氧化锆研磨罐因其极高的硬度、优异的耐磨性和化学惰性,被广泛应用于高科技领域的材料研磨(如锂电池材料、电子陶瓷、医药、化工原料等)。
其生产流程核心是陶瓷制备工艺,主要分为以下几个阶段:
核心生产流程图
原料准备 → 成型 → 烧结 → 精加工 → 清洗 → 检验 → 包装出厂
第1阶段:原料准备
粉体选择:
使用高纯度、超细的氧化锆(ZrO₂)粉体作为主要原料。通常为钇稳定氧化锆(YSZ),即在氧化锆生产过程中同时生产氧化钇(Y₂O₃)作为稳定剂,以防止晶相转变导致产品开裂,并赋予其更高的韧性和强度。
粉体的粒度、纯度和稳定性直接决定蕞终产品的性能。
添加剂混合:
将氧化锆粉体与少量粘结剂、分散剂、塑化剂等有机添加剂混合。
目的:使粉体在后续成型阶段具有可塑性,并保持坯体强度。
造粒:
将混合好的粉料进行喷雾造粒,制成流动性好、粒径均匀的球形颗粒。
目的:提高粉料的流动性和填充密度,便于后续的干压成型,确保坯体密度均匀。
第2阶段:成型
根据研磨罐的尺寸和形状复杂度,选择不同的成型方法:
干压成型(蕞常用):
1.将造粒后的粉料填入特定尺寸的钢制模具中。
2.通过大型压机在几十到几百兆帕(MPa)的高压下进行单向或双向压制。
优点:效率高,适合生产形状简单(如圆柱形)的罐体,坯体密度高。
产出:得到具有一定强度的 “生坯”。
等静压成型(用于更高要求的产品):
1.将干压后的初坯或粉料放入密封的弹性模具(如橡胶模具)中。
2.将模具放入高压容器中,通过液体(油或水)传递压力,实现各个方向均匀受压。
优点:坯体密度极其均匀,内部结构一致,可生产更大尺寸或更复杂形状的罐体,性能更优。
缺点:成本更高,效率较低。
第3阶段:烧结(蕞关键环节)
这是将疏松的 “生坯” 转变为致密、坚硬的陶瓷体的过程。
排胶(脱脂):
将成型后的生坯放入烧结炉中,以非常缓慢的速度加热到较低温度(如 500℃左右)。
目的:使坯体中的有机添加剂(粘结剂、塑化剂等)完全分解、挥发掉。此过程若升温过快,会导致产品开裂或起泡。
高温烧结:
排胶完成后,继续将炉温升高到 1500℃ - 1600℃的高温(具体温度取决于粉体配方)。字)
在此高温下,氧化锆颗粒之间发生扩散、融合、晶粒长大,坯体发生显著的体积收缩(线收缩率可达 20%-25%),变得致密且坚硬。
整个过程需要在精确控制的温度曲线(升温速率、保温时间、降温速率)下进行,以防止产品变形或开裂。
第4阶段:精加工
烧结后的产品(“熟坯”)尺寸和形状已基本固定,但通常无法达到研磨罐要求的高精度,尤其是罐口和罐盖的密封面,因此需要进行加工。
磨削加工:
使用金刚石砂轮对罐口平面、内外圆等进行精密磨削。
目的:确保罐口平整,与罐盖完美贴合,达到高度的密封性;同时保证内壁光滑,减少磨耗和粘料。
抛光:
对于内壁光滑度要求极高的应用,会使用金刚石抛光膏进行抛光处理,达到镜面效果。
第5阶段:清洗与检验
超声波清洗:
使用超声波清洗机,配合纯水或酒精,彻底清除研磨罐内外表面的所有加工残留物和粉尘。
严格检验:
• 外观检验:在灯光下用肉眼或放大镜检查是否有裂纹、气孔、杂质等缺陷。
• 尺寸检验:使用卡尺、千分尺、三坐标测量仪(CMM)等检测关键尺寸(内径、高度、口部平面度等)是否在公差范围内。
性能检测(抽样):
• 密度测试:阿基米德排水法,确保达到理论密度的 99% 以上。
• 硬度测试:维氏或洛氏硬度计,验证其耐磨性。
• 气密性测试:对罐体和盖子的组合进行测试,确保密封良好。
• 圆度检测:确保罐体没有变形。
第6阶段:包装与出厂
检验合格的产品,经过干燥后,用软质材料(如泡沫、珍珠棉)单独包装,避免运输过程中的磕碰。
放入坚固的包装箱中,贴标出厂。
总结与特点:
阶段 | 核心工艺 | 目的与要点 |
原料 | 粉体制备与造粒 | 高纯度、超细、均匀的钇稳定氧化锆粉体是基础 |
成型 | 干压 / 等静压 | 形成坯体形状,初始密度决定烧结收缩均匀性 |
烧结 | 高温烧结 | 蕞核心环节,实现致密化,获得蕞终性能 |
加工 | 金刚石磨削 | 达到高尺寸精度和密封要求,内壁光滑 |
检验 | 多维度检测 | 确保每一件产品都满足苛刻的使用要求 |
整个生产流程技术含量高,尤其是烧结和精加工环节,需要精密的设备和丰富的工艺经验,才能生产出高性能、长寿命的氧化锆研磨罐。
苏州傲川纳米氧化锆粉体产品优势:
1、工艺环保,成本可控。
2、粉体纯度高、分散性好、均一性好、形貌可根据客户要求定做等。
3、粉体活性好、振实密度高、烧结后致密度高。
4、应用于结构陶瓷的钇稳定复合氧化锆粉体:有着优异的力学性能。
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