WTRYSK WYSOKOCIŚNIENIOWY CERAMIKI
Wtrysk wysokociśnieniowy ceramiki (CIM - Ceramic Injection Molding, Ceramic Injection Moulding) jest technologią, która umożliwia
wielkoseryjną produkcję elementów ceramicznych o skomplikowanych kształtach i wąskich tolerancjach wymiarowych bez stosowania
obróbki wykańczającej. Do wtrysku ceramiki stosuje się zaadaptowane wtryskarki tego samego typu, co do wtrysku tworzyw
termoplastycznych. Konstrukcja form wtryskowych i zasady projektowania wyrobów przeznaczonych do produkcji w tej technologii
również pozostają takie same, jak dla tworzyw sztucznych. Ułatwieniem dla konstruktorów może być fakt, że tworzywa ceramiczne
stosowane w INCERAMICS S.A, w przeciwieństwie do wielu termoplastycznych tworzyw sztucznych, nie wykazują skłonności do
powstawania zapadnięć w miejscach dużego nagromadzenia materiału w produkcie. Grubość ścianek naszych wyrobów może osiągać 15 mm.
Materiałem do wtrysku jest granulat złożony z proszku ceramicznego z dodatkiem plastyfikatora, umożliwiającego płynięcie materiału
w temperaturze 150 - 170° C. Możliwe jest stosowanie niemal dowolnych materiałów ceramicznych. W firmie INCERAMICS Sp. z o.o.
standardowo produkujemy wyroby z ceramiki wysokokorundowej i konstrukcyjnej ceramiki cyrkonowej. Korzystamy ze składów kompozycji
wtryskowych ekologicznie przyjaznych, z usuwaniem około 50% plastyfikatora w kąpieli wodnej.
Kolejne etapy procesu technologicznego:
1) Wtrysk materiału do formy w temperaturze 150 - 170°C, według parametrów technologicznych zalecanych przez producenta granulatu
2) Wypłukiwanie części plastyfikatora z materiału ceramicznego wyprasek w kąpieli wodnej (możliwe jest usunięcie do ok. 50% plastyfikatora)
3) Usunięcie pozostałej części plastyfikatora w procesie obróbki cieplnej w temperaturze 300° C
4) Wypalenie wyprasek ceramicznych pozbawionych plastyfikatora w temperaturze 1300 - 1700° C.
W wyniku prawidłowo przeprowadzonego procesu produkcyjnego można otrzymać wyroby o wymiarach utrzymanych w tolerancji +- 0,03 mm,
zaś grubość ścianek elementów można utrzymać w zakresie +- 0,01 mm.
Praktycznie nie stosuje się żadnej obróbki wykańczającej. Uzyskane powierzchnie są płaskie i gładkie, a krawędzie równe i ostre. Wyroby końcowe
można obrabiać jedynie narzędziami diamentowymi.
W zasadzie na każdym etapie procesu technologicznego można - w razie potrzeby - zastosować typową obróbkę skrawaniem: toczenie,
frezowanie czy szlifowanie detali ceramicznych.
Materiały ceramiczne najczęściej wykorzystywane w naszej produkcji:
1) Korund Al2O3 - o wysokiej twardości, odporności na ścieranie i wytrzymałości termicznej:
Wytrzymałość na zginanie: 300 - 380 MPa
Wytrzymałość na ściskanie: 2600 MPa
Maksymalna temperatura pracy: 1750° C
2) Częściowo stabilizowany dwutlenek cyrkonu ZrO2-Y2O3 - o dużej odporności na pękanie, dobrych własnościach poślizgowych
i wysokiej wytrzymałości na zginanie:
Wytrzymałość na zginanie: do 1000 MPa
Wytrzymałość na ściskanie: do 4500 Mpa
Maksymalna temperatura pracy: 1500° C
3) Całkowicie stabilizowany dwutlenek cyrkonu ZrO2-Y2O3 - o selektywnym przewodnictwie jonowym i doskonałej odporności
na wysokie temperatury:
Wytrzymałość na zginanie: 200 MPa
Wytrzymałość na ściskanie: 2000 MPa
Maksymalna temperatura pracy: 2200° C
4) Kompozyt cyrkonowo-korundowy o specjalnych własnościach termomechanicznych: duża odporność na szoki cieplne, połączenie
wysokiej wytrzymałości mechanicznej z wysoką twardością.
Właściwości mechaniczne, termiczne i elektryczne
wybranych materiałów ceramicznych
Gęstość | g/cc | 3,69 | 3,72 | 3,89 | 6 |
Porowatość | % | 0 | 0 | 0 | 0 |
Kolor | - | biały | biały | kremowy | kremowy |
Wytrzymałość na zginanie | MPa | 330 | 345 | 379 | 900 |
Moduł Younga | GPa | 300 | 300 | 375 | 200 - 270 |
Wytrzymałość na ścinanie | GPa | 124 | 124 | 152 | 85 |
Współczynnik sprężystości objętościowej | GPa | 165 | 172 | 228 | - |
Współczynnik Poissona | - | 0,21 | 0,21 | 0,22 | 0,23 |
Wytrzymałość na ściskanie | MPa | 2100 | 2100 | 2600 | 3900 |
Twardość | kg/mm2 | 1175 | 1100 | 1440 | 1300 |
Odporność na kruche pękanie | MPa | 3,5 | 3,5 | 4 | 13 |
Maksymalna temperatura pracy | °C | 1700 | 1700 | 1750 | 1500 |
Przewodność cieplna | W/m*°K | 18 | 25 | 35 | 2 |
Współczynnik rozszerzalności cieplnej | 10-6/°K | 8,1 | 8,2 | 8,4 | 10,3 |
Ciepło właściwe | J/kg*°K | 880 | 880 | 880 | 400 |
Wytrzymałość dielektryczna | ac-kv/mm | 16,7 | 14,6 | 16,9 | 9 |
Stała dielektryczna | @1MHz | 9,1 | 9,0 | 9,8 | 29 |
Współczynnik rozproszenia | @1kHz | 0,0007 | 0,0011 | 0,0002 | - |
Opór właściwy | ohm*cm | >1014 | >1014 | >1014 | >1010 |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
Powyższa tabela w formacie Acrobat Reader znajduje się tutaj.
Technologia wyrobów ceramicznych © INCERAMICS 2020
|