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陶瓷结构件产品概述

日期:2016/3/12   浏览: 次

陶瓷结构件产品概述

一:陶瓷结构件产品应用和材料特性

陶瓷结构件是应用于工业设备的零构件,是因为其材料具有更优秀更适应的性能而替代原金属或其它材料的零件。区别我司其它主要产品的特征是它是一类范围很广泛的产品,而不象磨介,餐刀坯一样是一种单一产品。

陶瓷结构件是我们公司的优势所在,无论是从规格大小,材质性能还是制造精度都是我们公司领先同行业的优势,所以,我们的销售人员对我们公司的结构件产品一定要有信心。

我们公司的陶瓷结构件主要应用于哪些方面呢?这是一个非常广阔的市场,广泛应用于采掘,矿治,机械,化工,电子等众多领域及行业中。我们陶瓷结构件为什么能推广到这些行业中去呢?这是由我们陶瓷的理化特性决定的,最重要的特性就是高耐磨,高耐腐蚀和良好的绝缘性。

高耐磨性:是指材料硬度高,以Y-TZP材料(氧化钇稳定氧化锆)为例,可达到HRA88以上(洛氏硬度),HV1250以上(维氏硬度)。超高的硬度保证了陶瓷结构件在使用过程中有良好的耐磨和耐冲蚀性。

高耐腐蚀性:是指材料对酸碱盐各类腐蚀环境或介质有良好的抗腐蚀性,这方面比之金属材料可以说是很大的优势。当然,也不是无所不能的,至少我们需要知道我们的氧化锆材料对氢氟酸还是抵挡不住的。我们需要知道Y-TZP材料对高温蒸汽的抵挡能力也是有限的。对于很多需要耐磨又需要耐腐蚀的环境,我们的材料可以说是无与匹敌的,虽然还有一些非金属化合物的某些性能或综合性能较我们的材料强,但普通存在成本更高,加工更困难的问题,比如氮化硅。

良好的绝缘性:只能说是良好的绝缘性,绝缘是相对的,有些设备需要有这样的材料,即具体有良好的机械性能,又要有良好的绝缘性的。

我们的陶瓷结构件所使用陶瓷材料主要分三类。一是Y-TZP(氧化钇稳定氧化锆)材料,二是Ce-TZP材料(氧化铈稳定氧化锆),三是ZTA(氧化锆增韧氧化铝)材料。它们有共性也有异性。前两者共性就是氧化锆所体现出来的,都有耐磨、耐腐蚀的特点,而且具有较好的韧性,使其机械性能良好,加工难度较小。而异性则是由稳定剂不同而有所区分的,至少我们应该知道Ce-TZP材料比Y-TZP材料在耐温度方面要好,但在高温高压的蒸汽环境下,我们的Ce-TZP材料也顶不住,所以不能任意扩大Ce-TZP材料耐温效果。另外,对于壁厚的大规格结构件,材料还是有着较好的烧结性能的。从总体来说,Y-TZP材料的机械性能要优于Ce-TZP材料,应该优先推荐应用Y-TZP材料,这是我们的强项。ZTA材料是一种用20%30%氧化锆粉与氧化铝配比混粉的一种材料,基础是氧化铝,只是用氧化锆来增加一些材料韧性。这种材料成本比氧化锆要低很多,也具有较氧化铝材料好的机械性能。可以用于生产一些机械性能要求不高,有成本限制的零件。

这三种材料的密度是有很大的差异的,在这里需要强调这一点。Y-TZP材料的密度在6.006.10g/cm3之间是比较合理的数值,表明粉料配比合理,材料烧结致密。Ce-TZP材料不是一种全氧化铈稳定材料,还有一定比例的氧化铝,密度一般在5.405.60g/cm3之间,我们公司的标准是大于5.50 g/cm3。而ZTA材料以20%氧化锆为例,密度可达4.20 g/cm3以上。在硬度方面,两种TZP材料硬度相近,ZTA材料应该更高一些。这三种材料我们都采用了等温烧结,也就是表明ZTA材料要能更容易出现生烧的现象。原则上不推荐ZTA材料的结构件,只能做为必要时的一种补充。

二:陶瓷结构件的分类和生产工艺流程

陶瓷结构件按形状可大致分为瓷管套类,瓷棒销类,瓷盘环类,瓷片块类以及异形结构件类。

陶瓷结构件产品根据产品规格形状、粉料应用以及技术要求的不同,其生产工艺流程是有差异的。下面所讲述的结构件产品的生产工艺流程不包括注射成型工艺的产品。我们的陶瓷结构件目前全部是用四方相造粒粉来生产的,没有气孔和色泽要求的结构件优先使用各类回收粉来生产,有气孔及白度要求的结构件使用高纯粉制造。

下表为陶瓷结构件产品生产工艺流程图,流程中有[]的表示部分结构件产品可能不经过该工序。

氧氯化锆(原料)----湿法工艺(工序)----锻烧(工序)----球磨(工序)----造粒(工序)----[干压成型(工序)]----[温式等静压(工序)]----[生坯加工(工序)]----[排胶(工序)]----烧结(工序)----[机械加工(工序)]----检验(工序)----入库(产品)

