影响热压铸成型工艺质量的因素探讨

作者:未知

  摘 要:热压铸成型工艺又叫做低压注射成型工艺,是工业上生产精密陶瓷时最常用的方法。这种工艺采用石蜡在生产时做定型剂,将原来本不可能塑型的陶瓷粉料通过加入适量的石蜡液混合成为可成型的浆料,通过加以压力,使浆料充满金属铸模,来生产胚具,然后再经过后期的脱蜡处理制造陶瓷。本文将首先对热压铸成型工艺做一下简单的介绍,然后分析整个工艺流程中容易产生的缺陷并对解决办法加以探索。
  关键词:热压铸成型;工艺质量;优化方案
   工业陶瓷的生产方法有热压铸成型,干压成型,等静压成型,挤压成型等方法,各有利弊,其中最常用的便是热压铸成型的方法。但是由于技术上的不足或者设备问题,采用该方法工艺生产陶瓷往往会出现欠注,有皱纹,开裂,变形,有气泡等问题,由于这些缺陷的存在,会使生产出来的产品不合格,产品的体积密度,抗折性以及气密性都会受到影响,还会使后期的排蜡工序变得困难,因此我们有必要对这些缺陷产生的原因进行分析,然后找到一些方法来控制缺陷的产生,保证生产出来的陶瓷是合格的。
  1 简单介绍热压铸成型工艺以及工艺的特点
   热压铸成型工艺是采用热压铸机进行生产的,这种工艺利用石蜡在加热时保持液态,冷凝后回到固态的特点,通过加热石蜡使其成液态,然后与瘠性陶瓷粉料混合,形成可流动的浆料,然后在压力机的压力下浆料充满模具,等石蜡冷却成为固态时,去除模具,得到有一定形状的蜡胚。
   热压铸成型工艺相对于其他工艺更加灵活,生产的规模能大能小,投资可多可少,能够高效的成型一些形状复杂的陶瓷,所以这种工艺是生产形状较小且复杂陶瓷的主要方法。热压铸成型工艺具有效率高,生产成型所需要的时间短,尺寸相对准确,表面光滑紧密,而且操作简单,对工人的要求较低,对生产设备也不用过高的要求,可以使用的原料种类也比较多,一般的矿物,氧化物,非氧化物原料都可以使用。在結构陶瓷,电子陶瓷,绝缘陶瓷,纺织陶瓷,化工陶瓷等加工上被广泛的使用。 在保证较低的生产成本同时还能够得到较好的零件产品。但是这种方法也有一定的缺点,采用这种工艺生产的陶瓷质量不稳定,产品密度也有些许偏差,而且在后续的排蜡工艺流程中,需要的时间比较多,而且消耗的能源比较多,甚至会影响环保,而且这种工艺不宜加工薄壁长零件产品[1]。
  2 热压铸成型中引起产生缺陷的原因分析及解决问题的方法探讨
   在这种成型工艺进行陶瓷制造时,产生的缺陷主要是欠注,变形,开裂,气泡,凹坑,皱纹等。每种缺陷都有它产生的众多原因,接下来我们将对引起这些缺陷的原因进行分析,并提出优化工艺的方法,以减少缺陷的产生。
  2.1 欠注缺陷产生原因分析及优化方法
   欠注,说的是带成型的时候将物料未能完全充满模具,导致成型后的产品不完整,尤其是对于形状复杂的产品更容易出现这种情况,导致这种缺陷产生的原因主要是浆料的粘度太大,流动性不好,另一个是在浆料注入模具时所用的压力太小,还有就是在注入时模具内的还有残留的气体。这三种情况都会导致欠注缺陷的产生。对于浆料的粘度太大问题,我们通过分析可以知道,一是由于拌蜡的原料并不干燥,或者拌蜡时有水分混入,针对这种情况,我们可以在采用使原料干燥后再进行拌蜡,防止水分的混入。第二个就是原料太细,导致在拌料时加入的石蜡量过多,因此影响了浆料的流动性。针对这种情况,我们可以在选料时就对原料的颗粒度进行要求,使原料不至于太细。还有就是在注入时温度未把控好,由于温度较低造成浆料的粘度较大,流动性不好,因此我们可以在注入时根据浆料具体粘度来调整温度,避免欠注缺陷。第二个是注入压力不足的问题,我们应该根据胶料的温度和流动能力,科学地选择适当压力及保压时间,避免出现欠注的缺陷。对于模具中有残留的气体,这是由于模具排气不畅引起的,我们可以针对模具设计制造时下手,在设计模具时就要根据模具的具体情况科学的设计排气槽。
  2.2 分析及优化变形缺陷
   在热压铸工艺中产生变形,主要是由于在脱模时模具和浆料的温度太高,石蜡未完全成固态就进行了脱模处理,或者后期由于不当的操作引起变形。针对这种缺陷,我们可以选择根据产品大小来科学的设计脱模时的温度,保证石蜡是完全的固态,在脱模后不能暴力加工。
  2.3 分析气泡缺陷的产生及优化探讨
   热压铸造成型一般会在产品的内部留有气泡,而且在加工的时候很难发现,有时候到了最后一道工序才发现这个缺陷,很大的影响了产品的性能和质量,浪费了原料,增加了成本。因此必须对这种缺陷进行分析并提出优化。
   引起铸件中有气泡缺陷的原因有四个。第一是由于浆料中含有有机物,在加热时有机物燃烧使产品留下气孔缺陷。针对这个问题,我们应该从浆料的制作入手,在制作时就应该严格的规定,防止有机物的混入。第二是由于在注入模具时,浆料时还有空气,这是由于在进行真空除气环节时温度没有把控好,或者是在把浆料加入到压铸机时,有空气的混入。所以,我们应该在真空出去环节时严格把控温度,并伴以搅拌,倒浆料时应该缓慢倒入。第三个就是由于浆料的流动能力较好导致填充速度太快把空气带入了浆料中,对于这个原因,我们可以采用科学的计算加入石蜡的量,提高浆料的粘度。第四是由于模具不合适引起的,由于模具不同排气槽不同,排气槽太大太小都会使模具内产生气泡,所以我们应该选择合适的模具,科学的设计排气槽。
  2.4 对开裂缺陷的原因分析和优化探讨
   蜡胚开裂之所以会开裂,第一是由蜡胚冷却速率太快,由于模具的限制,使蜡胚出现裂纹。我们可以采用适当加热模具,防止蜡胚快速冷却。第二个是由于脱模过快,有直角的地方收缩时应力过大引起裂纹,对于这一问题,我们可以在脱模时控制好速度,防止产生应力。第三个原因是模具的铸口斜度太小,导致在注入口的边缘出现裂纹,对于这个原因,我们可以在设计和加工模具时就留有一定斜度,在加工使用过程中应该对模具按时检修。
  3 结语
   引起热压铸从形缺陷的原因是多种多样的,任何一个流程的出现小问题都会导致产品的质量不合格,所以在加工过程中应该严格的遵守工艺流程和规定,保证每一个流程都不会出错,在加工过程中应该及时总结导致出现缺陷的原因,并且不断优化工艺,这样才能使产品尽可能的不会产生缺陷。
  参考文献:
  [1]卢德.热压铸成型工艺中的排蜡[J].陶瓷,1979(03):7-9.
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