氧化锆结构陶瓷生产工艺

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  • 发布时间:2023-03-01 15:18:13
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氧化锆结构陶瓷生产工艺

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氧化锆以其优异的高温物理和力学性能而得到广泛应用,尤其被用于严苛条件下运用的要害部件。因为氧化锆的导热性能低、热胀大系数大,因此氧化锆制品的热安稳性较差。但选用部分安稳氧化锆质料制得的制品晶型组成的氧化锆质料制得的陶瓷制品的热安稳性较好。因此制造氧化锆结构陶瓷往往选用部分安稳氧化锆质料而不是全安稳氧化锆质料。出产氧化锆结构陶瓷一般用3mo1%Y203安稳的氧化锆超细粉。下面从成型和烧成两方面论述一下氧化锆结构陶瓷出产工艺。
一、成型
氧化锆结构陶瓷的成型办法目前用得较多的有三种:热压铸成型、干压成型和等静压成型。
1、热压铸成型
关于氧化锆结构陶瓷小型产品或形状杂乱的产品。一般选用热压铸成型办法。该成型办法比较简略,特别适合于出产批量大或形状杂乱的中小型产品。但氧化锆热压铸产品排蜡时易呈现开裂、变形等缺点,这是因为氧化锆陶瓷料浆颗粒粒径较小,粉料比表面积大,调制热压铸浆料时,白腊及油酸的加人量要显着高于其它陶瓷制品,然后形成坯体缩短大,排蜡时易呈现开裂、变形等缺点。因此调试浆料时,要把握好白腊及油酸的参加量和加人办法,规划合理的排蜡烧成曲线及其它相关工艺参数,可以防止上述缺点的呈现。
2、干压成型
对形状简略、适于干压成型的中小型氧化锆陶瓷产品常选用干压办法成型。氧化锆 陶瓷干压时呈现的常见问题是产品分层,这是因为氧化锆超细粉造粒料的颗粒很细,因此颗粒轻、流动性差,干压成型时简单呈现分层现象。从出产实践中得知,产品分层与成型模具的光洁度和合作状况、成型压力、加压办法、加压速度和保压时间、脱模办法、脱模速度均有联系,下面就上述几方面要素对干压成型的影响分述如下:
A、模具的光洁度和合作状况
干压成型对模具质量要求较高,首要要求模具硬度到达必定的要求。因为氧化锆安稳料的颗粒很细,流动性差,因此对模具的光洁度要求很高,若光洁度达不到要求,则干压时影响料的流动,然后导致分层的呈现。一起,若模具合作欠好,间隙大,则因为氧化锆 粉料颗粒细,限制时粉料会从模具间隙中流出,然后形成模具四周的粉料少,这样限制时四周就不能压实,然后会因压力传递不共同而呈现分层,故对模具的合作要求较高。
B、成型压力
成型压力在氧化锆干压成型过程中是较要害的,压力太小和太大都不能限制出抱负的坯体。压力太小,则烧后产品的密度小,产品缩短大,坯体压实程度不行简单呈现分层;而压力太大,坯体也简单呈现裂纹、分层和脱模困难等现象。适合的成型压力需求经过出产实践来探索。
C、加压办法
般干压成型时加压办法有两种,一种是单面加压,另一种是双面加压。当单面加压时,则直接受压的一端压力大,呈现显着的压力梯度,粉料的流动性越差,则坯体内呈现的压力差也就越大,越简单呈现分层。双面加压时,坯体两头直接受压,因此两头密度大,中心密度小,其压力梯度的有用传递距离为单面加压的一半,故坯体的密度比单面加压要均匀得多。因此氧化锆陶瓷干压成型时宜选用双面加压的办法。
D、加压速度和保压时间
加压速度和保压时间操控欠好也会形成氧化锆坯体呈现分层等缺点。压模下落的速度应缓慢一些,如加压速度过快,则坯体中气体不易排出,然后导致坯体呈现分层,表面致密而中心松散,以及存在气泡等现象。如保压时间过短,则压力还未传到应有的深度时,外力就已卸掉,这样坯体中气体不易排出,就难以得到较为抱负的坯体,会导致坯体呈现分层以及存在气泡等现象。一起保压时间应均匀共同,不然会引起产品厚薄不均,形成废品。
E、脱模办法和脱模速度
干压脱模时一般选用工具将坯体从模腔中顶出,脱模速度要均匀缓慢,如不留意会引起坯体开裂。实践表明脱模时脱模工具要平坦,不然会引起坯体受力不均而形成开裂。总归,干压成型和上述几方面要素都有联系,要成型出抱负的坯体,以上各方面都要操控好。
3、等静压成型
对形状特殊的氧化锆结构陶瓷,需选用等静压成型。等静压成型的坯体因为各方向所受压力均匀相等,且压力大,因此成型后的坯体密度高,均匀性好,烧成缩短小,不易变形、开裂、分层。该成型办法可防止干压时易呈现的分层,特别是成型较厚的氧化锆制品,干压时极易呈现分层,而等静压成型则可防止,因此该成型办法是出产氧化锆制品常用的办法。但等静压成型后的坯体需求加工,因此会浪费一部分质料,一起因为坯体很硬,加工比较麻烦,且加工速度要求缓慢,不然坯体易产生开裂,出产效率不高。
二、烧成
氧化锆在不同温度下,存在着三种同质异形体,即立方晶系、单斜晶系和四方晶系。氧化锆晶形的改变温度如下:
由单斜晶系转化为四方晶系时伴有7%左右的体积变化。加热时由单斜一氧化锆改变为四方一氧化锆产生体积缩短;冷却时由四方一氧化锆改变为单斜一氧化锆产生体积胀大,这种缩短与胀大并不产生在同一温度,前者约为1200ºC,后者约为1000ºC。
氧化锆陶瓷的烧结温度随质料的制备办法、细度、添加剂品种和参加量的多少而不同,一般在1500~1650ºC之间,因此氧化锆陶瓷没有统一的烧成曲线,其适合的烧成制度要经过烧成试验能得到。氧化锆陶瓷的烧成因为伴随着体积的变化,很简单呈现开裂,因此烧成曲线的选择在氧化锆陶瓷烧成过程中是非常重要的。要留意操控升温速率,特别在其晶相改变温度区域内,升温速率要放慢,对厚胎和大件制品更要留意升温速率。在1100ºC以上降温速率也要操控好,不能太快,不然也会呈现开裂。
氧化锆材料有多种优异性能,特别是具有增韧的作用,因此被作为耐性陶瓷广泛地应用的。它具有高的耐性、高的抗弯强度、高的硬度和耐磨性等特色,更显示出应用的广泛性。它在机械、电子、石油、化工、航天、纺织、精细丈量仪器、精细机床、生物工程和医疗器械等职业有着广泛的应用前景。日用陶瓷刀具的日益遍及,也使得氧化锆结构陶瓷开端进军日用陶瓷范畴。氧化锆结构陶瓷作为氧化锆的一个重要的应用范畴,目前越来越为人们所重视,职业前景光亮。 

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