Michakato tisa ya uundaji wa usahihi wa kauri za zirconia

Michakato tisa ya uundaji wa usahihi wa kauri za zirconia
Mchakato wa ukingo una jukumu la kuunganisha katika mchakato mzima wa maandalizi ya vifaa vya kauri, na ndio ufunguo wa kuhakikisha uaminifu wa utendaji na kurudiwa kwa uzalishaji wa vifaa na vipengele vya kauri.
Pamoja na maendeleo ya jamii, mbinu ya jadi ya kukandia kwa mkono, mbinu ya kutengeneza magurudumu, mbinu ya kuunganisha, n.k. ya kauri za kitamaduni haiwezi tena kukidhi mahitaji ya jamii ya kisasa kwa ajili ya uzalishaji na uboreshaji, kwa hivyo mchakato mpya wa uundaji ulizaliwa. Vifaa vya kauri laini vya ZrO2 hutumika sana katika aina 9 zifuatazo za michakato ya uundaji (aina 2 za mbinu kavu na aina 7 za mbinu za mvua):

1. Ukingo kavu

1.1 Kubonyeza kwa kavu

Kubonyeza kwa kutumia mgandamizo hutumia shinikizo kubonyeza unga wa kauri katika umbo fulani la mwili. Kiini chake ni kwamba chini ya ushawishi wa nguvu ya nje, chembe za unga hukaribiana katika ukungu, na huunganishwa kwa uthabiti na msuguano wa ndani ili kudumisha umbo fulani. Kasoro kuu katika miili ya kijani iliyobonyezwa kwa kutumia mgandamizo ni msuguano, ambao husababishwa na msuguano wa ndani kati ya unga na msuguano kati ya unga na ukuta wa ukungu, na kusababisha upotevu wa shinikizo ndani ya mwili.

Faida za kukandamiza kwa kutumia mashine kavu ni kwamba ukubwa wa mwili wa kijani ni sahihi, operesheni ni rahisi, na ni rahisi kutekeleza operesheni ya mitambo; kiwango cha unyevu na kifaa cha kufunga kwenye kukandamiza kwa kutumia mashine kavu ni kidogo, na kupungua kwa kukausha na kuwasha ni kidogo. Hutumika sana kutengeneza bidhaa zenye maumbo rahisi, na uwiano wa kipengele ni mdogo. Kuongezeka kwa gharama ya uzalishaji inayosababishwa na uchakavu wa ukungu ni hasara ya kukandamiza kwa kutumia mashine kavu.

1.2 Kubonyeza kwa isostatic

Kubonyeza kwa isostatic ni njia maalum ya kutengeneza iliyotengenezwa kwa msingi wa kubonyeza kwa kikavu kwa njia ya kitamaduni. Inatumia shinikizo la kupitisha maji ili kuweka shinikizo sawasawa kwenye unga ndani ya ukungu wa elastic kutoka pande zote. Kutokana na uthabiti wa shinikizo la ndani la maji, unga hubeba shinikizo sawa katika pande zote, kwa hivyo tofauti katika msongamano wa mwili wa kijani inaweza kuepukwa.

Ukandamizaji wa isostatic umegawanywa katika ukandamizaji wa isostatic wa mfuko wa mvua na ukandamizaji wa isostatic wa mfuko mkavu. Ukandamizaji wa isostatic wa mfuko wa mvua unaweza kuunda bidhaa zenye maumbo tata, lakini unaweza kufanya kazi kwa vipindi tu. Ukandamizaji wa isostatic wa mfuko mkavu unaweza kufanya kazi kiotomatiki, lakini unaweza kuunda bidhaa zenye maumbo rahisi kama vile sehemu za mraba, mviringo, na mrija. Ukandamizaji wa isostatic unaweza kupata mwili wa kijani kibichi na mnene, wenye upunguzaji mdogo wa kurusha na upunguzaji sare pande zote, lakini vifaa ni ngumu na vya gharama kubwa, na ufanisi wa uzalishaji si wa juu, na unafaa tu kwa ajili ya uzalishaji wa vifaa vyenye mahitaji maalum.

