Alümina aşınmaya dayanıklı seramiklerin üretim süreci nedir?
1. Toz hazırlama
Fabrikadaki alüminyum oksit tozu, farklı ürün gereksinimlerine ve farklı kalıplama işlemlerine göre toz malzemelere hazırlanır. Alüminanın %99,99'luk saflığına ek olarak yüksek saflıkta alümina seramik ürünlerinin imalatında tozun parçacık boyutu 1μm mikrondan küçüktür, ancak aynı zamanda ultra ince öğütme ve parçacık boyutu dağılımını tekdüze hale getirmeniz gerekir. Aşınmaya dayanıklı plaka ekstrüzyonla veya enjeksiyonla kalıplandığında, bağlayıcı ve plastikleştiricinin toza (genellikle termoplastik veya reçine) %10-30 ağırlık oranıyla dahil edilmesi gerekir ve organik bağlayıcı, tozla eşit şekilde karıştırılmalıdır. kalıplama işlemini kolaylaştırmak için 150-200 derecede alümina tozu.
Sıcak presleme işlemi ile oluşturulan toz malzemenin bağlayıcı ilavesine gerek yoktur. Yarı otomatik veya otomatik kuru presleme kalıplama kullanılıyorsa, tozun özel işlem gereksinimleri vardır ve tozun akışkanlığını arttırmak ve toz haline getirmeyi kolaylaştırmak için tozu işlemek ve küresel görünmesini sağlamak için sprey granülasyon yönteminin kullanılması gerekir. kalıplamada kalıp duvarının otomatik olarak doldurulması. Ek olarak, toz ile kalıp duvarı arasındaki sürtünmeyi azaltmak için, stearik asit ve bağlayıcı PVA gibi %1 ila %2 oranında yağlayıcı eklemek gerekir. Kuru pres kalıplama için, polivinil alkolün bağlayıcı olarak eklendiği toz sprey granülasyonu gereklidir.
2. Kalıplama yöntemi
Alümina seramik ürünlerin şekillendirme yöntemleri arasında kuru presleme, enjeksiyon, ekstrüzyon, soğuk izostatik presleme, enjeksiyon, döküm, sıcak presleme ve sıcak izostatik presleme yer alır. Son yıllarda yurt içinde ve yurt dışında filtre kalıplama, direkt katılaşma enjeksiyon kalıplama, jel enjeksiyon kalıplama, santrifüj enjeksiyon kalıplama ve katı serbest kalıplama teknolojileri geliştirilmiştir. Farklı ürün şekilleri, boyutları, karmaşık şekiller ve hassas ürünler, farklı kalıplama yöntemleri gerektirir. Ortak oluşumuna giriş:
◆ Harçla kalıplama yöntemi: Harçla kalıplama, alümina seramikler için kullanılan en eski kalıplama yöntemidir. Alçı kalıp kullanılması nedeniyle maliyeti düşüktür ve büyük boyutlu ve karmaşık şekilli parçaların oluşturulması kolaydır. Enjeksiyon kalıplamanın anahtarı alümina bulamacının hazırlanmasıdır. Genellikle akı ortamı olarak su kullanılır ve daha sonra zamk giderme maddesi ve bağlayıcı eklenir, tam öğütme sonrasında gaz boşaltılır ve ardından alçı kalıp geriye doğru dökülür. Alçı kalıbın kılcal damarları tarafından suyun emilmesi nedeniyle bulamaç kalıp içinde katılaşır. Aşınmaya dayanıklı plaka içi boş enjeksiyon olduğunda, kalıp duvarına adsorbe edilen bulamaç gerekli kalınlığa ulaştığında fazla bulamaç dökülmelidir. Gövdenin büzülmesini azaltmak için mümkün olduğunca yüksek konsantrasyonlu bulamaç kullanılmalıdır.
◆ Kuru pres kalıplama: alümina seramik kuru pres kalıplama teknolojisi basit şekil ve 1 mm'den fazla iç duvar kalınlığı ile sınırlıdır, uzunluk/çap oranı 4:1 nesneden büyük değildir. Kalıplama yöntemleri tek eksenli veya çift yönlüdür. Pres, yarı otomatik veya otomatik şekillendirme yöntemi olabilen iki çeşit hidrolik tip ve mekanik tipe sahiptir. Presin maksimum basıncı 200Mpa'dır. Çıkış dakikada 15 ~ 50 parçaya ulaşabilir. Hidrolik presin düzgün strok basıncı nedeniyle, toz dolumu farklı olduğunda presleme parçalarının yüksekliği farklıdır. Mekanik presin uyguladığı basıncın boyutu, toz dolgu miktarına bağlı olarak değişmekte olup, bu da sinterleme sonrası boyut küçülmesinde farklılığa yol açmakta ve ürünün kalitesini etkilemektedir.
