua konturatzea;Prentsatze lehor berdean hezetasun eta aglutinatzaile edukia txikiagoa da, eta lehortze eta tiroaren uzkurdura txikia da.Batez ere forma sinpleekin produktuak osatzeko erabiltzen da, eta itxura-erlazioa txikia da.Moldearen higadurak eragindako ekoizpen-kostua handitzea lehorrean prentsatzearen desabantaila da.

1.2 Prentsa isostatikoa

Prentsatze isostatikoa prentsaketa lehor tradizionalean oinarrituta garatutako konformazio metodo berezi bat da.Fluidoen transmisio-presioa erabiltzen du molde elastiko barruko hautsari presioa uniformeki aplikatzeko norabide guztietatik.Jariakinaren barne-presioaren koherentzia dela eta, hautsak presio bera jasaten du norabide guztietan, beraz, gorputz berdearen dentsitatearen aldea saihestu daiteke.

Prentsatze isostatikoa poltsa hezea isostatikoa eta poltsa lehorra prentsa isostatikoan banatzen da.Poltsa hezearen prentsa isostatikoak forma konplexuko produktuak sor ditzake, baina tarteka bakarrik funtziona dezake.Poltsa isostatikoen sakatzeak etengabeko funtzionamendu automatikoa gauzatu dezake, baina forma sinpleak dituzten produktuak soilik osa ditzake, hala nola sekzio karratuak, biribilak eta hodidunak.Prentsa isostatikoak gorputz berde uniforme eta trinkoa lor dezake, tiro txikia eta uzkurdura uniformea ​​norabide guztietan, baina ekipamendua konplexua eta garestia da, eta ekoizpen-eraginkortasuna ez da handia, eta material bereziak ekoizteko bakarrik egokia da. eskakizunak.

2. Hezea konformatzea

2.1 Grouting
Grouting moldaketa-prozesua zinta-galdaketaren antzekoa da, aldea moldaketa-prozesuak deshidratazio-prozesu fisikoa eta koagulazio-prozesu kimikoa barne hartzen ditu.Deshidratazio fisikoak mindaren ura kentzen du igeltsuzko molde porotsuaren ekintza kapilarren bidez.Gainazalaren CaSO4 disoluzioak sortzen duen Ca2+-ak mindaren indar ionikoa handitzen du, eta ondorioz minda malutatzea da.
Deshidratazio fisikoaren eta koagulazio kimikoaren eraginez, zeramikazko hautsaren partikulak igeltsuzko moldearen horman metatzen dira.Grouting egokia da forma konplexuak dituzten eskala handiko zeramikazko piezak prestatzeko, baina gorputz berdearen kalitatea, forma, dentsitatea, indarra eta abar barne, eskasa da, langileen lan intentsitatea handia da eta ez da egokia. eragiketa automatizatuetarako.

2.2 Galdaketa beroan
Galdaketa beroan, zeramikazko hautsa aglutinatzailearekin (parafina) tenperatura nahiko altuan (60 ~ 100 ℃) nahastea da, galdaketa berorako minda lortzeko.Minda metalezko moldean injektatzen da aire konprimituaren eraginez, eta presioa mantentzen da.Hoztea, desmoldeatzea argizaria lortzeko, argizarizko hutsunea hauts geldo baten babespean desegiten da gorputz berdea lortzeko, eta gorputz berdea tenperatura altuan sinterizatzen da portzelana bihurtzeko.

Galdaketa beroarekin osatutako gorputz berdeak dimentsio zehatzak ditu, barne-egitura uniformea, moldeen higadura gutxiago eta ekoizpen-eraginkortasun handia du eta hainbat lehengaitarako egokia da.Argizariaren minda eta moldearen tenperatura zorrotz kontrolatu behar da, bestela injekzio edo deformazio azpian eragingo du, beraz, ez da egokia pieza handiak fabrikatzeko, eta bi urratseko tiro prozesua zaila da eta energia-kontsumoa handia da.

2.3 Zinta-galdaketa
Zintaren galdaketa zeramikazko hautsa aglutinatzaile organiko, plastifikatzaile, sakabanatu eta abar kopuru handiarekin guztiz nahastea da, minda likatsu fluidoa lortzeko, minda galdaketa-makinaren toldian gehitzeko eta lodiera kontrolatzeko arraspa bat erabili.Elikadura-toberan zehar uhal garraiatzailera isurtzen da, eta lehortu ondoren filmaren hutsunea lortzen da.

