Pembuatan Termaju: Pengacuan Suntikan Seramik Semakin Meningkat
Pemakaian Suntikan Seramik teknologi acuan
Dengan perkembangan pesatPmDalam teknologi CIM, produk pengacuan suntikan seramik telah digunakan dalam beberapa aspek
- Satu pertiga daripada bekas jam tangan Switzerland dihasilkan menggunakan teknologi pengacuan suntikan serbuk seramik, dan bahannya adalah zirkonia, bahan seramik yang tidak pernah dipakai.
- Jepun mempunyai penyambung gentian zirkonia perindustrian dengan diameter lubang dalam 0.015mm.
- Amerika Syarikat telah merealisasikan pengeluaran gunting rambut zirkonia dan penggunaan komponen silikon nitrida dalam enjin.
- Membangunkan lapisan seramik pengadun heliks berkembar berketepatan dan muncung seramik dengan benang berkembar di Makmal Utama Negeri Metalurgi serbuk Universiti Teknologi Selatan Selatan China. Sensor zirkonia telah berjaya dibangunkan oleh Pusat Pengajian Sains dan Teknologi Bahan Universiti Sains dan Teknologi Huazhong menggunakan teknologi CIM.
Carta alir proses asas pengacuan suntikan seramik
Serbuk, pengikat, penyerakan, pelincir -- pencampuran -- granulasi penyahgas -- suntikan -- nyahgris -- Pensinteran -- Ujian produk
Teknologi acuan Suntikan Seramik untuk keperluan serbuk seramik
- Serbuk hendaklah disediakan khas untuk ketumpatan pengisian had tinggi dan kos rendah.
- Serbuk tidak menggumpal.
- Bentuk serbuk terutamanya sfera.
- Terdapat geseran yang mencukupi antara serbuk untuk mengelakkan ubah bentuk atau keruntuhan bilet selepas pengikat dikeluarkan. Dalam kebanyakan kes, Sudut cerun semula jadi hendaklah lebih besar daripada 55°;
- Untuk memudahkan pensinteran pantas, ia harus mempunyai saiz zarah purata yang kecil, umumnya kurang daripada 1 μm;
- Serbuk itu sendiri padat, tanpa liang dalaman;
- Permukaan serbuk bersih dan tidak bertindak balas secara kimia dengan pengikat.
Sistem pengikat acuan suntikan
Pengikat dalam pengacuan suntikan mempunyai dua fungsi asas.
Pertama sekali, serbuk boleh dicampur sama rata dalam peringkat pengacuan suntikan, dan serbuk boleh mempunyai kecairan yang baik selepas pemanasan;
Kedua, pengikat boleh mengekalkan bentuk badan selepas pengacuan suntikan dan semasa degreasing.
Boleh dikatakan bahawa pengikat adalah teras dan kunci dalam teknologi pengacuan suntikan serbuk, dan setiap penambahbaikan dan kejayaan proses pengacuan suntikan disertai dengan kelahiran sistem ikatan baharu. Dalam CIM, kerana saiz zarah serbuk lebih kecil daripada pengacuan suntikan serbuk logam, kecairan serbuk itu sendiri adalah lemah, dan jurang antara serbuk dan pengikat selepas pencampuran adalah sangat kecil, mengakibatkan penyahcairan yang sukar, yang mengemukakan keperluan yang lebih menuntut untuk pengikat. Oleh itu, sebagai pengikat acuan suntikan seramik, syarat berikut mesti dipenuhi:
1. Mobiliti yang baik. Kelikatan pengacuan suntikan harus sederhana, kelikatan terlalu tinggi, serbuk tidak boleh tersebar dengan berkesan dalam pengikat, ia bukan sahaja sukar untuk dicampur, tetapi juga sukar untuk mendapatkan bilet bercampur seragam, yang mudah untuk menghasilkan kecacatan pengacuan; Kelikatan terlalu rendah akan menyebabkan delaminasi serbuk seramik dan pengikat, dan kelikatan tidak boleh turun naik terlalu banyak dengan suhu, jika tidak, kecacatan akan berlaku.
