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氧化铝耐磨陶瓷制作工艺

2017-05-26?? 来源:百度文库?? 作者:?? 阅读:

氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。耐磨板高纯型氧化铝耐磨陶瓷系氧化铝含量在99.9%以上的陶瓷质料,由于其烧结温度高达1650—1990℃,透射波长为1~6μm,一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚:利用其透光性及可耐碱金属腐化性用作钠灯管;在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘质料。

 

普通型氧化铝陶瓷系按氧化铝含量差别分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种,有时Al2O3含量在80%或75%者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷质料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨质料,如陶瓷衬板、陶瓷密封件及水阀片等;95氧化铝瓷主要用作耐腐化、耐磨部件,如耐磨陶瓷管,耐磨陶瓷弯头等;85瓷中由于常掺入部分滑石,提高了电性能与机械强度,可与钼、铌、钽等金属封接,有的用作电真空装置器件。其制作工艺如下:

氧化铝耐磨陶瓷片

bifa必发生产的耐磨陶瓷片
 

1粉体制备

 

 
 

将入厂的氧化铝粉凭据差别的产品要求与差别成型工艺制备成粉体质料。粉体粒度在1μm微米以下,若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在99.99%外,还需超细破坏且使其粒径漫衍均匀。耐磨板接纳挤压成型或注射成型时,粉料中需引入粘结剂与可塑剂,一般为重量比在10-30%的热塑性塑胶或树脂?有机粘结剂应与氧化铝粉体在150-200℃温度下均匀混淆,以利于成型操作。

 

接纳热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。若接纳半自动或全自动干压成型,对粉体有特别的工艺要求,需要接纳喷雾造粒法对粉体进行处理、使其泛起圆球状,以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。别的,为减少粉料与模壁的摩擦,还需添加1~2%的润滑剂,如硬脂酸及粘结剂PVA。欲干压成型时需对粉体喷雾造粒,其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。

 

近年来上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Al2O3喷雾造粒的粘结剂,在加热情况下有很好的流动性。喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散,流动角摩擦温度小于30℃?帕<杜浔壤硐氲忍跫,以获得较大素坯密度。

 
 

 

2成型要领

 

 
 

氧化铝陶瓷制品成型要领有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种要领。近几年来海内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术要领。差别的产品形状、尺寸、庞大造型与精度的产品需要差别的成型要领。摘其常用成型介绍:

 

注浆成型法:注浆成型是氧化铝陶瓷使用最早的成型要领。由于接纳石膏模、本钱低且易于成型大尺寸、外形庞大的部件。注浆成型的要害是氧化铝浆料的制备。通常以水为熔剂介质,再加入解胶剂与粘结剂,充分研磨之后排气,然后倒注入石膏模内。由于石膏模毛细管对水分的吸附,浆料遂固化在模内。耐磨板空心注浆时,在模壁吸附浆料达要求厚度时,还需将多余浆料倒出。为减少坯体收缩量、应尽量使用高浓度浆料。

 

 干压成型:氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状纯粹且内壁厚度凌驾1mm,长度与直径之比不大于4∶1的物件。成型要领有单轴向或双向。压机有液压式、机械式两种,可呈半自动或全自动成型方法。压机最大压力为200Mpa.产量每分钟可达15~50件。由于液压式压机冲程压力均匀,故在粉料充填有差别时压制件高度差别。而机械式压机施加压力巨细因粉体充填几多而变革,易导致烧结后尺寸收缩爆发差别,影响产品质量。

 

因此干压历程中粉体颗粒均匀漫衍对模具充填很是重要。充填量准确与否对制造的氧化铝陶瓷零件尺寸精度控制影响很大。粉体颗粒以大于60μm、介于60~200目之间可获最大自由流动效果,取得最好压力成型效果。

 

氧化铝陶瓷浆料中还需加入有机添加剂以使料浆颗粒外貌形成双电层使料浆稳定悬浮不沉淀。别的还需加入乙烯醇、甲基纤维素、海藻酸胺等粘结剂及聚丙烯胺、阿拉伯树胶平疏散剂,目的均在于使浆料适宜注浆成型操作。

 
 

 

3烧成技术 

 

 
 

将颗粒状陶瓷坯体致密化并形成固体质料的技术要领叫烧结。烧结即将坯体内颗粒间空洞排除,将少量气体及杂质有机物排除,使颗粒之间相互生长结合,形成新的物质的要领。

 

烧成使用的加热装置最广泛使用电炉。除了常压烧结,即无压烧结外,另有热压烧结及热等静压烧结等。连续热压烧结虽然提高产量,但设备和模具用度太高,别的由于属轴向受热,制品长度受到限制。热等静压烧成接纳高温高压气体作压力通报介质,具有各向均匀受热之优点,很适合形状庞大制品的烧结。由于结构均匀,质料性能比冷压烧结提高30~50%。比一般热压烧结提高10~15%。

 

因此,目前一些高附加值氧化铝陶瓷产品或国防军工需用的特殊零部件、如陶瓷轴承、反射镜、核燃料及枪管等制品、场接纳热等静压烧成要领。

 

别的,另有微波烧结法、电弧等离子烧结法、自蔓延烧结技术。

 
 

 

4精加工与封装工序

 

 
 

有些氧化铝陶瓷质料在完成烧结后,尚需进行精加工。如可用作人工骨的制品要求外貌有很高的光洁度、如镜面一样,以增加润滑性。由于氧化铝陶瓷质料硬度较高,耐磨板需用更硬的研磨抛光砖质料对其作精加工。如SiC、B4C或金刚钻等。

 

通常接纳由粗到细磨料逐级磨削,最终外貌抛光。一般可接纳<1μm微米的Al2O3微粉或金刚钻膏进行研磨抛光。别的激光加工及超声波加工研磨及抛光的要领亦可接纳。有些氧化铝陶瓷零件需与其它质料作封装处理。

 
 

 

氧化铝耐磨陶瓷强化工艺

 
 

 

 
 

为了增强氧化铝陶瓷,显著提高其力学强度,外洋新推一种氧化铝陶瓷强化工艺。该工艺新颖简单,所接纳的技术手段是在氧化铝陶瓷外貌,接纳电子射线真空镀膜、溅射真空镀膜或化学气相蒸镀要领,镀上一层硅化合物薄膜,在1200℃~1580℃的加热处理,使氧化铝陶瓷钢化。

 

经强化的氧化铝陶瓷的力学强度可在原基础上大幅度增长,获得具有超高强度的氧化铝陶瓷。

 
 

 


 

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