Zirkon keramikasining to'qqizta aniqlikdagi qoliplash jarayoni

Zirkon keramikasining to'qqizta aniqlikdagi qoliplash jarayoni
Kalıplama jarayoni keramik materiallarni tayyorlashning butun jarayonida bog'lovchi rol o'ynaydi va keramik materiallar va komponentlarning ishlash ishonchliligi va ishlab chiqarishning takrorlanishini ta'minlashning kalitidir.
Jamiyat rivojlanishi bilan an'anaviy keramikaning an'anaviy qo'lda yoğurma usuli, g'ildirak shakllantirish usuli, grouting usuli va boshqalar endi zamonaviy jamiyatning ishlab chiqarish va tozalash ehtiyojlarini qondira olmaydi, shuning uchun yangi qoliplash jarayoni paydo bo'ldi. ZrO2 nozik keramika materiallari quyidagi 9 turdagi qoliplash jarayonlarida keng qo'llaniladi (2 turdagi quruq usul va 7 turdagi ho'l usul):

1. Quruq qoliplash

1.1 Quruq presslash

Quruq presslash keramik kukunni ma'lum bir shaklga keltirish uchun bosimdan foydalanadi. Uning mohiyati shundaki, tashqi kuch ta'sirida kukun zarralari qolipda bir-biriga yaqinlashadi va ma'lum bir shaklni saqlab qolish uchun ichki ishqalanish orqali mahkam birlashadi. Quruq presslangan yashil korpuslarning asosiy nuqsoni - bu kukunlar orasidagi ichki ishqalanish va kukunlar bilan qolip devori orasidagi ishqalanish tufayli yuzaga keladigan spallatsiya, natijada korpus ichida bosim yo'qoladi.

Quruq presslashning afzalliklari shundaki, yashil korpusning o'lchami aniq, operatsiya oddiy va mexanizatsiyalashgan operatsiyani amalga oshirish qulay; yashil quruq presslashda namlik va bog'lovchi moddalar miqdori kamroq, quritish va pishirish qisqarishi kichik. U asosan oddiy shakldagi mahsulotlarni shakllantirish uchun ishlatiladi va tomonlar nisbati kichik. Qolipning aşınması natijasida ishlab chiqarish tannarxining oshishi quruq presslashning kamchiligi hisoblanadi.

1.2 Izostatik presslash

Izostatik presslash an'anaviy quruq presslash asosida ishlab chiqilgan maxsus shakllantirish usuli hisoblanadi. U suyuqlik uzatish bosimidan foydalanib, elastik qolip ichidagi kukunga barcha yo'nalishlardan teng ravishda bosim o'tkazadi. Suyuqlikning ichki bosimining izchilligi tufayli kukun barcha yo'nalishlarda bir xil bosimga ega bo'ladi, shuning uchun yashil tananing zichligidagi farqning oldini olish mumkin.

Izostatik presslash ho'l sumka izostatik presslash va quruq sumka izostatik presslashga bo'linadi. Ho'l sumka izostatik presslash murakkab shakldagi mahsulotlarni hosil qilishi mumkin, ammo u faqat vaqti-vaqti bilan ishlaydi. Quruq sumka izostatik presslash avtomatik uzluksiz ishlashni amalga oshirishi mumkin, ammo faqat kvadrat, yumaloq va naychali kesim kabi oddiy shakldagi mahsulotlarni hosil qilishi mumkin. Izostatik presslash bir xil va zich yashil tanaga ega bo'lishi mumkin, kichik otish qisqarishi va barcha yo'nalishlarda bir xil qisqarishi mumkin, ammo uskunalar murakkab va qimmat, ishlab chiqarish samaradorligi yuqori emas va u faqat maxsus talablarga ega materiallarni ishlab chiqarish uchun mos keladi.