2. Bahan pengikat mestilah dapat membasahkan serbuk dengan baik dan mempunyai kesan lekatan yang baik pada serbuk. Biasanya, untuk meningkatkan prestasi pembasahan pengikat, beberapa bahan aktif permukaan perlu ditambah untuk mengurangkan kelikatan campuran dan meningkatkan kecairannya. Pada masa yang sama, pengikat membasahkan zarah untuk menghasilkan daya kapilari untuk menyerap zarah dan menjaga badan daripada ubah bentuk. Untuk memastikan kestabilan bilet, serbuk harus lengai berbanding pengikat.
3. Pengikat terdiri daripada bahan organik berbilang komponen. Sukar untuk satu pengikat organik untuk memenuhi keperluan kecairan, dan selepas salah satu komponen dicairkan, keliangan terbuka terbentuk, yang kondusif untuk mengecualikan pengikat yang tinggal. Amalan telah membuktikan bahawa kadar nyahyah bagi pengikat berbilang komponen adalah lebih cepat daripada pengikat komponen tunggal, dan kecacatan adalah lebih sedikit. Sudah tentu, polimer organik dengan pengikat berbilang komponen adalah serasi.
4. Pengikat mempunyai kekonduksian haba yang tinggi dan pekali pengembangan haba yang rendah. Ini bukan sahaja mengelakkan kecacatan yang disebabkan oleh tekanan haba, tetapi juga mengurangkan kejutan haba kepada badan dan mengurangkan kecacatan.
5. Di samping itu, pengikat juga mestilah tidak toksik, tidak mencemarkan, tidak meruap, tidak menyerap lembapan, dan prestasi pemanasan kitaran tidak boleh berubah.
Perbandingan kelebihan dan kekurangan pelbagai sistem pengikat
| sistem | Komponen utama | Kelebihan | Keburukan |
| Sistem termoplastik | Parafin, polietilena, polipropilena | Kebolehgunaan yang baik, kecairan yang baik, pengacuan mudah, pemuatan serbuk yang tinggi, mudah untuk mengawal proses suntikan | Masa degreasing adalah panjang dan prosesnya rumit |
| Sistem termoset | Resin epoksi, resin fenol | Kosong suntikan mempunyai kekuatan tinggi dan kelajuan nyahgris yang cepat | Proses suntikan sukar dikawal, kebolehgunaan lemah dan banyak kecacatan |
| sistem gel | Metil selulosa, gliserin, asid borik | Kurang bahan organik, kelajuan nyahgris yang cepat | Kekuatan badan hijau adalah rendah dan nyahgris adalah sukar |
| Sistem larut air | Eter selulosa, AGAR | Kelajuan nyahgris yang cepat | Pemuatan serbuk adalah kecil |
Beberapa pengikat biasa dalam CIM terdiri
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pengikat paling tipikal sering digunakan dalam pelbagai acuan suntikan serbuk seramik di dunia. Seperti yang dapat dilihat dari jadual, pengikat yang digunakan dalam CIM terutamanya tergolong dalam sistem berbilang komponen termoplastik.
| Komposisi serbuk | Komposisi pengikat | sistem |
| Si3N4 | PW+EVA+PP+PE+SA PW+PP+SA | termoplastik |
| ZrO2 | PW+EVA+SA | termoplastik |
| Al2O3 | PW+PP+SA | termoplastik |
| SiC/Si3N4 | PW+SA | termoplastik |
Penyediaan campuran CIM
Campuran ialah campuran serbuk dan pengikat. Dalam keseluruhan proses pengacuan suntikan, penyediaan serbuk dan campuran pengikat polimer adalah salah satu langkah yang paling penting. Proses ini memerlukan campuran mempunyai kehomogenan yang baik, sifat reologi yang baik dan ciri penyahgris yang baik.
Untuk teknologi pencampuran yang dipilih, peranan utama adalah untuk memadankan kadar, suhu dan masa. Walau bagaimanapun, jika kelajuan dan suhu pencampuran terlalu rendah, tidak kira berapa lama masa pencampuran tidak boleh seragam.
