Жетілдірілген өндіріс: керамикалық инъекциялық қалыптау өсуде

Керамикалық бүрку технологиясын қолдану

CIM технологиясының қарқынды дамуымен керамикалық бүрку өнімдері кейбір аспектілерде қолданылды

1. Швейцариялық сағат корпустарының үштен бірі керамикалық ұнтақпен құю технологиясы арқылы шығарылады, ал материал циркония болып табылады, ол ешқашан тозбайтын керамикалық материал.
2. Жапонияда ішкі тесік диаметрі 0,015 мм болатын индустрияланған цирконий талшықты қосқыштары бар.
3. Америка Құрама Штаттары цирконий шаш қырғыштарын өндіруді және қозғалтқыштарда кремний нитриді компоненттерін қолдануды жүзеге асырды.
4. Қытайдың Орталық Оңтүстік Технологиялық университетінің ұнтақ металлургиясының мемлекеттік негізгі зертханасында қос бұрандалы дәлме-дәл араластырғыш пен керамикалық саптамалардың керамикалық төсемі әзірленді. Циркония сенсорын CIM технологиясын қолдана отырып, Хуажун ғылым және технология университетінің Материалтану және технологиялар мектебі сәтті әзірледі.

Керамикалық инъекциялық қалыптаудың негізгі технологиялық схемасы

Ұнтақ, байланыстырғыш, диспергирлеуші, майлаушы -- араластыру -- газсыздандыру грануляциясы -- инъекция -- майсыздандыру -- агломерация -- өнімді сынау

Керамикалық ұнтақ талаптары үшін керамикалық бүрку технологиясы

1. Ұнтақ жоғары шекті толтыру тығыздығы және төмен құны үшін арнайы дайындалуы керек;
2. Ұнтақ агломерацияланбайды;
3. Ұнтақтың пішіні негізінен шар тәрізді;
4. Тұтқырды алып тастағаннан кейін дайындаманың деформациясын немесе құлауын болдырмау үшін ұнтақ арасында жеткілікті үйкеліс бар. Көп жағдайда табиғи көлбеу бұрышы 55°-тан жоғары болуы керек;
5. Жылдам агломерацияны жеңілдету үшін оның шағын орташа бөлшектері болуы керек, әдетте 1 мкм-ден аз;
6. Ұнтақтың өзі тығыз, ішкі кеуектері жоқ;
7. Ұнтақтың беті таза және байланыстырғышпен химиялық әрекеттеспейді.

Инъекциялық қалыптау байланыстырғыш жүйесі

Инъекциялық қалыптаудағы байланыстырғыштардың екі негізгі қызметі бар.

Ең алдымен, ұнтақты инъекциялық қалыптау сатысында біркелкі араластыруға болады, ал ұнтақ қыздырудан кейін жақсы өтімділікке ие болуы мүмкін;

Екіншіден, байланыстырғыш инъекциялық қалыптаудан кейін және майсыздандыру кезінде дененің пішінін сақтай алады.

Тұтқыр ұнтақпен құю технологиясының өзегі және кілті болып табылады деп айтуға болады және бүрку процесінің әрбір жетілдірілуі мен серпілісі жаңа байланыстыру жүйесінің пайда болуымен бірге жүреді. CIM-де ұнтақ бөлшектерінің мөлшері металл ұнтағымен құюға қарағанда кішірек болғандықтан, ұнтақтың өзі нашар және араластырғаннан кейін ұнтақ пен байланыстырғыш арасындағы саңылау өте аз, нәтижесінде майсыздандыру қиын болады, бұл байланыстырғышқа үлкен талаптар қояды. Сондықтан керамикалық инъекциялық қалыптау байланыстырғыш ретінде келесі шарттар орындалуы керек:

1. Жақсы ұтқырлық. Инъекциялық қалыптаудың тұтқырлығы қалыпты болуы керек, тұтқырлығы тым жоғары, ұнтақ байланыстырғышта тиімді дисперсті болуы мүмкін емес, оны араластыру ғана емес, сонымен қатар қалыптау ақауларын шығару оңай, біркелкі аралас дайындамаларды алу қиын; Тым төмен тұтқырлық керамикалық ұнтақ пен байланыстырғыштың қабаттануына әкеледі, ал тұтқырлық температураға байланысты тым көп ауытқуы мүмкін емес, әйтпесе ақаулар пайда болады.

2. Байланыстырғыш ұнтақты жақсы сулап, ұнтаққа жақсы адгезиялы әсер етуі керек. Әдетте байланыстырғыштың ылғалдану қасиетін жақсарту үшін қоспаның тұтқырлығын төмендету және оның сұйықтығын арттыру үшін кейбір беттік белсенді заттарды қосу керек. Сонымен қатар, байланыстырушы бөлшектерді адсорбциялау және денені деформациядан сақтау үшін капиллярлық күш шығару үшін бөлшектерді ылғалдандырады. Дайындаманың тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін ұнтақ байланыстырғышқа қатысты инертті болуы керек.

3. Байланыстырғыш көп компонентті органикалық заттардан тұрады. Жалғыз органикалық байланыстырғыштың өтімділік талаптарын қанағаттандыруы қиын, ал компоненттердің бірі майсыздандырылғаннан кейін қалған байланыстырғышты алып тастауға қолайлы ашық кеуектілік пайда болады. Тәжірибе көрсеткендей, көп компонентті байланыстырғыштың майсыздану жылдамдығы бір компонентті байланыстырғышқа қарағанда әлдеқайда жылдамырақ және ақаулары әлдеқайда аз. Әрине, көп компонентті байланыстырғыштары бар органикалық полимерлер үйлесімді.

