Технология литья под давлением глиноземной керамики

 

Дата выпуска：[2023/10/26]
 

Оксид алюминия также известен как прецизионная керамика, специальная керамика или высокотехнологичная керамика. Это керамика, изготовленная с использованием высококачественного сырья в соответствии со специальными производственными процессами, с точным контролем химического состава и отличными характеристиками. В настоящее время керамика из оксида алюминия в основном используется в микроэлектронике, ядерных реакторах, аэрокосмической промышленности, магнитогидроэнергетике, искусственных костях, искусственных суставах и других высокотехнологичных и передовых отраслях промышленности. В процессе изготовления глиноземной керамики должны быть выполнены следующие три требования. Выбранное сырье должно быть высокой чистотой, частицы должны быть как можно тоньше; Строгий контроль за химическим составом. В процессе изготовления, чтобы предотвратить смешивание примесей и испарение самого компонента, строго контролировать зернистость спекания, интерфейс, пористость и т. Д. Для достижения стабильного качества и воспроизводимости; Точная форма и размер. Керамические детали из оксида алюминия обычно не обрабатываются, а используются напрямую, особенно для высокоточных керамических электронных устройств.
Существует значительная разница между глиноземной керамикой и обычной керамикой в составе и процессе изготовления. Обычная керамика изготавливается тремя процессами: приготовление сырья, формование заготовок и обжигание в печи; Большая часть глиноземной керамики изготовлена путем спекания порошком. Что касается технологии формования, то резка и обработка очень сложны из - за высокой твердости керамики, особенно для неуправляемых изделий со сложной формой, таких как роторы турбокомпрессора, кости, зубы и другие биокерамические изделия в автомобильных двигателях. После формования и спекания они становятся готовыми без дальнейшей обработки. Чтобы удовлетворить это требование, люди имитируют технологию литья в промышленности полимерных материалов для производства пластиковых деталей и обработки глиноземной керамической продукции, достигли удовлетворительных результатов.
Технология инъекционного формования керамики включает в себя добавление термопластичных смол, термореактивных смол, пластификаторов и амортизаторов в керамический порошок, чтобы сделать его вязким эластомером. Затем нагретую и смешанную суспензию из сопла вводят в металлическую форму, охлаждают и затвердевают. Часто используемые термопластичные смолы включают полиэтилен, полистирол и полипропилен с добавлением 10 - 30%. Эта технология значительно повышает точность и надежность формования сложных форм продукции.
1. Инъекционное оборудование
Инъекционные машины обычно состоят из пластификационных устройств (или инъекционных устройств), зажимных устройств, устройств давления масла и электронных и силовых контрольных устройств. В зависимости от внутренней структуры пластификационного устройства его можно разделить на поршневые и параллельные пропеллеры. В последние годы широко распространено мнение, что последние имеют больше преимуществ.
В центре инъекции находятся электронные и силовые устройства управления, которые управляют устройствами давления масла, позволяя при этом пластификационным устройствам и зажимам работать последовательно. Процедура работы такова: керамическое сырье подается в цилиндр через воронку. При подаче сырья в конец цилиндра его расплавляют и перемешивают, а затем вводят в полость металлической формы через сопло на конце цилиндра для получения заготовки. Зарубежные передовые системы управления используют дисплей (например, осциллограф, плазма, электролюминесцент и жидкокристаллические), а также дизайн графической консоли или комбинации обоих.
Формальные материалы обычно изготовлены из легированной стали с отличной чистотой, износостойкостью и коррозионной стойкостью. Конструкция формы должна соответствовать характеристикам потока керамической полимерной системы. Чтобы уменьшить усадку формовочного тела и предотвратить вдыхание воздуха в формовочное тело, форма должна учитывать контроль выхода. На круглых продуктах, напротив сетки легко образуется плавящая линия, поэтому важно также обратить внимание на положение сетки. Чтобы оптимизировать условия литья, необходимо полагаться на управление температурой формы, барабана и т. Д., А также на тонкое управление датчиком давления внутри формы. Кроме того, на пресс - форме должна быть охлаждаемая и нагреваемая охлаждающая ванна, и поддержание постоянной температуры формы с помощью терморегулятора очень эффективно для повышения точности формы. Поскольку органические материалы широко используются в сырье, обезжиривание неуглеродных остатков также является важной проблемой для предотвращения термического разрыва заготовки.
2.Процессы
Принцип формования керамики путем инъекций в основном такой же, как и принцип формования путем инъекции пластмассы. Он просто смешивается с большим количеством керамического порошка внутри пластика. Для улучшения условий литья путем инъекций необходимо выбрать органический материал, соответствующий используемому сырью, и выбрать количество добавок. Чтобы получить плотную и однородную форму инъекции, концентрация керамического порошка должна быть выше. Но слишком высокая может привести к плохому формованию. Для повышения текучести смешанных заготовок следует снизить вязкость дисперсионно - полимерной системы. В качестве предварительной обработки очень важно улучшить дисперсию керамического порошка. Для повышения текучести полимеров необходимо добавить соответствующие пластификаторы и смазочные материалы.