2. Kutengeneza unyevu

2.1 Kuunganisha
Mchakato wa ukingo wa grouting ni sawa na utepe wa kutupwa, tofauti ni kwamba mchakato wa ukingo unajumuisha mchakato wa upungufu wa maji mwilini na mchakato wa kuganda kwa kemikali. Upungufu wa maji mwilini huondoa maji kwenye tope kupitia hatua ya kapilari ya ukungu wa jasi wenye vinyweleo. Ca2+ inayotokana na kuyeyuka kwa uso wa CaSO4 huongeza nguvu ya ioni ya tope, na kusababisha kuteleza kwa tope.
Chini ya hatua ya upungufu wa maji mwilini na kuganda kwa kemikali, chembe za unga wa kauri huwekwa kwenye ukuta wa ukungu wa jasi. Kuunganisha kunafaa kwa ajili ya maandalizi ya sehemu kubwa za kauri zenye maumbo tata, lakini ubora wa mwili wa kijani, ikiwa ni pamoja na umbo, msongamano, nguvu, n.k., ni duni, nguvu ya wafanyakazi ni kubwa, na haifai kwa shughuli za kiotomatiki.

2.2 Utupaji wa die moto
Kutupwa kwa die moto ni kuchanganya unga wa kauri na binder (mafuta ya taa) kwa halijoto ya juu kiasi (60~100℃) ili kupata tope kwa ajili ya kutupwa kwa die moto. Tope huingizwa kwenye umbo la chuma chini ya ushawishi wa hewa iliyoshinikizwa, na shinikizo hudumishwa. Ikipoa, ikiondolewa ili kupata nta tupu, nta tupu huondolewa kwa dewax chini ya ulinzi wa unga usio na maji ili kupata mwili wa kijani, na mwili wa kijani husafishwa kwa halijoto ya juu ili kuwa porcelaini.

Mwili wa kijani unaoundwa kwa kutumia mashine ya kuchomea moto una vipimo sahihi, muundo wa ndani sare, uchakavu mdogo wa ukungu na ufanisi mkubwa wa uzalishaji, na unafaa kwa malighafi mbalimbali. Halijoto ya tope la nta na ukungu inahitaji kudhibitiwa vikali, vinginevyo itasababisha kuchomwa au kubadilika, kwa hivyo haifai kwa utengenezaji wa sehemu kubwa, na mchakato wa kurusha kwa hatua mbili ni mgumu na matumizi ya nishati ni ya juu.

2.3 Utupaji wa tepi
Kutengeneza tepu ni kuchanganya kikamilifu unga wa kauri na kiasi kikubwa cha vifungashio vya kikaboni, viweka plastiki, visambazaji, n.k. ili kupata tope linaloweza kutiririka lenye mnato, kuongeza tope kwenye hopper ya mashine ya kutupia, na kutumia kikwaruzo kudhibiti unene. Hutiririka hadi kwenye mkanda wa kusafirishia kupitia pua ya kulisha, na tupu ya filamu hupatikana baada ya kukauka.

Mchakato huu unafaa kwa ajili ya utayarishaji wa vifaa vya filamu. Ili kupata unyumbufu bora, kiasi kikubwa cha vitu vya kikaboni huongezwa, na vigezo vya mchakato vinatakiwa kudhibitiwa vikali, vinginevyo vitasababisha kasoro kama vile kung'oa, michirizi, nguvu ndogo ya filamu au kung'oa vigumu. Vitu vya kikaboni vinavyotumika ni sumu na vitasababisha uchafuzi wa mazingira, na mfumo usio na sumu au wenye sumu kidogo unapaswa kutumika iwezekanavyo ili kupunguza uchafuzi wa mazingira.

2.4 Ukingo wa sindano ya jeli
Teknolojia ya uundaji wa sindano ya jeli ni mchakato mpya wa uundaji wa haraka wa kolloidal uliobuniwa kwa mara ya kwanza na watafiti katika Maabara ya Kitaifa ya Oak Ridge mwanzoni mwa miaka ya 1990. Kiini chake ni matumizi ya myeyusho wa monoma hai ambayo hupolimisha na kuwa jeli zenye nguvu nyingi, zilizounganishwa pembeni zenye polima-kuyeyusha.