Prozesu hau egokia da film materialak prestatzeko.Malgutasun hobea lortzeko, materia organiko kopuru handia gehitzen da, eta prozesuaren parametroak zorrozki kontrolatu behar dira, bestela erraz eragingo ditu akatsak, hala nola zuriketa, marra, filmaren indar baxua edo zuriketa zaila.Erabilitako materia organikoa toxikoa da eta ingurumenaren kutsadura eragingo du, eta sistema ez-toxikoa edo ez hain toxikoa erabili behar da ahalik eta gehien ingurumen-kutsadura murrizteko.

2.4 Gel-injekzioa moldatzea
Gelaren injekzio-moldaketa-teknologia koloidal-prototipazio azkarreko prozesu berri bat da, Oak Ridge National Laboratory-ko ikertzaileek 1990eko hamarkadaren hasieran asmatu zuten lehen aldiz.Bere oinarrian polimero-disolbatzaile geletan polimerizatzen diren monomero organikoen soluzioen erabilera dago, alboan loturiko polimero-disolbatzaile geletan polimerizatzen dutenak.

Monomero organikoen disoluzio batean disolbatutako zeramikazko hauts-minda bat molde batean botatzen da, eta monomero-nahasketa polimerizatu egiten da zati gelifikatu bat osatuz.Alboan loturiko polimero-disolbatzaileak %10-%20 (masa-frakzioa) polimeroa baino ez duenez, erraza da gel-zatitik disolbatzailea kentzea lehortze-urrats baten bidez.Aldi berean, polimeroen alboko lotura dela eta, polimeroak ezin dira disolbatzailearekin migratu lehortze prozesuan.

Metodo hau fase bakarreko eta konposatu zeramikazko piezak fabrikatzeko erabil daiteke, forma konplexuko eta ia-sare-tamainako zeramikazko piezak sor ditzaketenak, eta bere indar berdea 20-30Mpa edo gehiagokoa da, birprozesatu daitekeena.Metodo honen arazo nagusia da enbrioiaren gorputzaren uzkurtze-tasa nahiko altua dela dentsifikazio-prozesuan zehar, eta horrek erraz ekartzen du enbrioiaren gorputza deformatzea;monomero organiko batzuek oxigenoaren inhibizioa dute, eta horrek gainazala zuritu eta erortzen du;tenperaturak eragindako monomero organikoen polimerizazio-prozesuaren ondorioz, Tenperatura bizarrak eraginez barne-tentsioa egotea dakar, eta horrek hutsuneak apurtzea eragiten du eta abar.

2.5 Solidotze zuzeneko injekzio-moldeaketa
Solidotze zuzeneko injekzio-moldeaketa ETH Zurich-ek garatutako moldaketa-teknologia bat da: disolbatzaile ura, zeramikazko hautsa eta gehigarri organikoak guztiz nahasten dira elektrostatikoki egonkorra, biskositate baxua eta solido-eduki handiko minda osatzeko, minda pH-a edo produktu kimikoak gehituz alda daitekeena. elektrolitoen kontzentrazioa areagotzen dutenak, minda molde ez-porotsu batean injektatzen da.

Prozesuan zehar erreakzio kimikoen aurrerapena kontrolatzea.Injekzio-moldaketa baino lehen erreakzioa poliki-poliki egiten da, mindaren biskositatea baxua mantentzen da eta erreakzioa bizkortzen da injekzio-moldeaketa ondoren, minda solidotzen da eta fluido-minda gorputz solido batean bihurtzen da.Lortutako gorputz berdeak propietate mekaniko onak ditu eta indarra 5kPa irits daiteke.Gorputz berdea desmoldeatu, lehortu eta sinterizatu egiten da, nahi den formako zeramikazko zati bat osatzeko.

Bere abantailak dira ez duela edo gehigarri organiko kopuru txiki bat behar (% 1 baino gutxiago), gorputz berdeak ez duela koipegabetu behar, gorputz berdearen dentsitatea uniformea ​​da, dentsitate erlatiboa handia da (% 55 ~). %70), eta tamaina handiko eta itxura konplexuko zeramikazko piezak era ditzake.Bere desabantaila da gehigarriak garestiak direla eta, oro har, gasa askatzen dela erreakzioan zehar.

