Fejlett gyártás: növekvő kerámia fröccsöntés

Kerámia fröccsöntési technológia alkalmazása

A CIM technológia rohamos fejlődésével a kerámia fröccsöntő termékeket bizonyos szempontból alkalmazzák

1. A svájci óratokok egyharmada porkerámia fröccsöntési technológiával készül, anyaga pedig cirkónia, egy kerámiaanyag, amely soha nem kopik.
2. Japán iparosodott cirkónium-oxid csatlakozókkal rendelkezik, amelyek belső lyuk átmérője 0,015 mm.
3. Az Egyesült Államok megvalósította a cirkónium-oxid hajvágók gyártását és a szilícium-nitrid alkatrészek motorokban való alkalmazását.
4. Precíziós kettős hélix keverő és kerámia fúvókák kifejlesztett kerámia bélése kettős menettel a Kínai Közép-Dél Műszaki Egyetem Állami Kulcsporkohászati ​​Laboratóriumában. A cirkónium-érzékelőt a Huazhong Tudományos és Technológiai Egyetem Anyagtudományi és Technológiai Iskolája sikeresen fejlesztette ki CIM technológiával.

A kerámia fröccsöntés alapvető folyamatábrája

Por, kötőanyag, diszpergálószer, kenőanyag -- keverés -- gáztalanító granulálás -- injektálás -- zsírtalanítás -- szinterezés -- Termékteszt

Kerámia Fröccsöntés technológia a kerámiapor követelményekhez

1. A port speciálisan elő kell készíteni a nagy töltési sűrűség és az alacsony költség érdekében;
2. A por nem agglomerálódik;
3. A por alakja főleg gömb alakú;
4. Elegendő súrlódás van a por között, hogy elkerüljük a tuskó deformálódását vagy összeomlását a kötőanyag eltávolítása után. A legtöbb esetben a természetes dőlésszögnek 55°-nál nagyobbnak kell lennie;
5. A gyors szinterezés elősegítése érdekében kis átlagos részecskemérettel kell rendelkeznie, általában 1 μm-nél kisebb;
6. Maga a por sűrű, belső pórusok nélkül;
7. A por felülete tiszta, nem lép kémiai reakcióba a kötőanyaggal.

Fröccsöntő kötőanyag rendszer

A fröccsöntésben használt kötőanyagoknak két alapvető funkciója van.

Először is, a por egyenletesen keverhető a fröccsöntési szakaszban, és a por melegítés után jó folyékonyságú lehet;

Másodszor, a kötőanyag meg tudja őrizni a test alakját fröccsöntés és zsírtalanítás után.

Elmondható, hogy a kötőanyag a porfröccsöntési technológia magja és kulcsa, és a fröccsöntési folyamat minden fejlesztése és áttörése egy új kötési rendszer megszületésével jár. A CIM-ben, mivel a por szemcsemérete kisebb, mint a fémpor fröccsöntésénél, maga a por folyékonysága gyenge, és a por és a kötőanyag közötti hézag keverés után nagyon kicsi, ami nehéz zsírtalanítást eredményez, ami szigorúbb követelményeket támaszt a kötőanyaggal szemben. Ezért kerámia fröccsöntő kötőanyagként a következő feltételeknek kell teljesülniük:

1. Jó mobilitás. A fröccsöntés viszkozitásának mérsékeltnek kell lennie, a viszkozitás túl magas, a port nem lehet hatékonyan eloszlatni a kötőanyagban, nem csak nehéz keverni, hanem nehéz egyenletesen kevert tuskót kapni, amely könnyen formázási hibákat okoz; A túl alacsony viszkozitás a kerámiapor és a kötőanyag leválását okozza, és a viszkozitás nem ingadozhat túlságosan a hőmérséklet függvényében, különben hibák lépnek fel.

2. A kötőanyagnak jól meg kell nedvesítenie a port, és jó tapadó hatással kell lennie a poron. Általában a kötőanyag nedvesítési teljesítményének javítása érdekében bizonyos felületaktív anyagokat kell hozzáadni a keverék viszkozitásának csökkentése és folyékonyságának növelése érdekében. Ugyanakkor a kötőanyag nedvesíti a részecskéket, hogy kapilláris erőt hozzon létre, amely adszorbeálja a részecskéket és megóvja a testet a deformációtól. A tuskó stabilitásának biztosítása érdekében a pornak inertnek kell lennie a kötőanyaghoz képest.

3. A kötőanyag többkomponensű szerves anyagból áll. Egyetlen szerves kötőanyag nehezen tudja teljesíteni a folyékonysági követelményeket, és az egyik komponens zsírtalanítása után nyitott porozitás alakul ki, ami kedvez a maradék kötőanyag kizárásának. A gyakorlat bebizonyította, hogy a többkomponensű kötőanyag zsírtalanítási sebessége sokkal gyorsabb, mint az egykomponensű kötőanyagoké, és a hibák is sokkal kisebbek. Természetesen a többkomponensű kötőanyaggal rendelkező szerves polimerek is kompatibilisek.

4. A kötőanyag magas hővezető képességgel és alacsony hőtágulási együtthatóval rendelkezik. Ezzel nem csak a hőterhelés okozta hibákat lehet elkerülni, hanem csökkenti a testet érő hősokkot és csökkenti a hibákat is.