Masalah reologi PIM terutamanya adalah penilaian dan pencirian kelikatan campuran.
Pengacuan suntikan
Tujuan pengacuan suntikan adalah untuk mendapatkan badan pembentuk CIM tanpa kecacatan dan susunan zarah yang seragam dalam bentuk yang dikehendaki. Campuran yang disediakan secara amnya boleh disuntik ke dalam mesin pengacuan suntikan plastik biasa atau boleh disuntik ke dalam mesin suntikan serbuk khas. Parameter proses pengacuan secara amnya termasuk suhu suntikan, tekanan suntikan, kelajuan suntikan, masa penahanan tekanan, masa penyejukan penahanan tekanan, dan suhu acuan. Jika parameter proses tidak dikawal dengan betul, ia adalah mudah untuk menghasilkan pelbagai kecacatan. Kecacatan suntikan tidak boleh dihapuskan dalam proses seterusnya, jadi proses ini mesti dikawal ketat, yang penting untuk meningkatkan hasil produk dan penggunaan bahan.
Bahagian pengacuan suntikan zirkonia
Kawalan kecacatan dalam proses pengacuan suntikan seramik
Kawalan kecacatan dalam proses pengacuan suntikan boleh dipertimbangkan dari dua aspek: di satu pihak, hubungan antara suhu pengacuan, tekanan, dan masa ditetapkan; sebaliknya ialah aliran suapan dalam rongga acuan semasa mengisi. Oleh kerana kebanyakan produk CIM adalah bahagian kecil dengan bentuk yang kompleks dan keperluan ketepatan tinggi, aliran campuran dalam rongga acuan melibatkan isu reka bentuk acuan, termasuk lokasi port suapan, panjang saluran aliran, lokasi lubang bolong, dan lain-lain, yang memerlukan pemahaman yang jelas tentang parameter sifat aliran campuran, suhu dalam rongga acuan dan pengagihan tekanan sisa.
Pensinteran seramik
The proses pensinteran digunakan terutamanya untuk mengawal pertumbuhan saiz bijian seramik, mendapatkan bahan fasa yang diperlukan, dan memastikan ketumpatan pensinteran tinggi dan badan tersinter seramik padat.
Proses pensinteran mempunyai dua parameter penting: suhu pensinteran dan masa pensinteran
Proses pengacuan suntikan seramik baharu
Pengacuan suntikan bersama serbuk (PCM) ialah perkembangan baru pengacuan suntikan serbuk. Teknik ini menggunakan mesin pengacuan suntikan dua tong untuk menyuntik dua campuran serbuk/pengikat yang berbeza secara berturut-turut ke dalam rongga acuan. Proses ini membolehkan rawatan permukaan dilakukan semasa pengacuan suntikan, bukannya selepas produk siap disediakan. Penyediaan dan rawatan permukaan produk boleh diselesaikan dalam satu proses, yang dengan sendirinya sangat menarik dari sudut teknikal dan ekonomi.
Teknologi pengacuan suntikan tekanan rendah, dari segi proses suntikan itu sendiri, proses suntikan tekanan rendah adalah lebih baik daripada suntikan tekanan tinggi. Suapan kelikatan am antara 1.5- 4.0Pa.s boleh dilengkapkan dengan udara termampat 0.8MPa, yang boleh mengeluarkan sistem hidraulik, omboh suntikan, dan sistem rod penyambung dalam peralatan tradisional. Ia boleh dilihat bahawa kelebihan kawasan suntikan tekanan rendah kecerunan tekanan rendah dalam hijau suntikan, haus acuan kecil, penyusuan acuan tidak melekat, dan mengelakkan pencemaran pemakanan yang disebabkan oleh haus omboh suntikan dan bukan pemisahan serbuk/pengikat. Di samping itu, terdapat penggunaan tenaga yang rendah, saiz peralatan kecil, struktur mudah, dan kos rendah.