Išplėstinė gamyba: keraminis liejimas įpurškiant populiarumą

Keramikos liejimo liejimo technologijos taikymas

Sparčiai tobulėjant CIM technologijai, kai kuriais aspektais buvo pritaikyti keraminiai liejimo gaminiai

1. Trečdalis šveicariškų laikrodžių korpusų yra gaminami naudojant keramikos miltelinio liejimo technologiją, o medžiaga – cirkonis – niekada nenusidėvinti keraminė medžiaga.
2. Japonija turi pramonines cirkonio pluošto jungtis, kurių vidinės skylės skersmuo yra 0,015 mm.
3. Jungtinės Valstijos pradėjo gaminti cirkonio oksido plaukų kirpimo mašinėles ir naudoti silicio nitrido komponentus varikliuose.
4. Sukurtas tikslaus dvigubo spiralės maišytuvo ir keraminių purkštukų su dvigubais sriegiais keraminis pamušalas Centrinėje Pietų Kinijos technologijos universiteto valstybinėje miltelių metalurgijos laboratorijoje. Cirkonio jutiklį sėkmingai sukūrė Huazhongo mokslo ir technologijų universiteto Medžiagų mokslo ir technologijos mokykla, naudodama CIM technologiją.

Pagrindinė keraminio liejimo proceso eigos schema

Milteliai, rišiklis, dispergentas, tepalas -- maišymas -- degazavimo granuliavimas -- įpurškimas -- riebalų šalinimas -- sukepinimas -- Produkto bandymas

Keramikos įpurškimo liejimo technologija, atitinkanti keramikos miltelių reikalavimus

1. Milteliai turi būti specialiai paruošti, kad būtų didelis užpildymo tankis ir nedidelė kaina;
2. Milteliai neaglomeruoja;
3. Miltelių forma daugiausia sferinė;
4. Tarp miltelių yra pakankamai trinties, kad būtų išvengta ruošinio deformacijos ar subyrėjimo pašalinus rišiklį. Daugeliu atvejų natūralus nuolydis Kampas turi būti didesnis nei 55°;
5. Siekiant palengvinti greitą sukepinimą, jo vidutinis dalelių dydis turėtų būti mažas, paprastai mažesnis nei 1 μm;
6. Pati pudra yra tanki, be vidinių porų;
7. Miltelių paviršius yra švarus ir chemiškai nereaguoja su rišikliu.

Įpurškimo liejimo rišiklio sistema

Įpurškimo liejimo rišikliai turi dvi pagrindines funkcijas.

Visų pirma, milteliai gali būti tolygiai sumaišyti įpurškimo formavimo stadijoje, o po kaitinimo milteliai gali turėti gerą sklandumą;

Antra, rišiklis gali išlaikyti kūno formą po įpurškimo ir nuriebalinimo.

Galima sakyti, kad rišiklis yra miltelių įpurškimo liejimo technologijos šerdis ir raktas, o kiekvieną įpurškimo formavimo proceso patobulinimą ir proveržį lydi naujos klijavimo sistemos gimimas. CIM, kadangi miltelių dalelių dydis yra mažesnis nei liejant metalo miltelius, pačių miltelių sklandumas yra prastas, o tarpas tarp miltelių ir rišiklio po sumaišymo yra labai mažas, todėl sunku nuriebalinti, o tai kelia griežtesnius reikalavimus rišikliui. Todėl, kaip keraminio liejimo rišiklio, turi būti laikomasi šių sąlygų:

1. Geras mobilumas. Injekcinio liejimo klampumas turi būti vidutinis, klampumas per didelis, milteliai negali būti efektyviai išsklaidyti rišiklyje, sunku ne tik sumaišyti, bet ir gauti tolygiai sumaišytą ruošinį, kuris lengvai sukelia formavimo defektus; Per mažas klampumas sukels keraminių miltelių ir rišiklio išsisluoksniavimą, o klampumas negali per daug svyruoti priklausomai nuo temperatūros, kitaip atsiras defektų.

2. Rišiklis turi gerai sudrėkinti miltelius ir turėti gerą sukibimą su milteliais. Paprastai, siekiant pagerinti rišiklio drėkinimo savybes, reikia pridėti kai kurių paviršinio aktyvumo medžiagų, kurios sumažintų mišinio klampumą ir padidintų jo sklandumą. Tuo pačiu metu rišiklis sudrėkina daleles, kad sukurtų kapiliarinę jėgą, kad adsorbuotų daleles ir apsaugotų kūną nuo deformacijos. Siekiant užtikrinti ruošinio stabilumą, milteliai turi būti inertiški rišiklio atžvilgiu.

3. Rišiklis sudarytas iš daugiakomponentės organinės medžiagos. Vienam organiniam rišikliui sunku atitikti sklandumo reikalavimus, o nuriebalinus vieną iš komponentų, susidaro atviras poringumas, dėl kurio pašalinamas likęs rišiklis. Praktika įrodė, kad daugiakomponentės rišamosios medžiagos nuriebalinimo greitis yra daug greitesnis nei vienkomponentės rišiklio, o defektų yra daug mažiau. Žinoma, organiniai polimerai su daugiakomponentėmis rišikliais yra suderinami.