2. Nam shakllantirish

2.1 Gruntlash
Gruntlash qoliplash jarayoni lenta quyishga o'xshaydi, farqi shundaki, qoliplash jarayoni fizik suvsizlantirish jarayoni va kimyoviy koagulyatsiya jarayonini o'z ichiga oladi. Fizik suvsizlantirish g'ovakli gips qolipining kapillyar ta'siri orqali shlamdagi suvni olib tashlaydi. CaSO4 yuzasining erishi natijasida hosil bo'lgan Ca2+ shlamning ion kuchini oshiradi va natijada shlamning flokulyatsiyasi yuzaga keladi.
Fizik suvsizlanish va kimyoviy koagulyatsiya ta'sirida keramik kukun zarralari gips qolip devoriga cho'kadi. Gruntlash murakkab shaklga ega katta o'lchamli keramik qismlarni tayyorlash uchun mos keladi, ammo yashil korpusning sifati, jumladan, shakli, zichligi, mustahkamligi va boshqalar yomon, ishchilarning mehnat zichligi yuqori va avtomatlashtirilgan operatsiyalar uchun mos emas.

2.2 Issiq quyma
Issiq quyma usuli - bu keramik kukuni bog'lovchi (kerosin) bilan nisbatan yuqori haroratda (60 ~ 100 ℃) aralashtirish orqali issiq quyma uchun atala olish. Atmosfera siqilgan havo ta'sirida metall qolipga quyiladi va bosim saqlanadi. Mum blankasini olish uchun sovutish, demontaj qilish, mum blankasi inert kukun himoyasi ostida devaksinsizlantirilib, yashil tanaga aylanadi va yashil tana yuqori haroratda chinni bo'lish uchun sinterlanadi.

Issiq quyma usulida hosil bo'lgan yashil korpus aniq o'lchamlarga, bir xil ichki tuzilishga, kamroq qolip aşınmasına va yuqori ishlab chiqarish samaradorligiga ega bo'lib, turli xil xom ashyolarga mos keladi. Mum shlamining va qolipning harorati qat'iy nazorat qilinishi kerak, aks holda bu in'ektsiya ostida yoki deformatsiyaga olib keladi, shuning uchun u katta qismlarni ishlab chiqarish uchun mos emas va ikki bosqichli pishirish jarayoni murakkab va energiya sarfi yuqori.

2.3 Lenta quyish
Lenta quyish jarayonida keramik kukunni ko'p miqdorda organik bog'lovchilar, plastifikatorlar, dispersantlar va boshqalar bilan to'liq aralashtirish orqali oqadigan yopishqoq atala hosil bo'ladi, atala quyma mashinasining bunkeriga qo'shiladi va qalinligini nazorat qilish uchun qirg'ichdan foydalaniladi. U oziqlantiruvchi shlang orqali konveyer tasmasi tomon oqadi va quriganidan so'ng plyonka bo'shlig'i olinadi.

Bu jarayon plyonka materiallarini tayyorlash uchun mos keladi. Yaxshiroq moslashuvchanlikka erishish uchun ko'p miqdorda organik moddalar qo'shiladi va jarayon parametrlari qat'iy nazorat qilinishi kerak, aks holda bu osongina po'stloqlash, chiziqlar, past plyonka kuchi yoki qiyin po'stloqlash kabi nuqsonlarga olib keladi. Foydalanilgan organik moddalar zaharli bo'lib, atrof-muhit ifloslanishiga olib keladi va atrof-muhit ifloslanishini kamaytirish uchun iloji boricha toksik bo'lmagan yoki kamroq toksik tizimdan foydalanish kerak.

2.4 Gel quyish orqali qoliplash
Gel quyish texnologiyasi - bu 1990-yillarning boshlarida Oak Ridge milliy laboratoriyasi tadqiqotchilari tomonidan ixtiro qilingan yangi kolloid tezkor prototiplash jarayoni. Uning asosida yuqori kuchli, lateral bog'langan polimer-erituvchi gellarga polimerlanadigan organik monomer eritmalaridan foydalanish yotadi.