管套棒类长径比大的结构件以及大规格盘环类、块片类的结构件,是采用胶套装粉后,直接湿式等静压再生坯加工后烧结的。而较多小规格瓷环瓷块等形状简单的结构件是通过模具干压成型的,是否再用湿式等静压二次成型要从成本和实际需要的角度去考虑。但有一点是可以肯定的,经过湿式等静压的产品其材质肯定会优于一次干压成型的结构件。排胶工序主要是针对直接烧结容易产生网裂开裂等缺陷的产品,将生坯件中的添加剂排掉,提高产品的烧结性。如果产品没排胶通过试烧没有出现裂纹等缺陷,也可以不用排胶。烧坯直接为最终产品的结构件不需要进行机械加工。但绝大多数的结构件,是需要机械加工的,按照技术图纸的要求,像普通金属件一样将烧坯加工成符合图纸尺寸及形位要求零件产品,不同的是,只能使用金钢石头砂轮或金刚石铣床刀具来加工。

在这里,我们也简单提一下注射成型工艺的生产流程,注射成型工艺使用一种类似泥巴一样的料,这种泥料是使用低比气流粉来做的。注射机通过加热使泥料流入模具型腔,冷却后凝固而成形的一种工艺。比较适合制作微型或形状复杂的结构件。主要产品有推剪,表粒,轴芯,微珠等。这类产品往往不需要机械加工,直接以烧坯件或滚抛后入库。

三:目前主要生产销售的陶瓷结构件

1、 柱塞:是一种在活塞式泵体中做往复运动的棒体,一般只做轴向运动,要求产品高耐磨,且具有较高的尺寸精度及良好的表面粗糙度。有全陶瓷的,也有与钢件组装的。有部分医疗器械行业的客户对柱塞表面的气孔及色斑有较严格的要求。

2、 搅拌棒:是搅拌磨设备的搅拌臂,是一种易耗件。用来在搅拌磨中带动磨介与浆料转动的结构件。型号以搅拌磨的规格来命名。是否带有钢件与设备的设计有关。

3、 砂磨机配件:砂磨机是一种功能类似于搅拌磨的设备,都是用来研磨粉体的。其主要零件包括研磨盘,动片,静片,轴承套,保护套,旋转叶片等。

4、 陶瓷定刀:做为一种安装在固定板上的刀具,经过安装调试,与对应的滚刀形成剪切副。用于化纤行业。

5、 量块毛坯:是有来生产高精密量块的坯件,对材质、气孔和色泽有着较高的要求,最怕出现的质量事故是材料失稳而造成量块批量跑级或报废。

6、 非标球阀配件:是客户自行研制的陶瓷球阀中的陶瓷构件,包括阀球,阀座,法兰,筒体等构件。

7、 陶瓷球阀:主要应用于化工、石油、冶炼等行业。因为耐磨耐腐蚀的特点,广泛应用于相关企业的传输管道上,用于开关或调节管道内的介质传输。分为手动式、气动式和电动式,规格从DN10DN200不等。

8、 推剪毛坯:一种金属推剪片的替代产品,因为陶瓷刀片具有耐磨且锋利的特点,市场前景是光明的。

9、 陶瓷刀坯:是油杯移印机的配件,用于刮墨系统。特点是耐磨损。是报告显示比钨钢环刀使用效果好。

四:陶瓷结构件的主要质量缺陷

陶瓷结构件,因为生产过程中的一些人为因素或不可控客观因素,烧结及机械加工后,肯定会有一定比例的瑕疵品或废品产生。下面简述一下陶瓷结构件的主要质量缺陷以及产生的原因,让大家有所了解。

1、 裂纹或隐裂纹:裂纹缺陷是结构件缺陷中最严重的缺陷。因为结构伯做为设备上某个零构件,执行着相关的机械作用。尤其是某些承力件,裂纹易延展而使产品断裂,事故可小可大,后果严重。

2、 气孔或孔洞:对于某些有严格质量要求的工作表面,如果出现超标气孔就意味着整个产品的报废。对一般结构件来说,只要产品密度到相应的标准,气孔不做为一项主要的缺陷。

3、 崩口或未脱崩裂:少数情况为烧坯上就有磕碰形成的崩口,但多数的崩口和未脱崩裂,是在机械加工中夹持产生或转序清洗过程中磕碰出来的。这类缺陷严重影响到产品的外观,就算不影响使用,客户也难以接受。

4、 材质不良:主要是指烧结过程中,因为烧结炉的温度异常而造成的结构件欠烧或过烧,材质苍白不透,收缩不到位。大规格的结构件,这种情况经济发生。

5、 色斑:色斑不做为结构件的主要缺陷,但有色斑特殊要求的结构件,比如量块,餐刀,表粒等精密产品或工艺品则将色班做为主要缺陷项。

6、 余量不够或尺寸形位超差:余量不够,主要是压制,生坯加工或烧结环节,因为模具尺寸不对,粉料收缩率不准或烧结过程烧结异常造成的。尺寸形位超差主要是指机械加工过程中出现人为失误而造成的尺寸不符合图纸的要求。这类缺陷,如果发生在主要精密尺寸或配合尺寸,就只能报废。

我们通过所述的结构件应用,材料特性,产品分类,生产工艺流程,主要产品以及质量缺陷等几个方面,较详细的阐述了陶瓷结构产品的情况。如果有什么需要指正,疏漏或不清楚的地方,欢迎共同研讨,共同加深对陶瓷结构件产品的理解,以使我们更加自信地销售我们的产品,更好的服务于我们的客户。

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