5. Ezenkívül a kötőanyagnak nem mérgezőnek, nem szennyezőnek, nem illékonynak, nem nedvességelnyelőnek kell lennie, és a ciklikus fűtési teljesítmény nem változik.

Különféle kötőanyagrendszerek előnyeinek és hátrányainak összehasonlítása

A CIM-ben számos általános kötőanyag áll rendelkezésre

Az elmúlt években a legjellemzőbb kötőanyagok, amelyeket gyakran használtak a különböző kerámiapor-fröccsöntésben a világon. Amint a táblázatból látható, a CIM-ben használt kötőanyagok főként a hőre lágyuló többkomponensű rendszerhez tartoznak.

CIM keverék készítése

A keverék por és kötőanyag keveréke. A teljes fröccsöntési folyamatban a por és polimer kötőanyag keverék elkészítése az egyik legfontosabb lépés. Az eljárás megköveteli, hogy a keverék jó homogenitással, jó reológiai tulajdonságokkal és jó zsírtalanító tulajdonságokkal rendelkezzen.

A kiválasztott keverési technológiánál a sebesség, a hőmérséklet és az idő összehangolása a fő szerep. Ha azonban a keverési sebesség és hőmérséklet túl alacsony, a keverési idő nem lehet egyenletes.

A PIM reológiai problémája elsősorban a keverék viszkozitásának értékelése és jellemzése.

Fröccsöntés

A fröccsöntés célja egy hibamentes, egyenletes részecskeelrendezésű CIM formázótest előállítása a kívánt formában. Az elkészített keverék általában befecskendezhető a szokásos műanyag fröccsöntő gépbe, vagy befecskendezhető a speciális porfröccsöntő gépbe. A fröccsöntési folyamat paraméterei általában magukban foglalják a fröccsöntési hőmérsékletet, a fröccsöntési nyomást, a fröccsöntési sebességet, a nyomástartó nyomást, a nyomástartó hűtési időt és a szerszám hőmérsékletét. Ha a folyamatparamétereket nem megfelelően szabályozzák, könnyen előfordulhatnak különféle hibák. A befecskendezési hibákat a következő folyamatban nem lehet kiküszöbölni, ezért ezt a folyamatot szigorúan ellenőrizni kell, ami kritikus a termékhozam és az anyagfelhasználás javítása szempontjából.

Cirkónium fröccsöntő alkatrészek

A kerámia fröccsöntési eljárás hibáinak ellenőrzése

A fröccsöntési folyamat hibáinak ellenőrzése két aspektusból vizsgálható: egyrészt a fröccsöntési hőmérséklet, nyomás és idő közötti összefüggés beállítása; A másik szempont a takarmány áramlása a formaüregben töltéskor. Mivel a legtöbb CIM termék összetett formájú és nagy pontosságú kisméretű alkatrész, a keverék áramlása a formaüregben formatervezési problémákkal jár, beleértve a betápláló nyílás elhelyezkedését, az áramlási csatorna hosszát, a szellőzőnyílás elhelyezkedését stb., ami megköveteli a keverék áramlási tulajdonságainak, a formaüreg hőmérsékletének és a maradék feszültség eloszlásának egyértelmű megértését.

Kerámia szinterezés

A szinterezési folyamat elsősorban a kerámiák szemcseméret-növekedésének szabályozására, a szükséges fázisanyagok beszerzésére, valamint a nagy szinterezési sűrűség és a sűrű kerámia szinterezett test biztosítására szolgál.

A szinterelési folyamat két fontos paramétere: a szinterezési hőmérséklet és a szinterezési idő

Új kerámia fröccsöntési eljárás

A porfröccsöntés (PCM) a porfröccsöntés új fejlesztése.Ez a technika kéthordós fröccsöntő gépet használ, hogy egymás után két különböző por/kötőanyag keveréket fecskendezzen be a forma üregébe. Ez az eljárás lehetővé teszi, hogy a felületkezelést a fröccsöntés során végezzék el, nem pedig a késztermék elkészítése után. A termék előkészítése és felületkezelése egy folyamatban végezhető el, ami műszaki és gazdasági szempontból önmagában is igen vonzó.

Az alacsony nyomású fröccsöntési technológia maga a fröccsöntési folyamat szempontjából az alacsony nyomású fröccsöntési folyamat jobb, mint a nagynyomású injekció.Az 1,5-4,0 Pa.s közötti általános viszkozitás betáplálását 0,8 MPa sűrített levegővel lehet kiegészíteni, amely a hagyományos berendezésekben eltávolíthatja a hidraulikus rendszert, a befecskendező dugattyút és a hajtórúd rendszert. Látható, hogy az alacsony nyomású injektálás előnyei az alacsony nyomás gradiens a fröccsöntésben, a kis formakopás, a tapadásmentes formaadagolás, elkerülve a befecskendeződugattyú kopása és a por/kötőanyag szétválása okozta adagolási szennyezést. Ezenkívül alacsony az energiafogyasztás, a kis berendezés mérete, az egyszerű szerkezet és az alacsony költség.