Qual é o processo de produção de cerâmica resistente ao desgaste de alumina?
1. Preparação do pó
O pó de óxido de alumínio na fábrica é preparado em materiais em pó de acordo com os diferentes requisitos do produto e diferentes processos de moldagem. O tamanho de partícula do pó é inferior a 1 μm mícron, se a fabricação de produtos cerâmicos de alumina de alta pureza além da pureza da alumina em 99,99%, mas também precisa de moagem ultrafina e uniformizar sua distribuição de tamanho de partícula. Quando a placa resistente ao desgaste é extrudada ou moldada por injeção, o aglutinante e o plastificante precisam ser introduzidos no pó, geralmente termoplástico ou resina com uma proporção em peso de 10-30%, e o aglutinante orgânico deve ser misturado uniformemente com o pó de alumina no grau 150-200 para facilitar a operação de moldagem.
O material em pó formado pelo processo de prensagem a quente não necessita adição de aglutinante. Se for utilizada moldagem por prensagem a seco semiautomática ou automática, o pó possui requisitos de processo especiais, sendo necessário utilizar o método de granulação por spray para tratar o pó e fazê-lo parecer esférico, de modo a melhorar a fluidez do pó e facilitar o enchimento automático da parede do molde na moldagem. Além disso, para reduzir o atrito entre o pó e a parede do molde, é necessário adicionar 1 a 2% do lubrificante, como ácido esteárico e ligante PVA. Para a moldagem por prensagem a seco, é necessária a granulação por spray em pó, na qual o álcool polivinílico é introduzido como aglutinante.
2. Método de moldagem
Os métodos de formação de produtos cerâmicos de alumina incluem prensagem a seco, rejuntamento, extrusão, prensagem isostática a frio, injeção, fundição, prensagem a quente e prensagem isostática a quente. Nos últimos anos, no país e no exterior desenvolveram moldagem de filtro, moldagem por injeção de solidificação direta, moldagem por injeção de gel, moldagem por injeção centrífuga e tecnologia de moldagem livre de sólidos. Diferentes formatos de produtos, tamanhos, formas complexas e produtos de precisão requerem diferentes métodos de moldagem. Introdução à sua formação comum:
◆ Método de moldagem por rejuntamento: a moldagem por rejuntamento é o método de moldagem mais antigo usado para cerâmica de alumina. Devido ao uso de molde de gesso, o custo é baixo e é fácil formar peças de grandes tamanhos e formatos complexos. A chave da moldagem de rejuntamento é a preparação da pasta de alumina. Normalmente utiliza-se água como meio de fluxo e, em seguida, adiciona-se o agente de degomagem e o aglutinante, após a moagem completa, o gás é descarregado e, em seguida, o molde de gesso é despejado ao contrário. Devido à absorção de água pelos capilares do molde de gesso, a pasta solidifica no molde. Quando a placa resistente ao desgaste é um reboco oco, o excesso de lama deve ser despejado quando a lama adsorvida na parede do molde atingir a espessura necessária. A fim de reduzir o encolhimento do corpo, deve-se usar pasta de alta concentração, tanto quanto possível.
◆ Moldagem por prensagem a seco: a tecnologia de moldagem por prensagem a seco de cerâmica de alumina é limitada a formas simples e espessura da parede interna superior a 1 mm, a relação comprimento/diâmetro não é superior a objetos de 4:1. Os métodos de moldagem são uniaxiais ou bidirecionais. A prensa possui dois tipos de tipo hidráulico e tipo mecânico, que pode ser método de conformação semiautomático ou automático. A pressão máxima da prensa é 200Mpa. A produção pode chegar a 15 ~ 50 peças por minuto. Devido à pressão uniforme do curso da prensa hidráulica, a altura das peças de prensagem é diferente quando o enchimento do pó é diferente. O tamanho da pressão aplicada pela prensa mecânica varia em função da quantidade de enchimento de pó, o que pode facilmente levar à diferença na retração granulométrica após a sinterização e afetar a qualidade do produto.
Portanto, a distribuição uniforme das partículas de pó no processo de prensagem a seco é muito importante para o enchimento do molde. A precisão ou não da quantidade de enchimento tem grande influência no controle da precisão dimensional das peças cerâmicas de alumina fabricadas. Partículas de pó com mais de 60μm, entre 60 ~ 200 mesh podem obter o máximo efeito de fluxo livre, para obter o melhor efeito de moldagem por pressão.
Aditivos orgânicos também devem ser adicionados à pasta cerâmica de alumina para formar uma camada elétrica dupla na superfície das partículas da pasta, de modo que a pasta fique suspensa de forma estável sem sedimentação. Além disso, ligantes como álcool vinílico, metilcelulose, alginato amina e dispersantes como poliacrilamida e goma arábica são adicionados para tornar a pasta adequada para operação de moldagem de rejuntamento.
3. Tecnologia de disparo
O método técnico de densificar o corpo cerâmico granular e formar um material sólido é denominado sinterização. O método de sinterização consiste em remover o vazio entre as partículas no corpo do tarugo, remover uma pequena quantidade de gás e matéria orgânica impureza e fazer com que as partículas cresçam e se combinem entre si para formar novas substâncias.
O dispositivo de aquecimento utilizado para queima é o forno elétrico mais utilizado. Além da sinterização por pressão atmosférica, ou seja, sinterização sem pressão, há a sinterização por pressão a quente e a sinterização por pressão isostática a quente. Embora a sinterização por prensagem a quente contínua aumente a produção, os custos do equipamento e do molde são muito altos e o comprimento do produto é limitado devido ao aquecimento axial. A sinterização por prensagem isostática a quente usa gás de alta temperatura e alta pressão como meio de transferência de pressão, tem a vantagem de aquecimento uniforme em todas as direções e é adequada para sinterização de produtos de formatos complexos. Devido à estrutura uniforme, as propriedades do material são 30 ~ 50% superiores às da sinterização por prensagem a frio. É 10 ~ 15% maior do que a sinterização geral por prensagem a quente.
Portanto, atualmente, alguns produtos cerâmicos de alumina de alto valor agregado ou peças especiais necessárias para a defesa nacional, como rolamentos cerâmicos, espelhos, combustível nuclear e canos de armas e outros produtos, o campo utiliza o método de sinterização por prensagem isostática a quente.
Além disso, existem métodos de sinterização por microondas, método de sinterização por plasma de arco e tecnologia de sinterização auto-propagante.
4, processos de acabamento e embalagem
Alguns materiais precisam ser finalizados após a sinterização. Produtos que podem ser usados como ossos artificiais requerem um alto acabamento superficial, como um espelho, para aumentar a lubrificação. Devido à alta dureza dos materiais cerâmicos de alumina, as placas resistentes ao desgaste precisam ser acabadas com materiais de tijolo mais duros e polidos. Como SiC, B4C ou diamante.
Geralmente é usado desde o desbaste abrasivo grosso ao fino, passo a passo, até o polimento final da superfície. Geralmente pode ser usado pó de Al2O3 <1 μm mícron ou pasta de diamante para retificação e polimento. Além disso, métodos de processamento a laser e processamento ultrassônico de retificação e polimento também podem ser usados. Algumas peças cerâmicas de alumina precisam ser embaladas com outros materiais.
