特种陶瓷原料到设备的选用Word格式文档下载.docx
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用喉箍安装透明钢丝软管与磨体相连。
碳钢结构磨室,直径400mm上下两层设计。
五喷嘴设计,环形管道供气。
研磨机
锰钢分级轮,密封环可更换。
大分级轮设计,直径180mm利
于改善粒度分布。
分级轮水平安装在磨室上方,由4.0kw电机驱动,富士变频器控制转速,转速在500-5000转之间自由可调,脉冲转速传感器测速。
三只测重传感器平置于磨机底部,相对测量物料净重,范围
0-200kg。
出料口安装透明钢丝管便于测重及观察出料,出料口可拆卸。
分离系统
特殊离心分离设计、带支撑框架,分离效率〉99%
DN15双蝶阀密封设计,交替启动出料。
配备自动敲击锤一套。
过滤器
带离心设计的氮气过滤器,内置1.5m长1卩m精度咼分子过滤兀件144根,保证通气量大于20m/min。
随机带一套自动反吹清洗装置,四只电磁阀交替启动清洗不同区域,可实现自动、手动两种操作方式。
配置排氧安全阀一套,双气动蝶阀密封设计,交替启动排粉。
配气盘
配气盘上安装整个系统气路分配元件,装有©
65三通阀。
精
密组合电磁阀,各种管路电磁阀、减压阀。
安装系统氧含量自动控制及着火应急保护系统等。
控制柜
触摸屏,欧姆龙可编程序控制器,富士交流变频器,转速显示表,测重显示仪,氧含量分析仪,加料控制器,整套设备按钮、各种压力表、报警器、开关及急停等。
2.1.2技术参数
表2-2-3
型号
产量
80-120kg/h
粉末粒度
3-5um之间连续可调
耗气量
小于10nVh
系统内部氧含量
小于100ppm
粉末收率
大于99%
耗电量
136kw
压缩机参数
排气量40nVmin压力0.7mpa
加料粒度
小于0.05mm
2.1.3特点
气流磨是通过无外部热能供给的高能球磨过程制备纳米粉体,该系统可靠性高、操作方便、一次出品率高[3,5],产量指标已经达到国际标准及日本标准,产品可以替代国外产品,得到业内人士的肯定。
还解决了传统的球磨机效率低,粉磨后粉体粒径分布范围宽的缺点。
2.2干压成型机(IR-520)
2.2.1技术参数
序号
单位
参数
1
工作压力
t
30
2
上冲最大行程
mm
110
3
装料高度
80
4
下模最大直径
115
5
最大压片直径
65
6
—
20-35
7
产品误差
±
0.02
8
电机功率
kw
9
外观尺寸
2100X1050X1000
2.2.2结构组成
干压成型机手轮,动压轮,定压轮,摆线针轮,减速机,电动机等。
适用于
压制陶瓷、磁性材料等材料。
该机自动化程度高,具有在安全生产提高生产率的同时节省材料,省工、省时、一机多用的特点,是干压陶瓷、磁性材料成型机械首选。
该机精度高,压片稳定,性能好,成品率高。
精锐机械厂生产的全自动陶瓷成形机采用PLC控制,各动作的时间通过文本输入,并且全部可调可以自动脱模,自动清洁浇口,无需人工清理。
标准化模架设计,自动对模,使装换模具时间更短。
223特点
干压成型机具有设计先进、结构合理、安装调试容易、操作方便、工作范围大、调节性能好、生产周期短、成本低、生产效率高、易于自动化,废品率低等优点,可满足粉末成型时的不同要求。
2.3冷等静压机(LDJ100/320-300I)
2.3.1技术参数
表2-3-1
数值
工作腔内
径
500
工作电压
V
220
工作腔深
度
600
冷却水压
Mpa
工作腔压
力
300
升压时间
min
<
液压压力
22
有效尺寸
①100x
320
整机功率
KW
25
整机重量
T
28
2.3.2结构组成
冷等静压机主要由弹性模具、缸体(高压容器)、框架、液压系统等组成
(1)弹性模具。
用橡胶或树脂材料制成。
物料颗粒大小和形状对模具寿命有较大影响。
模具设计是等静压成型的关键,因为坯体尺寸的精度和致密均匀性与模具关系密切。
将物料装入模具中时,其棱角处不易为物料所充填,可以采用振动装料,或者边振动,边抽真空,效果更好。
(2)缸体。
能承受高压的容器。
一般有两种结构形式:
一种是由两层简体热装而成,内筒处于受压状态,外筒处于受拉状态,这种结构形式只适用于中小型等静压成型设备;