Organik monomerlar eritmasida erigan keramik kukun shlamasi qolipga quyiladi va monomer aralashmasi gelsimon qism hosil qilish uchun polimerlanadi. Yon tomondan bog'langan polimer-erituvchi tarkibida atigi 10%–20% (massa ulushi) polimer bo'lgani uchun, erituvchini gel qismidan quritish bosqichi orqali olib tashlash oson. Shu bilan birga, polimerlarning lateral ulanishi tufayli polimerlar quritish jarayonida erituvchi bilan birga migratsiya qila olmaydi.

Bu usul murakkab shakldagi, kvazi-to'r o'lchamdagi keramik qismlarni hosil qilishi mumkin bo'lgan bir fazali va kompozit keramik qismlarni ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin va uning yashil mustahkamligi 20-30Mpa yoki undan yuqori bo'lib, uni qayta ishlash mumkin. Ushbu usulning asosiy muammosi shundaki, zichlash jarayonida embrion tanasining qisqarish tezligi nisbatan yuqori bo'lib, bu embrion tanasining deformatsiyasiga olib keladi; ba'zi organik monomerlarda kislorod inhibatsiyasi mavjud bo'lib, bu sirtning tozalanishiga va tushishiga olib keladi; harorat ta'sirida organik monomer polimerizatsiya jarayoni tufayli haroratning pasayishi ichki stressning paydo bo'lishiga olib keladi, bu esa bo'shliqlarning sinishiga va boshqalarga olib keladi.

2.5 To'g'ridan-to'g'ri qattiqlashtiruvchi in'ektsiya kalıplama
To'g'ridan-to'g'ri qattiqlashtiruvchi in'ektsiya kalıplama - bu ETH Zurich tomonidan ishlab chiqilgan kalıplama texnologiyasi: erituvchi suv, keramik kukun va organik qo'shimchalar elektrostatik jihatdan barqaror, past yopishqoqlikdagi, yuqori qattiq tarkibli atala hosil qilish uchun to'liq aralashtiriladi, uni atala pH qiymatini yoki elektrolitlar konsentratsiyasini oshiradigan kimyoviy moddalarni qo'shish orqali o'zgartirish mumkin, keyin atala g'ovak bo'lmagan qolipga quyiladi.

Jarayon davomida kimyoviy reaksiyalarning borishini nazorat qiling. Inyeksion kalıplamadan oldingi reaksiya sekin amalga oshiriladi, shlamning yopishqoqligi past darajada saqlanadi va inyeksion kalıplamadan keyin reaksiya tezlashadi, shlam qattiqlashadi va suyuq shlam qattiq jismga aylanadi. Olingan yashil jism yaxshi mexanik xususiyatlarga ega va mustahkamligi 5 kPa ga yetishi mumkin. Yashil jism kerakli shakldagi keramik qismni hosil qilish uchun eriydi, quritiladi va sinterlanadi.

Uning afzalliklari shundaki, unga oz miqdordagi organik qo'shimchalar kerak emas yoki faqat kerak (1% dan kam), yashil tanani yog'sizlantirish shart emas, yashil tananing zichligi bir xil, nisbiy zichligi yuqori (55% ~ 70%) va u katta o'lchamli va murakkab shakldagi keramik qismlarni hosil qilishi mumkin. Uning kamchiligi shundaki, qo'shimchalar qimmat va reaksiya paytida odatda gaz ajralib chiqadi.

2.6 Inyeksion qoliplash
Inyeksion kalıplama plastik mahsulotlarni qoliplash va metall qoliplarni qoliplashda uzoq vaqtdan beri qo'llanilgan. Bu jarayonda termoplastik organik moddalarni past haroratda qotish yoki termoset organik moddalarni yuqori haroratda qotish qo'llaniladi. Kukun va organik tashuvchi maxsus aralashtirish uskunasida aralashtiriladi va keyin yuqori bosim ostida (o'nlabdan yuzlab MPa gacha) qolipga quyiladi. Katta qoliplash bosimi tufayli olingan blankalar aniq o'lchamlarga, yuqori silliqlikka va ixcham tuzilishga ega; maxsus qoliplash uskunalaridan foydalanish ishlab chiqarish samaradorligini sezilarli darajada yaxshilaydi.

