"Pall" võib märkimisväärselt mõjutada kõrge -puhtusastmega alumiiniumoksiidi kasutamist.
Kõrge puhtusastmega alumiiniumoksiidist on selle erakordsete optiliste, elektriliste, termiliste ja mehaaniliste omaduste tõttu saanud kriitilise tähtsusega alusmaterjal, mis toetab kaasaegsete kõrgtehnoloogiliste{1}}tööstuse arengut. Alates LED-valgustusest ja liitiumaku eraldajatest kuni pooljuhtvahvlite ja{3}}kvaliteetsete optiliste komponentideni – erineva puhtusastmega kõrge-puhtusastmega alumiiniumoksiidil on asendamatu roll, mis seab pulbri kvaliteedile aina{5}}kõrgemad nõudmised.
Kõrge -puhtusastmega nano-alumiiniumoksiidi pulbri valmistamisel on peenestamisetapi jaoks eelistatud valik ülipeenjahvatusseadmeid, nagu kuulveskid ja helmesveskid. Selliste ülipeente jahvatusseadmete kasutamisel on jahvatusvahendi valik väga oluline, kuna see määrab pärast jahvatamist lõpptoote maksumuse, tõhususe ja kvaliteedi. Tavalisteks lihvimisvahenditeks on klaashelmed, tsirkooniumi silikaathelmed, teraskuulid, alumiiniumoksiidi kuulid, tsirkooniumoksiidi kuulid jne. Need mängivad olulist rolli märgjahvatusprotsessis ja pulbri osakeste suuruse vähendamisel. Siiski on oluline märkida, et isegi suurepärase kulumiskindlusega lihvimisvahendid ei saa täielikult hõõrdumist vältida ja kulunud osakesed saastavad jahvatatava materjali. Seetõttu eelistavad tootjad üldiselt kasutada samadest või sarnastest materjalidest valmistatud lihvimisvahendeid.
01 Alumiiniumoksiidi jahvatusmaterjali palle mõjutavad tegurid
Alumiiniumoksiidi keraamilised kuulid on hõõrdumise{0}}kulumiskomponendid ja nende kulumiskiirust mõjutavad nii sisemised kui ka välised tegurid, kusjuures sisemised tegurid avaldavad suuremat mõju.
Alumiiniumoksiidi keraamika kulumiskindlus on tihedalt seotud materjali mehaaniliste omaduste ja selle mikrostruktuuri sünergilise mõjuga. Praegu on keraamika sitkus ja tera suurus enim uuritud tegurid ning need on kulumiskindlusega kõige tihedamalt seotud sisemised tegurid. Sitkus mõjutab oluliselt keraamikat. Kuna väiksemad terasuurused tagavad üldiselt keraamika parema kulumiskindluse, arendatakse kulumiskindlat-keraamikat mikrokristalliliste struktuuride suunas.
Jahvatusseadmetega pulbri peenestamisel ei mõjuta jahvatuskandja habras purunemiskulu mitte ainult kandja enda eluiga, vaid põhjustab kergesti ka saastumisprobleeme. Seetõttu on lihvimise mõju vähendamiseks alumiiniumoksiidi pulbri puhtusele sageli vaja kasutada kulumiskindlaid ja kõrge puhtusastmega alumiiniumoksiidi keraamilisi lihvimishelmeid.
02 Tooraine valik
Puhtus
Üldiselt on kõrge -puhtusastmega -Al₂O3 pulbri kasutamine üliefektiivsete -alumiiniumoksiidist lihvimiskuulikeste valmistamise oluline eeltingimus. Selle põhjuseks on peamiselt asjaolu, et: esiteks võib kõrge -puhtusastmega -Al₂O₃ pulbri kasutamine tõhusalt vähendada pooride tekkimise ohtu pärast paagutamist ja vältida võimalust, et anorgaanilised lisandid reageerivad kõrgel temperatuuril keraamilise pulbriga või jäävad maatriksisse mikropragude tekkeks. See tagab alumiiniumoksiidi lihvimiskuulikeste tiheduse, andes neile suurema lihvimistõhususe ja kulumiskindluse. Teiseks tähendab kõrge -puhtusastmega tooraine kasutamine seda, et isegi kui jahvatuskuulid märkimisväärselt kuluvad, ei saasta eraldunud osakesed kõrge -puhtusastmega alumiiniumoksiidi pulbrit, säilitades seega selle puhtuse.
Osakeste suurus
Lihvimiskuulide kulumismehhanism hõlmab peamiselt plastilist deformatsiooni ja osalist transgranulaarset murdumist, mille tulemuseks on kerge kulumine. Kui terad on jämedad, võib tekkida teradevaheline murd, mis põhjustab tugevat kulumist. Mida väiksem on tera suurus, seda parem on keraamika kulumiskindlus. Seetõttu on toorpulbri osakeste suuruse valimisel soovitatav kasutada võimalikult väikese osakese suurusega -Al₂O3 toorainet, et vähendada keraamika tera suurust ja suurendada lihvimiskuulikeste kulumiskindlust. Lisaks, võrreldes suuremate osakestega, on väiksematel osakestel suurem eripind või pinnaenergia, pakkudes seega paagutamiseks suuremat liikumapanevat jõudu, madalamaid paagutamistemperatuure ja potentsiaalselt suuremat paagutamistihedust, mis parandab materjali mehaanilisi omadusi.
