氧化鋁瓷球生產(chǎn)過(guò)程中出現指甲紋缺陷的原因分析及優(yōu)化處理
2022-07-04
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氧化鋁陶瓷是工業(yè)化技術(shù)成熟、生產(chǎn)規模大、應用領(lǐng)域廣泛的特種結構陶瓷。氧化鋁含量大于90%的瓷球具有硬度高、密度大、磨耗小、耐腐蝕和性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn),作為研磨介質(zhì)被廣泛地應用于建筑衛生陶瓷、工業(yè)陶瓷、電子陶瓷、高檔耐火材料、特種水泥、非金屬礦物以及涂料、油漆等行業(yè)。
然而,在生產(chǎn)過(guò)程中氧化鋁瓷球會(huì )出現各種各樣的缺陷,如何及時(shí)發(fā)現缺陷問(wèn)題并通過(guò)工藝調整和優(yōu)化來(lái)提高氧化鋁瓷球的整體質(zhì)量就顯得尤為重要。
指甲紋缺陷普遍存在國內外的高鋁瓷球產(chǎn)品中,且呈現產(chǎn)品尺寸越大,指甲紋越多的情況。指甲紋在半成品中也無(wú)法檢測,只能在高鋁瓷球預磨后才被發(fā)現,分布在產(chǎn)品表面呈彎曲狀的、間斷的裂紋,隨著(zhù)球磨時(shí)間的延長(cháng),指甲紋也將變深、變寬。有指甲紋的高鋁瓷球在作為研磨介質(zhì)時(shí)會(huì )出現掉渣、磨耗大等問(wèn)題。指甲紋的出現是與高鋁瓷球生產(chǎn)的整個(gè)技術(shù)工藝系統有關(guān)。
歸納起來(lái)主要有:
?。薄≡鲜褂脝?wèn)題
高鋁瓷球采用α相氧化鋁粉作為主要原料,
α相氧化鋁粉的轉化率直接決定產(chǎn)品中指甲紋的多少。若α相轉化率達不到92%以上,其中含有大量的γ相氧化鋁粉會(huì )在產(chǎn)品燒制過(guò)程中產(chǎn)生收縮相變,從而導致指甲紋的出現。
?。病≈品酃に嚨膯?wèn)題
高鋁瓷球的粉料均采用漿料經(jīng)壓力式噴霧干燥制備,漿料的粘度、水分決定所得粉料的顆粒級配、球形度、容重和粘粉等指標。如果大部分的粉料球形度不夠、流動(dòng)性不好、存在空心粉,則在壓制的半成品中出現封閉的氣孔。在高鋁瓷球燒結的過(guò)程中由于氣孔會(huì )隨著(zhù)晶界傳遞,最終會(huì )形成聯(lián)通的閉氣孔,該閉氣孔處在球磨過(guò)程中由于強度低于周邊環(huán)境,而產(chǎn)生彎曲的指甲紋。
?。场≌辰Y劑的問(wèn)題
高鋁瓷球均采用干粉成型,為提高在半等靜壓和等靜壓成型過(guò)程半成品率和半成品強度,常會(huì )在配方中加入大量粘結劑。粘結劑會(huì )在產(chǎn)品燒結過(guò)程中產(chǎn)生大量灰分和高壓氣體,在內部無(wú)法順暢排出,而產(chǎn)生指甲紋,所以應減少粘結劑的使用量或采用燒后無(wú)殘留的添加劑。
?。础〕尚蛪毫?wèn)題
指甲紋缺陷在滾制成型的產(chǎn)品中較少出現,這是由于滾制過(guò)程的沖擊作用破壞了原始粉料結構。氧化鋁瓷球在半等靜壓和等靜壓成型時(shí),由于目前設計壓力無(wú)法達到*壓碎原料粉的內部結構,使半成品不夠致密,導致燒制產(chǎn)品內部出現指甲紋。通過(guò)對比國內外高鋁瓷球產(chǎn)品發(fā)現,成型壓力越大指甲紋越少,等靜壓比半等靜壓的產(chǎn)品中指甲紋少。
?。怠蓡?wèn)題
燒成在氧化鋁瓷球消除指甲紋缺陷時(shí)也非常重要,排除窯爐設計問(wèn)題,燒成的溫度、保溫時(shí)間、升溫曲線(xiàn)直接決定指甲紋的多少。高鋁瓷球在燒成過(guò)程中存在揮發(fā)游離水和結晶水、收縮、相變、重結晶等復雜過(guò)程。為此,在1000~1350℃范圍內,發(fā)生急劇燒成收縮的過(guò)程中,要延長(cháng)保溫時(shí)間,同時(shí)燒成帶的溫差不能超過(guò)5℃,以盡量避免出現燒成不一致情況。