Bu nedenle kuru presleme işleminde toz parçacıklarının düzgün dağılımı kalıp dolumu için çok önemlidir. Dolum miktarının doğru olup olmaması, üretilen alümina seramik parçaların boyutsal doğruluk kontrolünde büyük etkiye sahiptir. 60μm'den fazla, 60 ~ 200 ağ gözü arasındaki toz parçacıkları, en iyi basınçlı kalıplama etkisini elde etmek için maksimum serbest akış etkisini elde edebilir.
Bulamaç parçacıklarının yüzeyinde çift elektrikli bir tabaka oluşturmak için alümina seramik bulamacına organik katkı maddeleri de eklenmelidir, böylece bulamaç çökelmeden stabil bir şekilde süspanse edilir. Ek olarak, vinil alkol, metil selüloz, aljinat amin gibi bağlayıcılar ve poliakrilamid ve Arap zamkı gibi dağıtıcılar, bulamacı enjeksiyonlu kalıplama işlemine uygun hale getirmek için eklenir.
3. Ateşleme teknolojisi
Granül seramik gövdenin yoğunlaştırılması ve katı bir malzeme oluşturulmasına yönelik teknik yönteme sinterleme denir. Sinterleme yöntemi, kütük gövdesindeki parçacıklar arasındaki boşluğu gidermek, az miktarda gaz ve safsızlık organik maddeyi çıkarmak ve parçacıkların büyüyüp birbirleriyle birleşerek yeni maddeler oluşturmasını sağlamaktır.
Ateşleme için kullanılan ısıtma cihazı en yaygın kullanılan elektrikli fırındır. Atmosfer basıncında sinterlemenin yani basınçsız sinterlemenin yanı sıra, sıcak basınçlı sinterleme ve sıcak izostatik basınç sinterlemesi de vardır. Sürekli sıcak presleme sinterlemesi verimi arttırmasına rağmen ekipman ve kalıp maliyetleri çok yüksek olup, eksenel ısınmadan dolayı ürün uzunluğu sınırlıdır. Sıcak izostatik presleme sinterleme, basınç transfer ortamı olarak yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı gaz kullanır, her yönde eşit ısıtma avantajına sahiptir ve karmaşık şekilli ürünlerin sinterlenmesi için uygundur. Üniform yapı nedeniyle malzemenin özellikleri soğuk presleme sinterlemesinden %30 ~ 50 daha yüksektir. Genel sıcak presleme sinterlemesinden %10 ~ 15 daha yüksektir.
Bu nedenle günümüzde katma değeri yüksek bazı alümina seramik ürünler veya seramik rulmanlar, aynalar, nükleer yakıt ve silah namluları gibi milli savunma için ihtiyaç duyulan özel parçalar ve diğer ürünlerde sıcak izostatik presleme sinterleme yöntemi kullanılmaktadır.
Ayrıca mikrodalga sinterleme yöntemi, ark plazma sinterleme yöntemi, kendiliğinden yayılan sinterleme teknolojisi de bulunmaktadır.
4, bitirme ve paketleme işlemleri
Bazı malzemelerin sinterleme sonrasında bitirilmesi gerekir. Yapay kemik olarak kullanılabilecek ürünler, kayganlığın arttırılması için ayna gibi yüksek yüzey kaplamasına ihtiyaç duyar. Alümina seramik malzemelerin yüksek sertliği nedeniyle aşınmaya dayanıklı plakaların daha sert taşlama ve cilalama tuğla malzemeleriyle bitirilmesi gerekir. SiC, B4C veya elmas gibi.
Genellikle kabadan ince aşındırıcı taşlamaya kadar adım adım, son yüzey parlatmada kullanılır. Taşlama ve parlatma için genellikle < 1μm mikron Al2O3 tozu veya elmas pasta kullanılabilir. Ayrıca lazer işleme ve ultrasonik işleme taşlama ve cilalama yöntemleri de kullanılabilmektedir. Bazı alümina seramik parçaların başka malzemelerle paketlenmesi gerekir.
