Formowanie wtryskowe ceramiki metodą spiekania na zimno (CS)

Podstawowy proces formowanie wtryskowe ceramiki Technologia CS polega na dodaniu niewielkiej ilości roztworu wodnego do proszku ceramicznego w celu zwilżenia cząstek, a materiał powierzchniowy proszku ulega rozkładowi i częściowemu rozpuszczeniu w roztworze, generując w ten sposób fazę ciekłą między powierzchniami styku cząstek. Włóż zwilżony proszek do formy, podgrzej ją i jednocześnie zastosuj wysokie ciśnienie. Po utrzymaniu ciśnienia przez pewien czas można uzyskać gęsty materiał ceramiczny. Podczas tego procesu mikrostruktura materiał ceramiczny rozwija się. jak pokazuje obrazek.

Mimo że istnieje wiele czynników wpływających na proces CS, sprzęt używany w tej technologii jest stosunkowo prosty. Sprzęt do ceramicznego CS obejmuje głównie zwykłą prasę, dwie płyty grzewcze zainstalowane na górze i dole prasy, a także elektronicznie sterowany płaszcz grzewczy, który może być również owinięty wokół formy w celu podgrzania proszku.

Spiekanie oscylacyjne do formowania wtryskowego ceramiki CIM (OPS)

Różne istniejące technologie spiekania ciśnieniowego wykorzystują stałe ciśnienie statyczne. Wprowadzenie ciśnienia statycznego podczas proces spiekania Pomaga wyeliminować pory i poprawić gęstość ceramiki, ale trudno jest całkowicie zjonizować i kowalencyjnie wiązać specjalną ceramikę. Wykluczenie porów wewnątrz materiału nadal wiąże się z pewnymi ograniczeniami w zakresie pożądanego przygotowania materiałów o ultra wysokiej wytrzymałości, udarności, twardości i niezawodności.
Główne przyczyny ograniczeń spiekania pod wysokim ciśnieniem statycznym można znaleźć w następujących 3 aspektach:

• ① Przed rozpoczęciem spiekania i na wczesnym etapie spiekania stałe ciśnienie nie może w pełni zrealizować przegrupowania cząstek proszku w formie w celu uzyskania dużej gęstości upakowania;
• ② W środkowych i późniejszych etapach spiekania płynięcie plastyczne i usuwanie aglomeratów jest nadal ograniczone, a uzyskanie całkowicie równomiernego zagęszczenia materiału jest trudne;
• ③ Na późniejszym etapie spiekania trudno jest całkowicie wyeliminować resztki porów przy zastosowaniu stałego ciśnienia.

W tym celu zespół badawczy autora zaproponował nową koncepcję konstrukcyjną polegającą na wprowadzeniu dynamicznego ciśnienia oscylacyjnego, które zastąpiłoby dotychczasowe stałe ciśnienie statyczne w procesie spiekania proszków, i stał się liderem w rozwoju technologii i urządzeń OPS na świecie. Pod działaniem stosunkowo dużego, stałego ciśnienia, nakładane jest ciśnienie oscylacyjne o regulowanej częstotliwości i amplitudzie, aby przekształcić „siłę martwą” stosowaną w tradycyjnym spiekaniu w „siłę”. Schemat ideowy urządzenia sprzęgającego ciśnienie oscylacyjne i jego zasadę działania przedstawiono na rysunku.

Nowa technologia OPS ma wyjątkowe zalety w zakresie przygotowywania materiałów o gęstości bliskiej teoretycznej (większej niż 99,9% gęstości teoretycznej), niskiej liczbie defektów i ultradrobnoziarnistej mikrostrukturze. Zapewnia nowe podejście, oferując niezawodność.