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耐火材料行業知識

不同的耐火磚制品應如何選擇合適的成型技術和模具?

  模具技術的新發展主要表現在以下幾個方面:模具的加工機械;模具材料及熱處理新技術的開發;CAD/CAM(計算機輔助設汁/計算機輔助制造)等。
  近年來,日本模具廠家為適應多品種小批量及單件生產的需要,普遍采用了數控機床和機械加工中心,這樣可以提高生產效率和產品精度。機械加工中心具有綜合加工功能、強力切削功能及刀具自動更換功能,很適合金屬模具的加工。
  為適應模具高效率、高精度加工,延長模具工作壽命等要求,曰本很重視模具新材料及熱處理技術的開發。如高性能鋼結硬質合金,它不但具有硬質合金的高硬度、高耐磨性,而且也有普通鋼的熱加工性能,可鍛造、焊接,且變形小。與工具鋼相比,模具壽命可提高幾十倍甚至幾百倍。另外,鋼結硬質合金經過鍛造,尤其是通過滲硼強化等熱處理后,模具壽命可提高10倍左右。在開發新材料的同時,也開發、應用了一些新的熱處理工藝,如采用深冷處理,對易磨損表面進行CND、PVD涂覆等,也可在模具表面進行硬質碳化物及氫化物的覆層處理,這些措施均可獲得很好的效果。此外,采用真空熱處理也可顯著提高模具的質量。
  采用CAD系統可以得到最佳的模具結構,可篩選方案,進行優化設計,并可提高計算、設計效率6?10倍。CAD系統具有以下三方面的功能:建立三維形狀模擬功能、使用數值模型的數值分析功能、模具加工運動的模擬功能。CAM系統的采用可以提高生產效率及產品精度。
  注漿成型法有何特點?適合于哪些制品的成型?
  選擇適當的反絮凝劑和懸浮液,將粉狀原料制成泥漿,澆注到吸水性的模型(一般常用石膏模)中吸去水分,泥漿即干涸成模型狀坯體,該法即為注漿成型法。
  注漿成型用的泥漿水分一般達40%左右,它主要用于生產中空壁薄的高級耐火制品及特種耐火制品,材質有氧化物、熔融石英、熔融莫來石、含鋯莫來石等。
  注漿成型又分為空心澆注和實心澆注兩類?招臐沧⑦m合中空壁薄的制品的成型,而實心澆注適合于壁厚的大件或外形復雜的制品。
  為了減少泥漿中的空氣,提高注坯的致密度和光潔度,可附加加壓、真空及離心設備,形成所謂的壓力澆注、真空澆注及離心澆注。
  熔鑄成型有何特殊性?如何提高電熔制品的質量?
  配合料經高溫熔化后直接澆鑄成制品的成型法稱為熔鑄成型法。因一般常用電弧爐熔化配合料,所以熔鑄成型的制品亦稱為電熔制品。
  熔鑄成型的最大特點是將高溫熔體直接倒入模型中成型。這就要求模型具有很高的耐火性能、良好的透氣性、較高的耐沖擊強度和抗熱震性能,而且不與熔體發生反應。常用的模型由石英砂、剛玉砂或石墨板等制成。
  熔鑄耐火制品具有晶粒大、結構致密、機械強度高、耐侵蝕性好等特點,主要用于玻璃工業。
  熔鑄耐火制品常見的質量問題有:澆鑄后冷卻過程的成分偏析以及局部熱應力引起的開裂等。解決這些問題主要通過生產過程控制來實現。如通過冷卻凝固速度的調整來控制成分偏析;通過退火工藝、控制退火過程中鑄件的硬化和冷卻速度來解決制品的開裂問題。退火的方式有兩種,即自然退火和可控退火。自然退火是將鑄件連同模型一起放入保溫箱中,讓其自然緩慢冷卻;而可控退火則是將鑄件脫模后放入退火窯中按退火曲線進行緩慢冷卻?煽赝嘶鸨茸匀煌嘶鸬闹破泛细衤室。
  縮孔也是熔鑄耐火制品比較常見的質量問題之一?s孔一般集中于制品上表面的下方,它降低了制品的密度和組織結構的均勻性。為了減少或消除縮孔,在工藝上采用了下澆鑄法和傾斜澆鑄法。
  振動成型法有何特點?適用于哪些制品的成型?
  利用振動器的振動作用,使泥料成型的方法稱為振動成型法。振動成型法的特點是,泥料在很高的頻率的振動作用下,泥料顆粒間相互撞擊,靜摩擦變為動摩擦,泥料逐漸具有一定的流動性,同時,泥料在自重和外力的作用下逐漸致密,形成坯體。
  輸入的振動能量使泥料具有一定的流動性,能使泥料顆粒密集地充填于模型的每個角落,并將空氣排擠出去。因此,振動成型即是在很小的壓力下也能得到較高密度的制品。在很多制品的成型中,振動成型能夠有效地替代大型的高壓成型設備。
  常用的振動成型設備有振動臺、內部振動器和表面振動器等。振動成型適用于形狀復雜和較大型的制品。振動成型的具體參數往往需要根據每種產品的技術要求,通過試驗和生產實踐來確定。
  怎樣進行搗打成型?
  用手動、風動或電動搗錘將泥料搗實成型的方法稱為搗打成型法。
  風動搗錘的動力為壓縮空氣,這是工廠常用的動力源。搗打成型法一般用于成型形狀復雜、體積較大的制品。搗打成型的泥料水分大多控制在4?6%的范圍內,泥料的臨界顆粒度比機壓成型時要大,這有利于提高坯體的密度。搗打成型時一般是分層加料,應注意層間的緊密結合。
  因搗打成型法的勞動強度很大,這種成型法目前使用得較少。
  等靜壓成型有何特點?適用于哪些制品的成型?
  在泥料各個方向上施加等同壓力進行成型的方法稱為等靜壓成型法。常用的壓力傳遞介質為液體,如油、水或甘油等。因剎乍油或無水甘油的可壓縮性極小,幾乎可以把全部壓力傳遞到彈性模具上,故多用這兩種液體作為壓力傳遞介質。
  等靜壓成型的最大特點是泥料各部分受壓均勻且壓力很高,這樣得到的坯體密度高且均勻,從而使坯體在燒成過程中的變形和收縮等大為減少,也不會出現一般成型法成型的坯體因密度差產生應力而導致的燒成裂紋。另外,等靜壓成型的加壓操乍簡單,成型壓力調節方便;成型用的橡膠或塑料模具制造方便、成本低廉,可反復使用;泥料中可不用或少用臨時結合劑。
  等靜壓成型可用于壓制一般成型法難于成型的形狀復雜的大件及細長形的制品。如長水口、浸入式水口、風口磚、整體塞棒等。
  在一般等靜壓的基礎上,又開發出了熱等靜壓和爆炸等靜壓成型技術。熱等靜壓主要用于超硬材料和難燒結材料,一般是燒結與成型同時完成。另外,熱等靜壓還用于燒結制品的再致密化,接合、消除制品內部缺陷等。熱等靜壓可以改善制品的機械性能,減小性能波動,降低坯體燒結溫度,而且容易控制材料的顯微結構。
  爆炸等靜壓是將爆炸產生的高壓沖擊波作用于液體介質,同時加壓于模體,使混合料在各個方向同時均勻受壓。爆炸等靜壓成型的特點是:裝置簡單,不帶附屬的高壓系統,爆炸產生的壓力高,成型時間短,成型體的密度高、硬度大。目前該成型法在耐火材料方面的應用還較少。


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