Tope la unga wa kauri ulioyeyushwa katika myeyusho wa monoma za kikaboni hutupwa kwenye umbo, na mchanganyiko wa monoma hupolimisha na kuunda sehemu ya jeli. Kwa kuwa kiyeyusho cha polima-kiungo kilichounganishwa pembeni kina polima ya 10%–20% (sehemu kubwa) pekee, ni rahisi kuondoa kiyeyusho kutoka kwa sehemu ya jeli kwa hatua ya kukausha. Wakati huo huo, kutokana na muunganisho wa pembeni wa polima, polima haziwezi kuhama na kiyeyusho wakati wa mchakato wa kukausha.

Njia hii inaweza kutumika kutengeneza sehemu za kauri za awamu moja na mchanganyiko, ambazo zinaweza kuunda sehemu za kauri zenye umbo tata, zenye ukubwa wa nusu wavu, na nguvu yake ya kijani ni ya juu kama 20-30Mpa au zaidi, ambazo zinaweza kusindika tena. Shida kuu ya njia hii ni kwamba kiwango cha kupungua kwa mwili wa kiinitete ni cha juu kiasi wakati wa mchakato wa msongamano, ambao husababisha kwa urahisi mabadiliko ya mwili wa kiinitete; baadhi ya monoma za kikaboni zina kizuizi cha oksijeni, ambacho husababisha uso kuchubuka na kuanguka; kutokana na mchakato wa upolimishaji wa monoma za kikaboni unaosababishwa na joto, na kusababisha Kunyoa joto husababisha kuwepo kwa mkazo wa ndani, ambao husababisha nafasi zilizo wazi kuvunjika na kadhalika.

2.5 Ukingo wa sindano ya uimarishaji wa moja kwa moja
Uundaji wa sindano ya uimarishaji wa moja kwa moja ni teknolojia ya uundaji iliyotengenezwa na ETH Zurich: maji ya kuyeyusha, unga wa kauri na viongeza vya kikaboni huchanganywa kikamilifu ili kuunda tope thabiti la kielektroniki, mnato mdogo, na maudhui imara ya juu, ambayo yanaweza kubadilishwa kwa kuongeza pH ya tope au kemikali zinazoongeza mkusanyiko wa elektroliti, kisha tope huingizwa kwenye ukungu usio na vinyweleo.

Dhibiti maendeleo ya athari za kemikali wakati wa mchakato. Mwitikio kabla ya ukingo wa sindano hufanywa polepole, mnato wa tope huwekwa chini, na mwitikio huharakishwa baada ya ukingo wa sindano, tope huganda, na tope la kioevu hubadilishwa kuwa mwili mgumu. Mwili wa kijani unaopatikana una sifa nzuri za kiufundi na nguvu inaweza kufikia 5kPa. Mwili wa kijani huondolewa, kukaushwa na kuchomwa ili kuunda sehemu ya kauri ya umbo linalohitajika.

Faida zake ni kwamba hazihitaji au zinahitaji tu kiasi kidogo cha viongeza vya kikaboni (chini ya 1%), mwili wa kijani hauhitaji kupunguzwa mafuta, msongamano wa mwili wa kijani ni sawa, msongamano ni mkubwa (55% ~ 70%), na zinaweza kuunda sehemu kubwa na zenye umbo tata za kauri. Ubaya wake ni kwamba viongeza ni ghali, na gesi kwa ujumla hutolewa wakati wa mmenyuko.

2.6 Ukingo wa sindano
Ukingo wa sindano umetumika kwa muda mrefu katika uundaji wa bidhaa za plastiki na uundaji wa ukungu wa chuma. Mchakato huu hutumia uundaji wa vikaboni vya thermoplastiki kwa joto la chini au uundaji wa vikaboni vya thermosetting kwa joto la juu. Poda na kibebaji cha kikaboni huchanganywa katika kifaa maalum cha kuchanganya, na kisha huingizwa kwenye ukungu chini ya shinikizo kubwa (makumi hadi mamia ya MPa). Kwa sababu ya shinikizo kubwa la ukingo, nafasi zilizo wazi zilizopatikana zina vipimo sahihi, ulaini wa juu na muundo mdogo; matumizi ya vifaa maalum vya ukingo huboresha sana ufanisi wa uzalishaji.