03 Valutehnoloogia on samuti kriitiline
Üldiselt, mida parem on jahvatuskuulide sfäärilisus, seda ühtlasem on jahvatatud toote osakeste suuruse jaotus. Väiksemad lihvimiskuulid annavad lihvimisel rohkem kuulide kokkupuutepunkte, pakkudes rohkem võimalusi materjali peenestamiseks ja võimaldades peenemat lihvimist. Praegu hõlmavad sfääriliste keraamiliste lihvimisvahendite tootmiseks kasutatavad vormimistehnoloogiad nii riigis kui ka rahvusvaheliselt tilkvormimist (sfääriline granuleerimine), isostaatilist pressimist ja valtsimismeetodeid. Erinevate vormimismeetoditega toodetud toodete kvaliteet on erinev.
Tilkvormimine (sfääriline granuleerimine)
Tilkvormimise meetod, mida tuntakse ka välise geelistamise meetodina, on pidev ja tõhus meetod väikese -läbimõõduga keraamiliste mikrosfääride valmistamiseks. Sellele on iseloomulik, et lägast moodustunud tilgad võtavad kuju õlises keskkonnas pindpinevusega. Selle meetodi abil saavutatav sfäärilisus on parem kui traditsiooniliste valtsimismeetodite puhul. Mikrohelmed on sisemiselt ühtlased ja tihedad, ei vaja täiendavat sideaine pihustamist ega vorme ning see meetod on tehnoloogiliselt parem kui isostaatilise pressimise ja rullimise meetodid, mida kasutatakse väikeste -läbimõõduga keraamiliste kuulide valmistamiseks.
Isostaatiline pressimine
Isostaatiline pressimine hõlmab pulbri täitmist painduvasse kerakujulisse vormi, vormi tihendamist ja külma isostaatilise pressi töökambrisse asetamist. Vorm surutakse kokku vedela keskkonnaga, avaldades kõikidest suundadest ühtlast survet. Pärast vormimist saadakse sfääriline roheline keha. Isostaatiline ja ühtlane kõrge rõhk muudab sfäärilise rohelise ühtlaselt tihedaks, mille tulemuseks on suurem rohelise tugevus. Vormidest tulenevad piirangud põhjustavad aga madalat tootmistõhusust, mis piirab isostaatilise pressimise tehnoloogia kasutamist väikeste -läbimõõduga keraamiliste kuulide valmistamisel.
Isostaatiline pressimise protsess (skeemi kohatäide)
Rullimismeetod
Valtsimismeetod on praegu väikese{0}}läbimõõduga lihvimishelmeste masstootmise peamine tehnoloogia. Selle põhimõte on sarnane "lumepalli tegemisega". Protsess hõlmab sideaine vedeliku pihustamist südamikupallide niisutamiseks, seejärel kuiva pulbri lisamist niisutatud südamike välisküljele, mis seejärel rullides tihendatakse. See meetod on põhimõtteliselt lihtne ja kõrge tootmistõhususega, mistõttu on see endiselt parim viis millimeetri{4}mõõtkavaliste keraamiliste kuulide vormimiseks. Praegu on paljud kodumaised ettevõtted saavutanud erinevate parameetrite, sealhulgas pihustus- ja pulbri etteandeseadmete automaatse juhtimise ja optimeerimise, võimaldades kvaliteetsete keraamiliste kuulide, nagu alumiiniumoksiid ja tsirkooniumoksiid, masstootmist.
04 Paagutamisrežiim
Liiga kõrged paagutamistemperatuurid ja liiga pikad säilitusajad võivad soodustada Al2O3 kristallide kasvu ja suurendada vedelfaasi hulka. See mitte ainult ei vähenda tugevust, vaid vähendab ka kulumiskindlust. Kui temperatuur on aga liiga madal, siis paagutatud tihedus väheneb ja ka keraamiliste kuulide kulumiskindlus. Isegi kui Al2O3 sisaldus on kõrge, ei taga sobimatud paagutamistemperatuurid head kulumiskindlust; võti sõltub keraamiliste kuulide faasi koostisest ja mikrostruktuurist. Seetõttu on vaja määrata sobiv paagutamistemperatuur ja kontrollida sobivat säilitusaega. Üldiselt võib kasutada madalal-temperatuuril kiirpõletustehnoloogiat, mis pakub märkimisväärset{6}energiasäästueelist. Samuti aitab see pärssida tera kasvu alumiiniumoksiidi keraamilistes kuulides, mis on kasulik toote tugevuse ja sitkuse parandamiseks, suurendades seeläbi nende kulumiskindlust.
Paagutamise abivahendid mõjutavad märkimisväärselt madalal{0}}temperatuuril kiirpõletamist. Tavaliselt kasutatavate süsteemide hulka kuuluvad SiO₂-CaO-MgO süsteem, MnO₂-TiO₂-MgO süsteem ja CuO-SiO₂ süsteem. Need süsteemid võivad märkimisväärselt vähendada paagutamistemperatuuri, rafineerides samal ajal terasid, stabiliseerides struktuuri ja parandades materjali mehaanilisi omadusi.