지르코니아 세라믹의 9 가지 정밀 성형 공정

지르코니아 세라믹의 9 가지 정밀 성형 공정
성형 공정은 세라믹 재료의 전체 준비 과정에서 연결 역할을하며 세라믹 재료 및 구성 요소의 성능 신뢰성 및 생산 반복성을 보장하는 핵심입니다.
사회의 발전으로, 전통적인 손잡이 방법, 휠 형성 방법, 그라우팅 방법 등 전통적인 세라믹은 더 이상 현대 생산 및 개선을위한 사회의 요구를 충족시킬 수 없으므로 새로운 성형 과정이 탄생했습니다. Zro2 미세 세라믹 재료는 다음 9 가지 유형의 성형 공정 (2 가지 유형의 건조 방법 및 7 가지 유형의 습식 방법)에서 널리 사용됩니다.

1. 건조 성형

1.1 드라이 프레스

건식 프레스는 압력을 사용하여 세라믹 파우더를 특정 모양으로 누릅니다. 그것의 본질은 외부 힘의 작용 하에서 분말 입자가 곰팡이에서 서로 접근하고 내부 마찰에 의해 단단히 결합되어 특정 모양을 유지한다는 것입니다. 건식 압력 녹색 바디의 주요 결함은 분열이며, 이는 분말과 분말과 금형 벽 사이의 마찰로 인한 것이므로 신체 내부의 압력 손실을 초래합니다.

건식 프레스의 장점은 녹색 바디의 크기가 정확하고 작업이 간단하며 기계화 된 작동을 실현하는 것이 편리하다는 것입니다. 녹색 건식 프레스의 수분과 바인더의 함량은 적으며 건조 및 발사 수축은 작습니다. 주로 간단한 모양의 제품을 형성하는 데 사용되며 종횡비는 작습니다. 곰팡이 마모로 인한 생산 비용 증가는 건식 프레스의 단점입니다.

1.2 등방성 프레스

등방성 프레스는 전통적인 건식 프레스에 기초하여 개발 된 특수 형성 방법이다. 유체 전송 압력을 사용하여 모든 방향에서 탄성 금형 내부의 분말에 압력을 고르게 적용합니다. 유체의 내부 압력의 일관성으로 인해 분말은 모든 방향에서 동일한 압력을 갖기 때문에 녹색 몸체의 밀도의 차이를 피할 수 있습니다.

등방성 프레스는 젖은 백 등방성 압박 및 건조 백 등조를 눌러 나게됩니다. 젖은 백 등조 성 압축은 복잡한 모양의 제품을 형성 할 수 있지만 간헐적으로 만 작동 할 수 있습니다. 드라이 백 등방성 프레스는 자동 연속 작동을 실현할 수 있지만 정사각형, 둥근 및 관형 단면과 같은 간단한 모양으로 만 제품을 형성 할 수 있습니다. 등방성 프레스는 모든 방향에서 소량의 소성 수축 및 균일 한 수축으로 균일하고 조밀 한 녹색 바디를 얻을 수 있지만 장비는 복잡하고 비싸며 생산 효율은 높지 않으며 특별한 요구 사항이있는 재료 생산에만 적합합니다.

2. 습식 형성

2.1 그라우팅
그라우팅 성형 공정은 테이프 주조와 유사하며, 차이점은 성형 공정에는 물리적 탈수 공정 및 화학 응고 공정이 포함된다는 것입니다. 물리적 탈수는 다공성 석고 곰팡이의 모세관 작용을 통해 슬러리의 물을 제거한다. 표면 CASO4의 용해에 의해 생성 된 Ca2+는 슬러리의 이온 강도를 증가시켜 슬러리의 응집을 초래한다.
물리적 탈수 및 화학적 응고의 작용하에, 세라믹 분말 입자는 석고 곰팡이 벽에 증착된다. 그라우팅은 복잡한 모양의 대규모 세라믹 부품을 준비하는 데 적합하지만 모양, 밀도, 강도 등을 포함한 녹색의 품질은 열악하고 노동자의 노동 강도는 높으며 자동화 된 운영에는 적합하지 않습니다.

2.2 핫 다이 캐스팅
핫 다이 주조는 세라믹 파우더와 바인더 (파라핀)와 비교적 높은 온도 (60 ~ 100 ℃)를 혼합하여 뜨거운 다이 캐스팅을위한 슬러리를 얻는 것입니다. 슬러리는 압축 공기의 작용하에 금속 금형에 주입되며 압력이 유지됩니다. 냉각, 왁스 블랭크를 얻기 위해, 왁스 블랭크를 불활성 분말의 보호하에 탈 웨축하여 녹색 몸체를 얻고, 녹색 몸체는 고온에서 소결되어 도자기가됩니다.

