一、陶瓷喷嘴原材料处理
陶瓷喷嘴材料是由各种粉料及其添加剂混合后经粉末冶金工艺而制成的,原料粉末的特性在一定程度上决定或影响其后的陶瓷喷嘴材料的制备工艺及性能。
1. 对陶瓷喷嘴材料用粉末的基本要求
1)微细化。因为烧结的动力是颗粒的便面能,所以原料粉约细,表面积越大,烧结速度越快。原料颗粒越细,进行致密化的物质移动的距离越短,而且晶界多,促进气孔扩散,增加致密化成度。另外,一般烧结制品的晶粒越细材料性能越优越。因而,抑制烧结过程中的晶粒长大极为重要。实践表明,当陶瓷喷嘴或螺旋喷嘴材料的晶粒由微米级减小到亚微米级时,其性能将大幅度提高。超细粉末由于便面积的增加,很容易产生粉末团聚现象。为此,粉料制备必须采取一定的措施减少一次粒子的团聚或减少其团聚的强度,已获得密度均匀的粉料成型体及克服烧结时团聚颗粒先于其他颗粒致密化的现象。
2)高纯化。粉末颗粒大小虽然很重要,但其化学纯度,化学组成的均匀性也同样重要。为了实现陶瓷喷嘴材料的高性能,原料粉末必须高纯度,化学组成均匀化。粉料的化学组成及其杂志对由其控制的陶瓷喷嘴材料的性能有很大的影响。一般要求陶瓷喷嘴材料的有害杂质含量越少越好。
3)粉末的形态。形貌。要求粉末颗粒尽可能为等轴状或球状,且粒径分布范围窄,以避免烧结时由于粒径相差很大而造成的晶粒异常长达及其他缺陷。
2.粉料的球磨
按一定比例配置的混合原料,由于粒度过大,必须进行强化球磨,球磨的目的是使混合粉末进一步细化,有利于提高材料的致密程度,并降低烧结温度。粉末细化是在球磨机上进行的,依靠对粉料的击碎,磨削作用。在球磨时,即有粉末作用又有混合作用。球磨粉碎范围一般为1-1000um。湿式球磨的效率比干磨高。常用的球磨介质为纯酒精或丙酮。所采用的丘一般为硬质合金球或陶瓷球,其直径为8-10mm。球磨桶一般为陶瓷、硬质合金或不锈钢做成,桶的实际转速要与桶的直径相适应。球料比一般为(5-10):1,球磨时间一般大于100h。这种强化球磨可获得亚微米粉末混合料。球磨时,桶中必须充溢氮气,使球磨过程尽量少产生氧化现象。采用硬质合金不锈钢桶进行球磨时,必然会在粉末中磨入不锈钢和硬质合金成分。但磨入量在0.5以下均不会显著改变陶瓷喷头喷嘴材料的力学性能。
3.粉料的干燥
湿磨或湿混后的液体介质要干发去除,料浆的干燥一般在真空系统中进行,真空度在600mmhg以上,干燥时间按原料多少而有所不同,但必须保证原料的侧底干燥。干燥后在氮气流中过筛(一般为80-100目)。所得到的干粉即可热压烧结,如暂时不用,则必须密封保存在氮气厨中存储代用。
二、陶瓷喷嘴热压模具的设计
陶瓷喷嘴热压烧结用的模具主要是石墨,石墨模具应选择纯度和高强度的致密石墨,其性能要求为纯度高,有足够的强度,容易加工成型,导热,导电性良好,有良好的化学稳定性,热膨胀系数低,能耐2200度以上高温。石墨模具的结构一般根据陶瓷喷嘴的结构而定。陶瓷喷嘴热压成型时,为了避免分体的流失,需要一个密闭的空间放置。因此,陶瓷喷嘴的烧结需要内膜具与外膜具构成一个密闭空间。 |