4. Rišiklis turi didelį šilumos laidumą ir mažą šiluminio plėtimosi koeficientą. Taip ne tik išvengiama šiluminio streso sukeliamų defektų, bet ir sumažinamas terminis šokas kūnui bei sumažinami defektai.

5. Be to, rišiklis taip pat turi būti netoksiškas, neteršiantis, nelakus, nesugeriantis drėgmės, o ciklinio šildymo charakteristikos nesikeičia.

Įvairių rišamųjų medžiagų sistemų privalumų ir trūkumų palyginimas

Yra sudaryti keli įprasti CIM segtuvai

Pastaraisiais metais pasaulyje tipiškiausi rišikliai, dažnai naudojami įvairiuose keraminių miltelių liejimo būdu. Kaip matyti iš lentelės, CIM naudojami rišikliai daugiausia priklauso termoplastinei daugiakomponentei sistemai.

CIM mišinio paruošimas

Mišinys yra miltelių ir rišiklio mišinys. Miltelių ir polimerų rišiklio mišinio paruošimas visame liejimo procese yra vienas iš svarbiausių žingsnių. Procesas reikalauja, kad mišinys būtų homogeniškas, geros reologinės savybės ir geros riebalų šalinimo savybės.

Pasirinktoje maišymo technologijoje pagrindinis vaidmuo yra suderinti greitį, temperatūrą ir laiką. Tačiau jei maišymo greitis ir temperatūra yra per maži, nesvarbu, kiek ilgai maišymo laikas negali būti vienodas.

PIM reologinė problema daugiausia yra mišinio klampumo įvertinimas ir apibūdinimas.

Įpurškimo formavimas

Injekcinio liejimo tikslas – gauti CIM formuojantį korpusą be defektų ir vienodą norimos formos dalelių išdėstymą. Paruoštas mišinys paprastai gali būti įpurškiamas į įprastą plastiko liejimo mašiną arba gali būti įpurškiamas į specialią miltelių įpurškimo mašiną. Liejimo proceso parametrai paprastai apima įpurškimo temperatūrą, įpurškimo slėgį, įpurškimo greitį, slėgio palaikymo slėgį, slėgio palaikymo aušinimo laiką ir formos temperatūrą. Jei proceso parametrai nėra tinkamai kontroliuojami, nesunku sukelti įvairių defektų. Įpurškimo defektų negalima pašalinti tolesniame procese, todėl šis procesas turi būti griežtai kontroliuojamas, o tai labai svarbu siekiant pagerinti produkto išeigą ir medžiagų panaudojimą.

Cirkonio oksido liejimo detalės

Keramikos liejimo proceso defektų kontrolė

Įpurškimo proceso defektų kontrolę galima vertinti dviem aspektais: viena vertus, nustatomas liejimo temperatūros, slėgio ir laiko santykis; Kitas aspektas yra pašarų srautas formos ertmėje užpildant. Kadangi dauguma CIM gaminių yra mažos dalys, turinčios sudėtingą formą ir didelius tikslumo reikalavimus, mišinio srautas formos ertmėje yra susijęs su formų projektavimo problemomis, įskaitant tiekimo angos vietą, srauto kanalo ilgį, išleidimo angos vietą ir kt., todėl reikia aiškiai suprasti mišinio srauto parametrus, temperatūrą pelėsių ertmėje ir liekamojo įtempio pasiskirstymą.

Keramikos sukepinimas

Sukepinimo procesas daugiausia skirtas kontroliuoti keramikos grūdelių dydžio augimą, gauti reikiamas fazės medžiagas ir užtikrinti aukštą sukepinimo tankį bei tankų keraminį sukepintą korpusą.

Sukepinimo procese du svarbūs parametrai: sukepinimo temperatūra ir sukepinimo laikas

Naujas keraminio liejimo procesas

Miltelių įpurškimo formavimas (PCM) yra nauja miltelių liejimo forma.Taikant šią techniką naudojama dviejų cilindrų liejimo mašina, kad į formos ertmę būtų įpurškiami du skirtingi miltelių ir rišiklio mišiniai. Šis procesas leidžia apdoroti paviršių liejimo metu, o ne po to, kai paruošiamas galutinis produktas. Produkto paruošimas ir paviršiaus apdorojimas gali būti užbaigtas vienu procesu, kuris pats yra labai patrauklus techniniu ir ekonominiu požiūriu.

Žemo slėgio įpurškimo liejimo technologija, kalbant apie patį įpurškimo procesą, žemo slėgio įpurškimo procesas yra geresnis nei aukšto slėgio įpurškimas.Bendrojo klampumo tarp 1,5–4,0 Pa.s padavimą galima užbaigti 0,8 MPa suslėgtu oru, kuris gali pašalinti hidraulinę sistemą, įpurškimo stūmoklį ir švaistiklio sistemą tradicinėje įrangoje. Galima pastebėti, kad žemo slėgio įpurškimo pranašumai yra žemo slėgio gradientas įpurškimo žaliame, mažas pelėsių susidėvėjimas, nelipnus formos padavimas, išvengiama padavimo taršos, kurią sukelia įpurškimo stūmoklio susidėvėjimas ir miltelių / rišiklio neatsiskyrimas. Be to, yra mažas energijos suvartojimas, mažas įrangos dydis, paprasta struktūra ir maža kaina.