1970-yillarning oxiri va 1980-yillarning boshlarida keramik qismlarni qoliplashga qarshi quyish jarayoni qo'llanildi. Bu jarayon ko'p miqdordagi organik moddalarni qo'shish orqali bepusht materiallarni plastik qoliplashni amalga oshiradi, bu esa keng tarqalgan keramik plastik qoliplash jarayonidir. Inyeksion qoliplash texnologiyasida, asosiy bog'lovchi sifatida termoplastik organiklar (masalan, polietilen, polistirol), termosetlovchi organiklar (masalan, epoksi qatroni, fenolik qatron) yoki suvda eriydigan polimerlardan foydalanishdan tashqari, keramik quyish suspenziyasining suyuqligini yaxshilash va quyish kalıplanmış korpusning sifatini ta'minlash uchun ma'lum miqdorda plastiklashtiruvchilar, moylash materiallari va biriktiruvchi moddalar kabi jarayon yordamchilarini qo'shish kerak.

Inyeksion kalıplama jarayoni yuqori darajadagi avtomatlashtirish va qoliplash blankasining aniq o'lchamlari kabi afzalliklarga ega. Biroq, inyeksion kalıplama keramik qismlarining yashil tanasidagi organik tarkib 50% gacha. Keyingi sinterlash jarayonida bu organik moddalarni yo'q qilish uchun uzoq vaqt, hatto bir necha kundan o'nlab kungacha vaqt ketadi va sifat nuqsonlariga olib kelishi oson.

2.7 Kolloid in'ektsiya qoliplash
An'anaviy quyish jarayonidagi qiyinchiliklarni bartaraf etishdagi ko'p miqdordagi organik moddalar qo'shilishi muammolarini hal qilish uchun Tsinghua universiteti keramika kolloid quyish uchun yangi jarayonni ijodiy ravishda taklif qildi va mustaqil ravishda bepusht keramika shlamini quyishni amalga oshirish uchun kolloid quyish prototipini ishlab chiqdi.

Asosiy g'oya kolloid qoliplashni in'ektsiya qoliplash bilan birlashtirishdan iborat bo'lib, maxsus in'ektsiya uskunalari va kolloid in-situ qattiqlashtirish qoliplash jarayoni tomonidan taqdim etilgan yangi qattiqlashtirish texnologiyasidan foydalanadi. Ushbu yangi jarayonda 4% dan kam organik moddalar ishlatiladi. Suv asosidagi suspenziyadagi oz miqdordagi organik monomerlar yoki organik birikmalar qolipga quyilgandan so'ng organik monomerlarning polimerlanishini tezda rag'batlantirish uchun ishlatiladi, bu esa keramik kukunni teng ravishda o'rab turadigan organik tarmoq skeletini hosil qiladi. Ular orasida nafaqat dezinfektsiya vaqti sezilarli darajada qisqaradi, balki dezinfektsiyaning yorilish ehtimoli ham sezilarli darajada kamayadi.

Keramika quyish va kolloid quyish o'rtasida katta farq bor. Asosiy farq shundaki, birinchisi plastik quyish toifasiga, ikkinchisi esa shlam quyishga tegishli, ya'ni shlamning plastikligi yo'q va u unumsiz materialdir. Kolloid quyishda shlamning plastikligi yo'qligi sababli, keramik quyishning an'anaviy g'oyasini qabul qilib bo'lmaydi. Agar kolloid quyish quyish bilan birlashtirilsa, keramik materiallarni kolloid quyish maxsus quyish uskunalari va kolloid in-situ quyish jarayoni tomonidan taqdim etilgan yangi qattiqlashtirish texnologiyasi yordamida amalga oshiriladi.

Keramika mahsulotlarini kolloid inyeksion kalıplama bilan qoliplashning yangi jarayoni umumiy kolloid kalıplama va an'anaviy inyeksion kalıplamadan farq qiladi. Yuqori darajadagi kalıplama avtomatlashtirishning afzalligi kolloid kalıplama jarayonining sifatli sublimatsiyasi bo'lib, bu yuqori texnologiyali keramika sanoatlashtirish uchun umid bo'ladi.