Mwishoni mwa miaka ya 1970 na mwanzoni mwa miaka ya 1980, mchakato wa ukingo wa sindano ulitumika kwenye ukingo wa sehemu za kauri. Mchakato huu hutimiza ukingo wa plastiki wa vifaa tasa kwa kuongeza kiasi kikubwa cha vitu vya kikaboni, ambacho ni mchakato wa kawaida wa ukingo wa plastiki wa kauri. Katika teknolojia ya ukingo wa sindano, pamoja na kutumia vitu vya kikaboni vya thermoplastic (kama vile polyethilini, polistirene), vitu vya kikaboni vya thermosetting (kama vile resini ya epoksi, resini ya fenoliki), au polima zinazoyeyuka kwenye maji kama kifaa kikuu cha kufunga, ni muhimu kuongeza Kiasi fulani cha vifaa vya kusaidia mchakato kama vile vipashio, vilainishi na mawakala wa kuunganisha ili kuboresha umajimaji wa kusimamishwa kwa sindano ya kauri na kuhakikisha ubora wa mwili ulioumbwa kwa sindano.

Mchakato wa ukingo wa sindano una faida za kiwango cha juu cha otomatiki na ukubwa sahihi wa tupu ya ukingo. Hata hivyo, kiwango cha kikaboni katika mwili wa kijani wa sehemu za kauri zilizoundwa kwa sindano ni cha juu kama vol 50%. Inachukua muda mrefu, hata siku kadhaa hadi siku kadhaa, kuondoa vitu hivi vya kikaboni katika mchakato unaofuata wa kuchuja, na ni rahisi kusababisha kasoro za ubora.

2.7 Ukingo wa sindano ya Colloidal
Ili kutatua matatizo ya kiasi kikubwa cha vitu hai vilivyoongezwa na ugumu wa kuondoa ugumu katika mchakato wa jadi wa ukingo wa sindano, Chuo Kikuu cha Tsinghua kilipendekeza kwa ubunifu mchakato mpya wa ukingo wa sindano ya kolloidal ya kauri, na kwa kujitegemea kiliunda mfano wa ukingo wa sindano ya kolloidal ili kufikia uundaji wa tope tasa la kauri.

Wazo la msingi ni kuchanganya ukingo wa kolloidal na ukingo wa sindano, kwa kutumia vifaa vya sindano vya kibinafsi na teknolojia mpya ya kupoza inayotolewa na mchakato wa ukingo wa uimarishaji wa kolloidal ndani ya situ. Mchakato huu mpya hutumia chini ya 4wt.% ya vitu vya kikaboni. Kiasi kidogo cha monoma za kikaboni au misombo ya kikaboni katika kusimamishwa kwa maji hutumika kushawishi haraka upolimishaji wa monoma za kikaboni baada ya kuingizwa kwenye ukungu ili kuunda mifupa ya mtandao wa kikaboni, ambayo hufunika unga wa kauri sawasawa. Miongoni mwao, sio tu wakati wa kuondoa gum hupunguzwa sana, lakini pia uwezekano wa kupasuka kwa kuondoa gum hupunguzwa sana.

Kuna tofauti kubwa kati ya ukingo wa sindano wa kauri na ukingo wa kolloidal. Tofauti kuu ni kwamba wa kwanza ni wa kategoria ya ukingo wa plastiki, na wa mwisho ni wa ukingo wa tope, yaani, tope halina umbo la plastiki na ni nyenzo tasa. Kwa sababu tope halina umbo la plastiki katika ukingo wa kolloidal, wazo la jadi la ukingo wa sindano ya kauri haliwezi kupitishwa. Ikiwa ukingo wa kolloidal umeunganishwa na ukingo wa sindano, ukingo wa sindano ya kolloidal wa vifaa vya kauri hugunduliwa kwa kutumia vifaa vya sindano vya kibinafsi na teknolojia mpya ya kuponya inayotolewa na mchakato wa ukingo wa kolloidal ndani ya situ.

Mchakato mpya wa ukingo wa sindano ya kauri ya kolloidal ni tofauti na ukingo wa kawaida wa kolloidal na ukingo wa jadi wa sindano. Faida ya kiwango cha juu cha otomatiki ya ukingo ni usablimishaji wa ubora wa mchakato wa ukingo wa kolloidal, ambao utakuwa tumaini la ukuaji wa viwanda wa kauri za hali ya juu.