另一种是采用钢丝预应力缠绕结构,用机械性能良好的高强度合金钢作为芯简体,然后用高强度钢丝按预应力要求,缠绕在芯筒外面,形成一定厚度的钢丝层,使芯筒承受很大的压应力。
即使在工作条件下,也不承受拉应力或很小的拉应力,这种容器具有很高的抗疲劳寿命,可以制造直径较大的容器。
容器的上塞和下塞都是活动的,加压时,上下塞将力传递到机架上。
(3)框架。
有两种结构形式:
一种为叠板式结构,采用中强度钢板叠合而成;
另一种为缠绕式框架结构,由两个半圆形梁及两根立柱拼合后用高强度钢丝预应力缠绕而成。
这种结构受力合理,抗疲劳强度高,工作安全可靠。
⑷液压系统。
由低压泵、高压泵和增压器以及各式阀等组成。
开始由流量较大的低压泵供油,达到一定压力后,再由高压泵供油,如压力再高,则由增压器提高油的压力。
工作介质可以是水或油。
233特点
冷等静压技术在250Mpa下成型得到的样品,具有致密度高、密度分布均匀,各向同性好等特点⑹。
冷等静压成型适于制备成型形状简单、尺寸大、细长比大、产量小的制品,可广泛应用于各类硬质合金、耐火材料、磁性材料、陶瓷、石墨、有色金属及咼比重合金的粉末制品。
2.4无压烧结炉(HY
2.4.1技术参数
表2-4-1
最高使用温度
1200C、1600C、2000C、2400C
咼温区容积
0.01m3、0.02m3、0.03m3、0.05m3、0.1m3、0.15m3、0.2m3
炉内工作气氛
氮气或氩气
温度均匀度
10°
C
温度测量]
热电偶测量或远红外线光学测温,
测温范围800~2400C或0~2400C
测温精度
0.2~0.75%
温度控制
程序控制和手动控制
控温精度
1C
极限升温速度
200r/分钟(空炉,视高温区容积和炉膛结构而定)
242结构组成
⑴炉壳炉壳由炉体和炉门构成,为双层冷却水套式结构。
1设备炉壳是按最大承受压力范围为-0.1~0.05MPa设计。
2炉壳为卧式,侧开平移门,炉壳上有真空系统接口,测温接口,水冷电极接口、充放气接口及视孔接口等,均按高真空静密封标准设计⑷;
⑵加热室由不锈钢外壳和保温材料及加热体组成,加热室内侧开门与炉
门连为一体,加热器通过水冷电极与外界电源连接。
加热室中加热元件沿圆周均匀排布,以确保均温区的均温性。
加热元件连接方式、支撑方式及加热室的保温方式,依使用温度及气氛的不同而特殊设计。
大型热压炉的加热室,可设计成可移出炉外,故加热室大多设计成整体式结构。
⑶测温系统充气系统真空系统压机系统电控系统气控系统
水冷系统[10,11]。
243特点
无压烧结炉具有加热速度快、生产效率高、氧化脱炭少、节省材料与锻模成本,工作环境优越、提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能,加热均匀,芯表温差极小,温控精度高的优点⑴。
还可以制备形状复杂的零件和大尺寸的碳化硅陶瓷部件,而且相对容易实现工业化,因此,被认为是碳化硅陶瓷复合材料最有前途的烧结方法,与反应烧结方法相比无压烧结碳化硅的纯度较高,SiC的质量分数>97%耐腐蚀性大大
优于反应烧结碳化硅,产品更具有市场竞争力。
2.5微机控制电子万能试验机
2.5.1特点
对sic烧结块进行拉伸、压缩、弯曲、撕裂、90°
剥离、剪切、粘合力、拔出力、延伸伸长率等检测。
2.5.2技术参数
表2-5-1
型号:
疋匚W-W
可测最大力:
10KN
20KN
50KN
100KN
尢r值传感器:
国产/进口rS精康力传輕器
湮确辰辱级:
CL5卿1级
示值的±
0.5弱以内
测试速屢范围:
0.001-500mm/min/0.001*200mm/min
传动方式:
步送电机/伺服电和驱动丝杠传动
控制系统:
国产驱动器/进口驱动器,
测谕请(不含夬具):
700mm
術只附D*H);
600x360x1850mm(可选)
电源、功率:
AC220V±
10%50Hz,(可选)
重星:
^]600KG/(可选)
自
程控
2.6维氏硬度计
2.6.1技术参数
测量范围
5-2900HV
试验力
9.807、49.03、
490.3牛顿(1
98.07、
、5、10、
斤力)
196.1、294.2、
20、30、50公
试件允许最大高度
180毫米
压头中心至机壁距离
125毫米
光学测微计放大倍数
50倍
最小检测单位]
0.5微米
电源
