Sebagai bahan komposit yang menggabungkan kekerasan tinggi dan rintangan suhu-tinggi seramik dengan keliatan logam yang sangat baik, alumina berlogam berkongsi logik asas asas dalam proses pembuatannya yang sangat serupa dengan seramik tradisional. Aliran proses lengkap adalah seperti berikut: serbuk seramik, serbuk logam, dan pengikat → pencampuran → granulasi → pembentukan → penyingkiran pengikat → pra-pengurangan pensinteran → pensinteran → pemesinan → pemeriksaan → produk siap. Setiap peringkat dalam rantaian proses ini memberi pengaruh langsung ke atas prestasi muktamad komponen seramik berlogam yang terhasil. Memahami mekanisme interaksi antara pelbagai operasi ini adalah prasyarat untuk mencapai pembuatan komponen ini yang boleh dipercayai.
Pemilihan dan Penyediaan Bahan Mentah
Oleh kerana kebolehbasahan yang sangat baik dengan logam, karbida kerap digunakan sebagai bahan mentah seramik utama dalam pengeluaran seramik alumina berlogam untuk aplikasi ikatan. Serbuk karbida boleh disintesis melalui pelbagai laluan: pengkarburan reduktif oksida logam; gas-tindak balas pepejal yang melibatkan oksida logam, logam dan hidrokarbon; dan gas-tindak balas fasa antara logam halida dan hidrokarbon. Penyediaan serbuk logam, sebaliknya, mungkin menggunakan laluan teknikal seperti pengurangan garam logam, kaedah karbonil, elektrolisis, atau pengatoman logam cair. Dalam konteks pengeluaran seramik berlogam, ketulenan bahan mentah adalah amat penting. Untuk meminimumkan pencemaran oleh bendasing, kilang bebola yang dialas dengan bahan seramik khusus yang dipersoalkan-bersama dengan-bebola pengisar aloi keras-biasanya digunakan semasa proses batch batch. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, penggunaan{10}}peralatan pengisaran berkecekapan tinggi-seperti kilang kacau dan-kilang bergetar tenaga tinggi-telah meningkatkan dengan ketara kedua-dua keseragaman bahan serbuk dan kecekapan pengeluaran keseluruhan.
Proses Granulasi dan Pembentukan
Apabila buburan dibutirkan melalui pengeringan semburan, terhasil ialah butiran bahan-sfera bercampur dengan kebolehliran yang sangat baik dan taburan saiz zarah yang seragam; ini adalah faktor kritikal dalam memastikan ketumpatan pembungkusan yang konsisten semasa peringkat menekan dan membentuk seterusnya. Untuk pembentukan badan hijau produk pemetaan seramik, penekanan separa-kering ialah pendekatan teknikal yang paling banyak diterima pakai, dicirikan oleh kecekapan pengeluaran yang tinggi dan ketekalan dimensi yang sangat baik. Untuk produk berskala besar-atau kompleks geometri, tekanan isostatik sejuk menawarkan taburan ketumpatan yang lebih seragam dan isotropik, dengan itu mengurangkan risiko ubah bentuk semasa pensinteran. Tanpa mengira kaedah pembentukan khusus yang digunakan, keseragaman ketumpatan badan hijau berfungsi sebagai prasyarat asas untuk kejayaan pelaksanaan proses pensinteran seterusnya.
Penyingkiran Pengikat dan Pengurangan Pra-pensinteran
Pengikat (biasanya polimer organik) mesti disingkirkan sepenuhnya sebelum pensinteran; jika tidak, ia akan mereput dan menjana gas pada suhu tinggi, membawa kepada keretakan atau kecacatan keliangan dalam badan hijau. Peringkat penyingkiran pengikat biasanya dijalankan pada suhu yang agak rendah, menggunakan kadar pemanasan yang perlahan dan aliran udara yang mencukupi untuk membawa keluar produk penguraian. Ini diikuti dengan peringkat pengurangan pra-: oksida permukaan pada zarah serbuk dikurangkan oleh atmosfera pengurangan-seperti hidrogen atau ammonia tercerai-dan ikatan antara-zarah mula berlaku (menandai permulaan resapan keadaan-pepejal logam), manakala fasa resapan seramik yang kecil. Semasa peringkat ini, antara muka ikatan seramik-ke-logam mula mengambil bentuk awal; walaupun badan hijau hanya mengalami pengecutan minimum, ia memperoleh kekuatan mekanikal yang mencukupi untuk memudahkan pengendalian seterusnya dan pemuatan relau.