핫 다이 캐스팅으로 형성된 녹색 바디는 정확한 치수, 균일 한 내부 구조, 곰팡이 마모가 적고 생산 효율이 높으며 다양한 원료에 적합합니다. 왁스 슬러리의 온도와 금형의 온도는 엄격하게 제어되어야합니다. 그렇지 않으면 주입 또는 변형하에 발생할 수 있으므로 큰 부품을 제조하는 데 적합하지 않으며 2 단계 발사 공정은 복잡하고 에너지 소비가 높습니다.

2.3 테이프 주조
테이프 주조는 세라믹 파우더를 다량의 유기형 결합제, 가소제, 분산제 등과 완전히 혼합하여 흐름성 점성 슬러리를 얻고 주조 기계의 호퍼에 슬러리를 추가하고 스크레이퍼를 사용하여 두께를 제어합니다. 공급 노즐을 통해 컨베이어 벨트로 흘러 나오며, 필름은 건조 후 얻어진다.

이 과정은 필름 자료 준비에 적합합니다. 더 나은 유연성을 얻으려면 많은 양의 유기물이 추가되고 공정 매개 변수는 엄격하게 제어되어야합니다. 그렇지 않으면 껍질, 줄무늬, 낮은 필름 강도 또는 필링과 같은 결함을 쉽게 유발할 수 있습니다. 사용 된 유기물은 독성이 있으며 환경 오염을 유발할 것이며, 비 독성 또는 적은 독성 시스템은 가능한 한 많이 사용되어 환경 오염을 줄여야합니다.

2.4 겔 분사 성형
젤 주사 성형 기술은 1990 년대 초 오크 릿지 국립 연구소의 연구원들이 처음 발명 한 새로운 콜로이드 급속한 프로토 타이핑 공정입니다. 핵심은 고강도의 측면으로 연결된 중합체-용급 겔로 중합되는 유기 단량체 용액의 사용이있다.

유기 단량체의 용액에 용해 된 세라믹 분말의 슬러리는 곰팡이에 주조되고, 단량체 혼합물은 중합되어 겔화 된 부분을 형성한다. 측면으로 연결된 중합체-용매는 단지 10% -20% (질량 분획) 중합체를 함유하기 때문에 건조 단계에 의해 겔 부분에서 용매를 제거하기가 쉽습니다. 동시에, 중합체의 측면 연결로 인해, 중합체는 건조 과정에서 용매와 함께 이동할 수 없다.

이 방법은 단일 상 및 복합 세라믹 부품을 제조하는 데 사용될 수 있으며,이 세라믹 부품은 복잡한 모양의 준 정체 크기의 세라믹 부품을 형성 할 수 있으며 녹색 강도는 20-30mpa 이상 높으며 재 처리 할 수 ​​있습니다. 이 방법의 주요 문제는 배아 신체의 수축률이 치밀화 과정에서 비교적 높으며, 이는 배아 신체의 변형을 쉽게 초래한다는 것입니다. 일부 유기 단량체는 산소 억제가있어 표면이 껍질을 벗기고 떨어지게합니다. 온도로 유발 된 유기 단량체 중합 공정으로 인해 온도 면도를 유발하면 내부 응력이 존재하게되어 블랭크가 파손되도록합니다.

2.5 직접 응고 주입 성형
직접 응고 주입 성형 성형은 ETH 취리히에 의해 개발 된 성형 기술입니다. 용매 수, 세라믹 분말 및 유기 첨가제는 완전히 혼합되어 정전기 적으로 안정적, 저소성-컨텐츠 슬러리를 형성하여 전해질 농도를 증가시키는 슬러리 pH 또는 화학 물질을 첨가하여 슬러리가 비 노동 곰팡이에 주입함으로써 변화 될 수 있습니다.

과정에서 화학 반응의 진행 상황을 제어하십시오. 주입 성형 전 반응을 천천히 수행하고, 슬러리의 점도가 낮게 유지되고, 주입 성형 후 반응이 가속되고, 슬러리가 고형화되고, 유체 슬러리가 고체로 변형된다. 획득 된 녹색 바디는 좋은 기계적 특성을 가지며 강도는 5kPa에 도달 할 수 있습니다. 녹색 몸체는 탈모, 건조 및 소결되어 원하는 모양의 세라믹 부분을 형성합니다.