交流220伏,50/60赫兹
外形尺寸
580x260x730
毫米
重量
约90千克
2.6.2特点
无摩擦主轴,试验力精度高;
数字式压痕自动测量系统;
试验过程自动化,无人为操作误差;
大型LCD液晶显示屏,菜单操作,功能齐全(数据处理、硬度转换等);
自动数字显示,无人为读数误差;
随机打印机打印硬度测试结果;
精度符合GB/T4340.2ISO6507-2和美国ASTME92
2.7喷雾干燥塔
2.7.1喷雾干燥塔的结构组成如图2-1所示。
图2-1
9.二级收尘器(旋风
11湿式除尘器(水沫
8.—级收尘器(旋风分离器)分离器,袋滤器)10.引风机除尘器)
2.7.2干燥塔工作原理
空气通过加热器转化为热空气,进入装置在干燥室顶部的热风分配器,然
后均匀的进入干燥室,并呈螺旋状转动,同时将料液送至装置在干燥室顶部的离心雾化器,使料液雾化成极小的雾化液滴,料液和热空气并流接触,水份迅速蒸发,在极短的时间内干燥为成品。
成品经干燥塔底部和旋风分离器排出,废气由风机抽出排空。
3、物料的选择
3.1SiC粉末的合成
SiC在地球上几乎不存在,仅在陨石中有所发现,因此,工业上应用的SiC
粉末都为人工合成。
目前,合成SiC粉末的主要方法有:
3.1.1Acheson法:
这是工业上采用最多的合成方法,即用电将石英砂和焦炭的混合物加热至
2500E左右高温反应制得。
因石英砂和焦炭中通常含有Al和Fe等杂质,在制
成的SiC中都固溶有少量杂质。
其中,杂质少的呈绿色,杂质多的呈黑色。
3.1.2化合法:
在一定的温度下,使高纯的硅与碳黑直接发生反应。
由此可合成高纯度的B-SiC粉末。
3.1.3热分解法:
使聚碳硅烷或三氯甲基硅等有机硅聚合物在1200〜1500T的温度范围内发
生分解反应,由此制得亚微米级的B-SiC粉末。
3.1.4气相反相法:
使SiCI4和SiH4等含硅的气体以及CH4C3H8C7H8和(CI4等含碳的气体或使CH3SiCI3、(CH3)2SiCl2和Si(CH3)4等同时含有硅和碳的气体在高温下发生反应,由此制备纳米级的B-SiC超细粉。
3.2主要原料
本工艺直接采用B-SiC粉,并通过气流磨提高其比表面积和降低含氧量。
3.3其他原料
同时添加B和C时,以实现SiC陶瓷的高密度化。
B的添加量在0.5%左右,C的添加量取决于SiC原料中氧含量高低,通常C的添加量与SiC粉料中的氧含量成正比[12]。
粘结剂:
环氧树脂。
辅助剂:
主要包括各类烧结助剂以及制备工艺当中的
分散剂等,有碳化硼、石油焦、炭黑、聚乙二醇、无水乙醇、三聚磷酸钠等[13]。
第三章
工艺流程:
粗粉(原料)一细磨一酸洗(除杂)一干燥一输送一成型一烧结包装
第四章
性能测试
体积密度、吸水率和气孔率的测定(文献:
刘明刚,碳化硅陶瓷的无压烧结
及性能研究,2009.05)
用液体浸泡试样,然后再用沸水煮3h,尽量使试样达到饱和。
用液体静力天平和电子天平称干试样质量(ml)、饱和试样表观质量(m2)、饱和试样空气中质量(m3)和浸渍液体的密度(DI)。
体积密度按下式计算:
[()]100%132D=mxDn-mxbl
吸水率按下式计算:
(3.1)
[()]100%311W=m-mnxa气孔率按下式计算:
(3.2)
[()()]100%3132P=m-mmmxa
式中:
ml干试样质量;
m2-饱和试样表观质量;
m3—饱和试样空气中质量;
(3.3)
DI—实验温度下,浸渍液体密度,单位:
g/cm3(本实验选用液体为蒸馏水,密度为1g/cm3)。
3.2抗压强度的测定抗压强度指外力只是压力时材料的强度极限,特种陶瓷的抗压强度是指在无侧束状态下所能承受的最大压力,换言之,它指把特种陶瓷加压至破裂所需要的应力。
试样实验时受压方向应为制品成型时加压方向,加载速率为90MPa/min。
抗压强度的计算公式:
R=P/A
(3.4)
A1G
A=n
4<
A—试样受压面积(cm2);
di、d2—试样上、下受压面的直径(P—试样破坏时的压力(kg);
+d2
—(3.5)
2丿
cm);
Rc—试样的抗压强度(kg/cm2)。
其中:
1MPa=1N/mm2
第六章参考文献
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