2.6 Injekzio-moldeaketa
Injekzio-moldeaketa aspalditik erabiltzen da plastikozko produktuak moldatzeko eta metalezko moldeak moldatzeko.Prozesu honek organiko termoplastikoen tenperatura baxuko ontze edo organiko termoegonkorren tenperatura altuko ontze erabiltzen du.Hautsa eta eramaile organikoa nahasketa-ekipo berezi batean nahasten dira, eta, ondoren, moldean injektatzen dira presio altuan (hamarka-ehunka MPa).Moldeatzeko presio handia dela eta, lortutako hutsuneek dimentsio zehatzak, leuntasun handia eta egitura trinkoa dituzte;Moldeatzeko ekipamendu berezien erabilerak asko hobetzen du ekoizpenaren eraginkortasuna.

1970eko hamarkadaren amaieran eta 1980ko hamarkadaren hasieran, zeramikazko piezak moldatzeko injekzio-prozesua aplikatu zen.Prozesu honek material antzuen plastikozko moldaketa gauzatzen du materia organiko kopuru handi bat gehituz, hau da, zeramikazko plastikozko moldaketa prozesu arrunta.Injekzio-moldaketa teknologian, organiko termoplastikoak (adibidez, polietilenoa, poliestirenoa), organiko termoegonkor (esaterako, epoxi erretxina, erretxina fenolikoa) edo ur-disolbagarriak diren polimeroak erabiltzeaz gain, beharrezkoa da prozesu kantitate batzuk gehitzea. Plastifikatzaileak, lubrifikatzaileak eta akoplamendu-agenteak bezalako laguntzak, zeramikazko injekzio esekiduraren jariakortasuna hobetzeko eta injekzio-moldeatutako gorputzaren kalitatea bermatzeko.

Injekzio-moldeaketa prozesuak automatizazio maila altuaren eta moldatzeko hutsunearen tamaina zehatzaren abantailak ditu.Hala ere, injekzio bidez moldatutako zeramikazko piezen gorputz berdeko eduki organikoa %50 bolumenekoa da.Denbora luzea behar da, nahiz eta hainbat egun edo dozenaka egun, substantzia organiko horiek ondorengo sinterizazio-prozesuan ezabatzeko, eta erraza da kalitate-akatsak sortzea.

2.7 Injekzio koloidala
Gehitutako materia organiko kopuru handiaren arazoak eta injekzio-moldeaketa-prozesu tradizionalaren zailtasunak kentzeko zailtasunak konpontzeko, Tsinghua Unibertsitateak sormenez proposatu zuen zeramikaren injekzio koloidala moldeatzeko prozesu berri bat, eta modu independentean injekzio-moldeaketa koloidalaren prototipo bat garatu zuen. zeramikazko minda antzuaren injekzioaz jabetzeko.eratuz.

Oinarrizko ideia moldaketa koloidala injekzio-moldeaketarekin konbinatzea da, injekzio-ekipo propioak eta in-situ solidotze-moldeaketa prozesuak eskaintzen duen ontze-teknologia berria erabiliz.Prozesu berri honek materia organikoaren % 4 baino gutxiago erabiltzen du.Ur-oinarritutako esekiduran monomero organiko edo konposatu organiko kopuru txiki bat erabiltzen da monomero organikoen polimerizazioa azkar eragiteko moldean injektatu ondoren, sare organikoko eskeleto bat osatzeko, zeinak zeramikazko hautsa uniformeki biltzen duena.Horien artean, degomatzeko denbora ez ezik, asko murrizten da degomatzeko pitzadura egiteko aukera ere.

Alde handia dago zeramikazko injekzio-moldeaketa eta moldaketa koloidalaren artean.Ezberdintasun nagusia da lehena plastikozko moldaketaren kategoriakoa dela, eta bigarrena minda moldaketarena, hau da, minda ez duela plastikotasunik eta material antzua da.Minda moldaketa koloidalean plastikotasunik ez duenez, zeramikazko injekzio moldearen ideia tradizionala ezin da onartu.Moldaketa koloidala injekzio moldaketarekin konbinatzen bada, zeramikazko materialen injekzio koloidala injekzio ekipamendu jabeduna eta in-situ moldaketa prozesu koloidalak emandako ontze-teknologia berria erabiliz gauzatzen da.

Zeramikaren injekzio koloidalaren moldaketa prozesu berria moldaketa koloidal orokorretik eta injekzio molde tradizionaletik ezberdina da.Moldeatze-automatizazioaren maila altuaren abantaila moldaketa koloidal-prozesuaren sublimazio kualitatiboa da, goi-teknologiako zeramika industrializatzeko itxaropena bihurtuko dena.