그것의 장점은 소량의 유기 첨가제 (1%미만)가 필요하지 않거나 필요하지 않으며 녹색 몸체는 탈지 될 필요가없고 녹색 바디 밀도는 균일하고 상대 밀도는 높으며 (55%~ 70%) 대형 크기의 복잡한 형태의 세라믹 부품을 형성 할 수 있습니다. 그것의 단점은 첨가제가 비싸고, 가스는 일반적으로 반응 동안 방출된다는 것입니다.

2.6 사출 성형
분사 성형은 플라스틱 제품의 성형 및 금속 금형의 성형에 오랫동안 사용되어왔다. 이 공정은 열가소성 유기물의 저온 경화 또는 열 세련된 유기물의 고온 경화를 사용합니다. 분말 및 유기 캐리어는 특수 혼합 장비에 혼합 된 다음 고압 (수십 ~ 수백 MPA) 하에서 금형에 주입됩니다. 큰 성형 압력으로 인해, 얻어진 블랭크는 정확한 치수, 높은 부드러움 및 소형 구조를 갖는다; 특수 성형 장비를 사용하면 생산 효율이 크게 향상됩니다.

1970 년대 후반과 1980 년대 초, 주입 성형 공정은 세라믹 부품의 성형에 적용되었습니다. 이 과정은 일반적인 세라믹 플라스틱 성형 공정 인 많은 양의 유기물을 추가하여 불모의 재료의 플라스틱 성형을 실현합니다. 주입 성형 기술에서, 열가소성 유기물 (예 : 폴리에틸렌, 폴리스티렌), 열 세트 유기 (예 : 에폭시 수지, 페놀 수지) 또는 수용성 중합체와 같은 주 바인더와 같은 수용성 중합체를 사용하는 것 외에도 가소체, 윤활제와 같은 특정 양의 공정 보조 장치를 추가하여 세로의 itection agents를 개선해야합니다. 성형 된 몸.

사출 성형 공정은 높은 수준의 자동화 및 정밀한 성형 크기의 장점이 있습니다. 그러나, 주입 대상 세라믹 부품의 녹색 몸체의 유기 함량은 50vol%만큼 높다. 후속 소결 과정에서 이러한 유기 물질을 제거하는 데 며칠, 며칠에서 수십 일까지 오랜 시간이 걸리며 품질 결함을 유발하기가 쉽습니다.

2.7 콜로이드 주사 성형
Tsinghua University는 추가 된 유기물의 문제와 전통적인 주사 성형 공정의 어려움을 제거하기 어려운 어려움을 해결하기 위해 세라믹의 콜로이드 주사 성형을위한 새로운 프로세스를 창의적으로 제안하고 독립적으로 불모의 세라믹 슬러리의 주입을 실현하기 위해 독립적으로 개발했습니다. 형성.

기본 아이디어는 콜로이드 성형 성형과 콜로이드 내 사이드 ​​조정 성형 공정에서 제공하는 독점 주입 장비 및 새로운 경화 기술을 사용하여 콜로이드 성형을 주입 성형과 결합하는 것입니다. 이 새로운 프로세스는 유기물의 4W% 미만을 사용합니다. 수성 현탁액에서 소량의 유기 단량체 또는 유기 화합물을 사용하여 곰팡이에 주입 후 유기 단량체의 중합을 신속하게 유도하여 유기 네트워크 골격을 형성하여 세라믹 분말을 골고루 감습니다. 그중에서도, gumming의 시간이 크게 단축 될뿐만 아니라 Degumming의 균열 가능성이 크게 줄어 듭니다.

세라믹의 주사 성형과 콜로이드 성형 사이에는 큰 차이가 있습니다. 주요 차이점은 전자가 플라스틱 성형의 범주에 속하고 후자는 슬러리 성형에 속한다는 것입니다. 즉, 슬러리는 가소성이없고 불모의 재료라는 것입니다. 슬러리는 콜로이드 성형에 가소성이 없기 때문에 세라믹 주입 성형에 대한 전통적인 아이디어를 채택 할 수 없습니다. 콜로이드 성형이 주입 성형과 결합 된 경우, 세라믹 재료의 콜로이드 주사 성형은 독점 주사 장비와 콜로이드 내 현물 성형 공정에서 제공하는 새로운 경화 기술을 사용하여 실현됩니다.

세라믹의 콜로이드 주사 성형의 새로운 과정은 일반적인 콜로이드 성형 및 전통적인 사출 성형과 다릅니다. 높은 수준의 성형 자동화의 장점은 콜로이드 성형 공정의 질적 승화이며, 이는 첨단 세라믹의 산업화에 대한 희망이 될 것입니다.