Tiga-Peringkat Evolusi Proses Pensinteran
Pensinteran merupakan teras kepada keseluruhan proses pembuatan dan boleh dibahagikan secara amnya kepada tiga peringkat: pra-pensinteran, pensinteran dan penyejukan. Peringkat pra-pensinteran terutamanya melibatkan penghapusan pengikat dan pengurangan oksida. Apabila memasuki peringkat pensinteran, apabila suhu meningkat, keterlarutan fasa seramik dalam fasa logam meningkat, dan fasa cecair mula muncul. Dengan peningkatan suhu selanjutnya, jumlah seramik terlarut dalam fasa cecair terus meningkat-menyebabkan peningkatan jumlah fasa cecair-dan jasad hijau mengalami pengecutan dan ketumpatan yang cepat. Semasa proses ini, struktur mikro seramik berlogam berkembang daripada campuran seramik diskret dan zarah logam kepada struktur di mana zarah seramik dikapsulkan oleh fasa logam cecair, akhirnya membentuk rangkaian berterusan apabila disejukkan. Peringkat penyejukan memerlukan kawalan yang tepat ke atas kadar penyejukan untuk mengelakkan keretakan yang disebabkan oleh tekanan haba.
-Pemprosesan dan Pemeriksaan Akhir
Kosong cermet tersinter biasanya memerlukan pemesinan ketepatan untuk memenuhi spesifikasi toleransi dimensi dan geometri akhir. Disebabkan kekerasan yang tinggi dan kerapuhan yang wujud pada cermet, operasi pemesinan kebanyakannya menggunakan roda pengisar berlian untuk mengisar atau mengepal. Untuk Bahagian Penggertakan Seramik Lanjutan Ketepatan Alumina Ketulenan Tinggi yang bertujuan untuk pematerian atau ikatan dengan komponen logam, permukaan pensinteran-pasca mungkin memerlukan rawatan pengetatan atau penyaduran sekunder untuk meningkatkan kebolehmaterian. Fasa pemeriksaan akhir merangkumi pengesahan dimensi, ujian tidak-memusnahkan (seperti X-ray atau pemeriksaan ultrasonik untuk kecacatan dalaman), analisis metalografik dan ujian prestasi mekanikal atau elektrik.
Kaedah Pembuatan Bantu Lain
Selain laluan proses arus perdana yang dinyatakan di atas, beberapa kaedah pembuatan khusus untuk logam-seramik wujud yang sesuai untuk aplikasi tertentu. Kaedah penyusupan logam melibatkan meletakkan prabentuk seramik berliang ke dalam logam cair, menggunakan daya kapilari untuk menarik logam ke dalam liang seramik, dengan itu membentuk struktur komposit yang padat. Kaedah kacau mekanikal memerlukan penyebaran dan memasukkan serbuk seramik secara seragam ke dalam logam cair melalui-pengadukan berkelajuan tinggi; teknik ini amat sesuai untuk senario di mana fasa logam membentuk bahagian bahan yang agak tinggi. Kaedah impregnasi melibatkan mula-mula fabrikasi rangka logam berliang, yang kemudiannya direndam dalam buburan seramik; selepas pengeringan dan pensinteran, seramik mengisi liang dalam rangka logam. Tambahan pula, untuk produk seramik berlogam, terdapat teknik yang melibatkan terlebih dahulu melembutkan fasa logam melalui penekanan panas, dan kemudian secara terus membentuknya-menggunakan penyemperitan-ke dalam bentuk tiub atau rod yang diingini.
Titik Kawalan Utama dalam Pengurusan Proses
Dalam pengeluaran sebenar, kualiti pembuatan seramik logam alumina bergantung pada beberapa titik kawalan kritikal: Pertama, saiz zarah, ketulenan, dan taburan saiz zarah serbuk mentah secara langsung mempengaruhi aktiviti pensinteran dan ketumpatan akhir. Kedua, keseragaman campuran serbuk adalah penting untuk mengelakkan pengasingan komposisi setempat, yang boleh membawa kepada sifat bahan yang tidak konsisten. Ketiga, pengoptimuman profil kelesuan pengikat adalah penting untuk mengelakkan keretakan atau pencemaran daripada sisa karbon. Keempat, penyelarasan tepat suhu pensinteran, masa memegang, dan suasana relau sangat diperlukan. Kelima, kawalan kadar penyejukan adalah perlu untuk mengelakkan keretakan-mikro yang disebabkan oleh tegasan transformasi fasa atau tegasan terma. Hanya melalui kawalan proses sistematik yang menangani perkara-perkara penting ini boleh seseorang secara konsisten menghasilkan komponen seramik berlogam yang memenuhi keperluan ketat industri elektrik, elektronik dan aeroangkasa.
Jika anda sedang membangun atau mengeluarkanseramik logamuntuk aplikasi elektrik dan memerlukan sokongan dengan pengoptimuman proses, kami boleh menyediakan penilaian parameter daripada pemilihan serbuk mentah kepada proses pensinteran itu sendiri. Kami menjemput anda untuk berkongsi butiran mengenai sistem bahan khusus anda dan objektif prestasi; kami kemudiannya akan memberikan cadangan yang disesuaikan untuk membantu anda.
hubungi kami
