Napredna proizvodnja: brizganje keramike u usponu

Primjena tehnologije brizganja keramike

S brzim razvojem CIM tehnologije, proizvodi za brizganje keramike su primijenjeni u nekim aspektima

1. Trećina kućišta švicarskih satova proizvodi se tehnologijom brizganja keramičkog praha, a materijal je cirkonijum, keramički materijal koji se nikada ne troši.
2. Japan ima industrijalizovane konektore od cirkonijevih vlakana sa unutrašnjim prečnikom rupe od 0,015 mm.
3. Sjedinjene Američke Države su realizovale proizvodnju cirkonijevih škara za kosu i primjenu komponenti silicijum nitrida u motorima.
4. Razvijena keramička obloga precizne dvostruke spiralne miješalice i keramičkih mlaznica sa dvostrukim navojem u Državnoj ključnoj laboratoriji za metalurgiju praha Tehnološkog univerziteta Central South Kine. Cirkonijum senzor je uspješno razvio Fakultet nauke o materijalima i tehnologiji Huazhong Univerziteta nauke i tehnologije koristeći CIM tehnologiju.

Osnovni dijagram toka procesa brizganja keramike

Prašak, vezivo, disperzant, mazivo -- miješanje -- granulacija za otplinjavanje -- ubrizgavanje -- odmašćivanje -- sinteriranje -- Ispitivanje proizvoda

Tehnologija brizganja keramike za potrebe keramičkog praha

1. Puder treba posebno pripremiti za visoku graničnu gustinu punjenja i nisku cijenu;
2. Prašak se ne aglomerira;
3. Oblik praha je uglavnom sferičan;
4. Postoji dovoljno trenja između praha da se izbjegne deformacija ili kolaps gredice nakon uklanjanja veziva. U većini slučajeva, prirodni kut nagiba bi trebao biti veći od 55°;
5. Da bi se olakšalo brzo sinterovanje, trebalo bi da ima malu prosečnu veličinu čestica, uglavnom manju od 1 μm;
6. Sam puder je gust, bez unutrašnjih pora;
7. Površina praha je čista i ne reaguje hemijski sa vezivom.

Sistem veziva za brizganje

Veziva u brizganju imaju dvije osnovne funkcije.

Prije svega, prah se može ravnomjerno miješati u fazi brizganja, a prašak može imati dobru fluidnost nakon zagrijavanja;

Drugo, vezivo može zadržati oblik tijela nakon brizganja i tokom odmašćivanja.

Može se reći da je vezivo jezgro i ključ u tehnologiji brizganja u prahu, a svako poboljšanje i proboj procesa brizganja je praćeno rođenjem novog sistema vezivanja. U CIM-u, zbog toga što je veličina čestica praha manja od one kod brizganja metalnog praha, fluidnost samog praha je loša, a razmak između praha i veziva nakon miješanja je vrlo mali, što rezultira otežanim odmašćivanjem, što postavlja zahtjevnije zahtjeve za vezivo. Stoga, kao vezivo za brizganje keramike, moraju biti ispunjeni sljedeći uslovi:

1. Dobra mobilnost. Viskoznost brizganja treba biti umjerena, viskoznost je previsoka, prašak se ne može efikasno raspršiti u vezivu, ne samo da je teško miješati, već je teško dobiti i jednolično izmiješanu gredicu, koja lako proizvodi defekte u kalupu; Preniska viskoznost će uzrokovati raslojavanje keramičkog praha i veziva, a viskoznost ne može previše fluktuirati s temperaturom, inače će doći do defekata.

2. Vezivo mora biti u stanju da dobro navlaži prah i da ima dobar efekat prianjanja na prah. Obično kako bi se poboljšala svojstva vlaženja veziva, potrebno je dodati neke površinski aktivne tvari kako bi se smanjio viskozitet smjese i povećala njena fluidnost. U isto vrijeme, vezivo vlaži čestice kako bi proizvelo kapilarnu silu za adsorbiranje čestica i spriječilo deformaciju tijela. Da bi se osigurala stabilnost gredice, prah treba biti inertan u odnosu na vezivo.

3. Vezivo se sastoji od višekomponentne organske materije. Teško je da jedno organsko vezivo ispuni zahtjeve fluidnosti, a nakon što se jedna od komponenti odmasti, formira se otvorena poroznost, što pogoduje isključivanju preostalog veziva. Praksa je pokazala da je brzina odmašćivanja višekomponentnog veziva mnogo brža od one kod jednokomponentnog veziva i da su defekti znatno manji. Naravno, organski polimeri sa višekomponentnim vezivima su kompatibilni.

4. Vezivo ima visoku toplotnu provodljivost i nizak koeficijent toplotnog širenja. Ovo ne samo da izbjegava defekte uzrokovane toplinskim stresom, već i smanjuje toplinski šok za tijelo i smanjuje defekte.