Размер зернистости керамического сырья обычно составляет 1 мкм. Добавьте клей (также известный как добавка), полностью перемешайте. Процессы литья в виде инъекций показаны на рисунке ниже.
Во время перемешивания керамический порошок смачивается и наносится клеем, образуя однородный композит перед инъекцией. Он нуждается в охлаждении, сушке и дроблении, чтобы получить частицы, подходящие для подачи в воронку инъекционной машины.
На протяжении всего процесса необходимо обратить внимание и освоить четыре технических вопроса.
1. Мобильность сырья
Керамические частицы, используемые в литье инъекций, обычно состоят из порошка 80 - 90% (в важных пропорциях, то же самое ниже) и 10 - 20% клея. Клей удаляется во время обезжиривания, поэтому минимальное количество добавляется. Однако следует отметить, что недостаточное количество добавок влияет на эффект формования. Кроме того, текучесть керамических частиц ухудшается с уменьшением размера частиц и отклонением формы от сферической формы. Поэтому мобильность должна проверяться самым простым способом.
2. Недостатки, обусловленные условиями формования
Если условия формирования неправильные, могут возникнуть различные дефекты. Самым важным является линия плавления, которая может быть дефектной, если форма формы имеет сквозные или слепые отверстия. Поэтому необходимо обратить внимание на конструкцию формы, особенно на тип, расположение, размер и количество отверстий. В то же время следует обратить внимание на баланс между температурой инъекции и скоростью инъекции.
Кроме того, чтобы избежать таких дефектов, как шероховатость поверхности, трещины, тонкие следы и деформации. В случае трудностей с формованием адаптивный контроллер может быть установлен в инъекционной машине для тонкого управления.
3. Снабжение инеем
Этот процесс, также известный как удаление клея, обычно нагревается со скоростью 3 - 5 °C / b около 5 - 10 дней. Однако при проведении в защитной атмосфере давления 0,5 МПа обезжиривание может быть завершено в течение 40 часов.
4. Спекание
Тепловые и другие параметры могут быть определены на основе типа керамики. Линейная усадка во время спекания составляет около 15 - 20%, а детали со сложной формой или толщиной стенки легко трескаются во время спекания, и следует обратить внимание на профилактику.
3.Добавки
Это одна из самых важных проблем в технологии литья. Характеристики добавок, необходимых для различных методов формования, также различны. Если инъекция требует обезжиривания, текучести, растворимости клея, прочности и усадки; экструзия требует пластичности, растворимости клея, прочности и смазки; Холодное и равное статическое давление (формование резины) требует смазки, грануляции и прочности; Механическое прессование требует смазки, грануляции, прочности, отшлифовки и так далее. В то же время разные продукты также должны использовать разные клеи.
Требования к добавкам в технологии литья инъекций заключаются в следующем.
Растворимость клея: Для различных методов формования рекомендуется использовать как можно меньше добавок, и можно использовать гелеобразные (растворимые в клее) добавки, которые способствуют сокращению производственного цикла и стоимости продукта. Особенно полезно удалять клей в будущем.
2. Мобильность: Формирование путем инъекций требует ликвидности при высоком давлении. Инъекции с использованием клея на основе смолы хорошо работают, так как при использовании клея на основе смолы следует обратить внимание на поддержание вязкости и медленное введение.
3.Расширение и усадка: из - за большого количества связующего вещества, используемого в инъекционном формовании, заготовка сжимается больше, влияя на точность размера и геометрию, легко образуя пористость. Поэтому в качестве добавок могут быть выбраны вещества с низкой скоростью расширения и усадки, такие как парафин. Этот тип вещества имеет меньший эффект расширения и усадки, чем некристаллические вещества, такие как канифоль.
Еще в 1950 - х годах Япония использовала керамику A12O3 в качестве свечи зажигания для двигателей внутреннего сгорания. В будущем он будет использоваться для производства небольших и сложных деталей. В последние годы люди активно занимаются разработкой и исследованиями различных термостойких и износостойких деталей. Например, головка вихревой камеры дизельного двигателя была остеклена и изготовлена с использованием технологии литья.
Сообщается, что недавно Институт производственных технологий Токийского университета в Японии успешно протестировал « метод замораживания литья и инъекции» только с водой. Это достигается за счет использования текучести и замораживания воды для отверждения и отжима керамики. При температуре около 0 - 5°C заполните предварительно охлажденную форму заготовкой. При этом заготовка замерзает с внутренней стенки. Когда внутреннее замораживание достигает прочности, заготовку можно извлечь из формы. Поскольку нет необходимости использовать большое количество органических добавок, как упоминалось выше, не требуется длительный процесс обезжиривания, который может значительно улучшить производительность; Сокращение сроков производства создает благоприятные условия для снижения затрат и увеличения производства.
Ключевые слова: оксид алюминия керамика литье формование, оксид алюминия керамический порошок инъекция формование, CIM порошок инъекция формование шэньчжэньский керамический порошок инъекция формование, оксид циркония керамический порошок инъекция, изоляция керамика, термостойкая керамика, износостойкая керамика, керамическая обработка