4. Тұтқыр жоғары жылу өткізгіштікке және төмен жылу кеңею коэффициентіне ие. Бұл термиялық кернеуден туындаған ақауларды болдырмайды, сонымен қатар денеге термиялық соққыны азайтады және ақауларды азайтады.

5. Сонымен қатар, байланыстырғыш зат улы емес, ластаушы емес, ұшпа емес, ылғал сіңірмейтін болуы керек және циклдік қыздыру көрсеткіштері өзгермейді.

Әртүрлі байланыстырғыш жүйелердің артықшылықтары мен кемшіліктерін салыстыру

CIM-де бірнеше жалпы байланыстырғыштар бар

Соңғы жылдары әлемде әртүрлі керамикалық ұнтақ құюда жиі қолданылатын ең типтік байланыстырғыштар. Кестеден көріп отырғанымыздай, CIM-де қолданылатын байланыстырғыштар негізінен термопластикалық көп компонентті жүйеге жатады.

CIM қоспасын дайындау

Қоспа - ұнтақ пен байланыстырғыш қоспасы. Бүкіл инъекциялық қалыптау процесінде ұнтақ пен полимер байланыстырғыш қоспаны дайындау маңызды кезеңдердің бірі болып табылады. Процесс қоспаның жақсы біртектілігін, жақсы реологиялық қасиеттерін және жақсы майсыздандыру сипаттамаларын қажет етеді.

Таңдалған араластыру технологиясы үшін негізгі рөл жылдамдықты, температураны және уақытты сәйкестендіру болып табылады. Дегенмен, араластыру жылдамдығы мен температурасы тым төмен болса, араластыру уақыты қанша уақыт болса да біркелкі бола алмайды.

PIM реологиялық мәселесі негізінен қоспаның тұтқырлығын бағалау және сипаттау болып табылады.

Инъекциялық қалыптау

Инъекциялық қалыптаудың мақсаты - ақаулары жоқ және қажетті пішінде бөлшектердің біркелкі орналасуы бар CIM қалыптау корпусын алу. Дайындалған қоспаны әдетте кәдімгі пластикалық бүрку машинасына енгізуге болады немесе арнайы ұнтақ бүрку машинасына енгізуге болады. Қалыптау процесінің параметрлері әдетте бүрку температурасын, бүрку қысымын, айдау жылдамдығын, қысымды ұстау қысымын, қысымды ұстап тұрудың салқындату уақытын және қалып температурасын қамтиды. Процесс параметрлері дұрыс бақыланбаса, әртүрлі ақауларды шығару оңай. Инъекция ақауларын кейінгі процесте жою мүмкін емес, сондықтан бұл процесті қатаң бақылау қажет, бұл өнімнің шығымдылығы мен материалды пайдалануды жақсарту үшін өте маңызды.

Циркониялы инъекциялық қалыптау бөлшектері

Керамикалық инъекциялық қалыптау процесіндегі ақауларды бақылау

Инъекциялық қалыптау процесіндегі ақауларды бақылау екі аспектіден қарастырылуы мүмкін: бір жағынан, қалыптау температурасы, қысым және уақыт арасындағы байланыс орнатылады; Басқа аспект - толтыру кезінде қалып қуысындағы азық ағыны. CIM өнімдерінің көпшілігі күрделі пішіні және жоғары дәлдік талаптары бар шағын бөлшектер болғандықтан, қалып қуысындағы қоспа ағыны құйма ағынының орналасуын, ағын арнасының ұзындығын, желдеткіш тесігінің орналасуын және т.б. қоса, қалып дизайны мәселелерін қамтиды, бұл қоспа ағынының қасиетінің параметрлерін, қалып қуысындағы температураны және қалдық кернеудің таралуын нақты түсінуді талап етеді.

Керамикалық агломерация

Агломерация процесі негізінен керамиканың түйір өлшемінің өсуін бақылау, қажетті фазалық материалдарды алу және жоғары агломерация тығыздығы мен тығыз керамикалық агломерленген корпусты қамтамасыз ету болып табылады.

Агломерация процесі екі маңызды параметр: агломерация температурасы және агломерация уақыты

Жаңа керамикалық инъекциялық қалыптау процесі

Ұнтақты ко-инъекциялық қалыптау (PCM) ұнтақпен құюдың жаңа дамуы болып табылады.Бұл әдіс екі бөшкелі инъекциялық қалыптау машинасын екі түрлі ұнтақ/байланыстырушы қоспаны қалып қуысына кезекпен енгізу үшін пайдаланады. Бұл процесс бетті өңдеуді дайын өнімді дайындағаннан кейін емес, бүрку кезінде жасауға мүмкіндік береді. Өнімді дайындау және бетін өңдеу бір ғана процесте аяқталуы мүмкін, бұл техникалық және экономикалық тұрғыдан өте тартымды.

Төмен қысымды бүрку технологиясы, айдау процесінің өзі тұрғысынан төмен қысымды айдау процесі жоғары қысымды бүркуге қарағанда жақсы.1,5-4,0Па.с арасындағы жалпы тұтқырлықты беруді дәстүрлі жабдықтағы гидравликалық жүйені, инъекциялық поршеньді және шатундық жүйені алып тастай алатын 0,8Мпа сығылған ауамен аяқтауға болады. Төмен қысымды айдаудың артықшылығы - инъекциялық жасыл түстегі қысымның төмен градиенті, қалыптың аз тозуы, пішіннің жабыспайтын берілуі, бүрку поршенінің тозуынан туындаған қоректендірудің ластануын болдырмайды және ұнтақ / байланыстырғыштың бөлінбеуі. Сонымен қатар, энергияны тұтынудың төмендігі, жабдықтың шағын көлемі, қарапайым құрылымы және төмен құны бар.