5. Osim toga, vezivo mora biti netoksično, nezagađujuće, neisparljivo, ne upija vlagu, a performanse cikličkog grijanja se ne mijenjaju.

Poređenje prednosti i mana različitih sistema veziva

Sastavljeno je nekoliko uobičajenih veziva u CIM-u

Posljednjih godina najtipičnija veziva koja se često koriste u raznim keramičkim prahom za brizganje u svijetu. Kao što se vidi iz tabele, veziva koja se koriste u CIM-u uglavnom pripadaju termoplastičnom višekomponentnom sistemu.

Priprema CIM smjese

Smjesa je mješavina praha i veziva. U cijelom procesu brizganja, priprema mješavine praha i polimernog veziva jedan je od najvažnijih koraka. Proces zahtijeva da smjesa ima dobru homogenost, dobra reološka svojstva i dobre karakteristike odmašćivanja.

Za odabranu tehnologiju miješanja, glavna uloga je uskladiti brzinu, temperaturu i vrijeme. Međutim, ako su brzina miješanja i temperatura preniske, bez obzira koliko dugo vrijeme miješanja ne može biti ujednačeno.

Reološki problem PIM-a je uglavnom procjena i karakterizacija viskoziteta smjese.

Injekciono prešanje

Svrha brizganja je da se dobije CIM formirajuće tijelo bez defekata i ravnomjernog rasporeda čestica u željenom obliku. Pripremljena smjesa se općenito može ubrizgati u običnu mašinu za brizganje plastike ili se može ubrizgati u specijalnu mašinu za brizganje praha. Parametri procesa oblikovanja općenito uključuju temperaturu injektiranja, tlak injektiranja, brzinu ubrizgavanja, pritisak zadržavanja, vrijeme hlađenja i temperaturu kalupa. Ako procesni parametri nisu pravilno kontrolirani, lako je proizvesti razne nedostatke. Defekti ubrizgavanja se ne mogu eliminisati u naknadnom procesu, tako da ovaj proces mora biti strogo kontrolisan, što je ključno za poboljšanje prinosa proizvoda i iskorišćenja materijala.

Dijelovi za brizganje cirkonija

Kontrola nedostataka u procesu brizganja keramike

Kontrola defekata u procesu brizganja može se posmatrati sa dva aspekta: s jedne strane, postavlja se odnos između temperature presovanja, pritiska i vremena; Drugi aspekt je protok hrane u šupljini kalupa prilikom punjenja. Budući da su većina CIM proizvoda mali dijelovi sa složenim oblicima i zahtjevima visoke preciznosti, protok smjese u šupljini kalupa uključuje probleme dizajna kalupa, uključujući lokaciju ulaznog otvora, dužinu kanala za protok, lokaciju otvora za odzračivanje, itd., što zahtijeva jasno razumijevanje parametara svojstva protoka mješavine, temperature u kalupnoj šupljini i distribucije otpornosti.

Sinterovanje keramike

Proces sinterovanja je uglavnom za kontrolu rasta veličine zrna keramike, dobijanje potrebnih faznih materijala i osiguravanje visoke gustine sinterovanja i gustog keramičkog sinterovanog tela.

Proces sinteriranja dva važna parametra: temperatura sinteriranja i vrijeme sinteriranja

Novi proces brizganja keramike

Ko-injektiranje u prahu (PCM) je novi razvoj brizganja praha.Ova tehnika koristi dvocijevnu mašinu za brizganje za sukcesivno ubrizgavanje dvije različite mješavine praha/veziva u šupljinu kalupa. Ovaj proces omogućava da se površinska obrada obavi tokom brizganja, a ne nakon što je gotov proizvod pripremljen. Priprema i površinska obrada proizvoda mogu se završiti u jednom procesu, što je i sa tehničkog i ekonomskog aspekta vrlo atraktivno.

Tehnologija brizganja pod niskim pritiskom, u smislu samog procesa ubrizgavanja, proces ubrizgavanja niskog pritiska je bolji od ubrizgavanja pod visokim pritiskom.Napajanje opšteg viskoziteta između 1,5-4,0Pa.s može se završiti komprimovanim vazduhom od 0,8Mpa, koji može ukloniti hidraulički sistem, klip za ubrizgavanje i sistem klipnjače u tradicionalnoj opremi. Može se vidjeti da su prednosti injektiranja pod niskim tlakom nizak gradijent tlaka u injekcijskom zelenom, malo habanje kalupa, hranjenje kalupa koji se ne lijepi, izbjegavanje zagađenja hranjenja uzrokovanog trošenjem klipa za ubrizgavanje i nerazdvajanje praha/veziva. Osim toga, postoji niska potrošnja energije, mala veličina opreme, jednostavna struktura i niska cijena.