Los defectos de calidad comunes de las bolas de cerámica de alta alúmina se dividen en:
(a) Defectos de calidad de aspecto, como manchas, ampollas, adherencias y cristales de viento;
(b) defectos de funcionamiento, incluidas grietas en la cintura, quemaduras en bruto, grandes desgastes y líneas de clavos.
Mediante la inspección de bolas de cerámica con alto contenido en alúmina en el país y en el extranjero, se ha comprobado que existen defectos en el patrón de las uñas en los productos de gran tamaño de alta bolas de cerámica de alúmina en diversos grados, y es difícil eliminarlos por completo. Por lo tanto, este artículo se centra en las causas y contramedidas de los defectos del patrón de uñas. análisis.
Análisis de las causas y métodos de tratamiento de los defectos de calidad más comunes
1. manchas
Dado que el cuerpo de la bola cerámica de alta alúmina es blanco, las manchas serán especialmente evidentes y fáciles de encontrar. Según el número y el tamaño de las manchas, se divide aproximadamente en las tres situaciones siguientes.
(1) Hay menos manchas y el diámetro es inferior a 1 mm. El defecto de las manchas en esta situación se debe principalmente a las impurezas de hierro en el polvo de alúmina α y al contenido de hierro en diversos materiales auxiliares superior a 0,3%;
(2) Hay muchas manchas, y el diámetro es inferior a 2 mm. Esto puede ser causado por la caída de ladrillos del molino de bolas, o la lechada no eliminó el hierro durante el proceso de molienda de bolas y pulverización.
(3) Aparecen manchas en la capa superior, y las manchas son más grandes. Esto suele deberse al óxido o a ladrillos refractarios que caen en la superficie del producto por el conducto de precalentamiento del horno.
En resumen, para reducir o eliminar los defectos puntuales, los alfa alúmina Se debe utilizar polvo y otros materiales auxiliares; en el proceso de descarga, pulverización y descarga, es necesario quitar el hierro varias veces, y limpiar el removedor de hierro a tiempo; limpiar regularmente Cada conducto del horno.
2. ampollas
Los defectos de formación de ampollas suelen aparecer en las bolas cerámicas de alta alúmina fabricadas mediante el proceso de laminado. Dado que el tocho de bola acabado crece por la colisión entre muchas bolas semiacabadas durante el laminado y completa el proceso de densificación, es necesario pulirlo de 10 a 120 minutos antes de terminar el laminado final para ajustar la esfericidad del tocho de bola semiacabado. Y acabado superficial. Debido a la alta temperatura de la superficie del tocho de bola durante la cocción, primero se sinteriza para formar una capa superficial densa, que dificulta la evaporación y descarga de la humedad interna, lo que provoca la formación de ampollas en la superficie de la bola cerámica acabada. Basándose en los principios anteriores, con el fin de eliminar los defectos de formación de ampollas:
(1) En el proceso de laminación del cuerpo de la bola cerámica de alta alúmina, se debe tener en cuenta la densidad y la suavidad del producto semiacabado, y se debe minimizar el tiempo de pulido antes de la olla.
(2) Reducir el contenido de fundentes de baja temperatura y sustancias volátiles de alta temperatura en la fórmula.
(3) Secar la humedad del producto semiacabado antes de la cocción para que no supere 0,3%.
3. Adherencia
Los defectos de adherencia de las bolas de porcelana son más frecuentes. La bola de cerámica de alta alúmina utiliza un proceso de cocción a alta temperatura (la temperatura puede llegar a 1520°C). Para garantizar el rendimiento del producto cocido, a menudo es necesario llevar a cabo la conservación del calor a alta temperatura durante 2-10 horas. Una vez que haya más fases líquidas a alta temperatura, se producirán daños por adherencia entre la bola cerámica y la bola cerámica, y entre la bola cerámica y la placa de boro de carburo de silicio. Para hacer frente a este problema: (1) Entre la bola de cerámica y la bola de cerámica, la bola de cerámica y la placa de carburo de silicio-boro, la bola de cerámica y la columna, utilizar arena de corindón, poner placa de soporte de corindón, etc. para aislar;
(2) Reducir la altura del horno de cada capa de bolas cerámicas teniendo en cuenta la producción;
(3) Diseñar una fórmula de sinterización en fase sólida para reducir la aparición de fase vítrea en la bola cerámica, y cocer en el límite inferior del rango de temperatura de cocción para prolongar adecuadamente el tiempo de mantenimiento. Las medidas anteriores pueden resolver bien el defecto de adherencia y mejorar la tasa de cualificación del producto.
4. Cristal de viento
El defecto de cristal eólico se refiere a la explosión de cristal eólico en la bola cerámica de alta alúmina en la zona de enfriamiento del horno. Esto se debe principalmente a que el producto ha alcanzado la densificación en la cocción a alta temperatura. La bola cerámica sinterizada de alta alúmina tiene una pequeña porosidad, y cuando se enfría a 570°C y 790°C, la transformación de fase del cuarzo produce un mayor volumen. Este cambio provocó el estallido del producto [3]. Por lo tanto, en caso de explosión del cristal de viento, si se trata de un horno de rodillos o de túnel, es necesario reducir a tiempo la velocidad de la vagoneta del horno, reducir la entrada de aire de la zona de enfriamiento, ajustar la altura del producto instalado en el horno, y evitar el soplado directo de aire frío al producto caliente; si se trata de un horno Shuttle sólo es necesario reducir la entrada de aire de enfriamiento
Así es. El estallido de cristales eólicos se produce con mayor frecuencia en bolas cerámicas moldeadas por laminación de gran tamaño (generalmente superiores a φ20mm), y rara vez se produce en bolas cerámicas de alta alúmina semi-isostáticas o prensadas isostáticamente. Esto se debe a que es difícil que las bolas cerámicas moldeadas por laminación liberen la tensión causada por la transformación de fase del cuarzo. Por lo tanto, en el diseño de la formulación de la bola cerámica de alta alúmina preparada por el método de moldeo por laminación, se debe minimizar la posibilidad de SiO2 libre, y es mejor considerar la promoción de la formación de una cierta cantidad de mullita o espinela en el diseño de la formulación. , Para evitar la aparición de defectos de cristal de viento.
5. grieta en la cintura
La fisura de cintura es un defecto difícil de encontrar y detectar directamente en el producto del horno. Se trata de una grieta anular en la superficie de la bola cerámica de alta alúmina después de la molienda previa. Las grietas se localizan principalmente a unos 5 mm por debajo de la corona esférica, y de ahí su nombre. Cuando el defecto es grave, habrá una grieta con una anchura de 0,5 mm alrededor de la bola cerámica. En las bolas cerámicas con este defecto se producirán graves accidentes de calidad, como bolas rotas y bolas agrietadas. Según nuestra experiencia, este tipo de grieta ya existe en el tocho de bola semiacabado, y aparece principalmente en la bola cerámica prensada semiestáticamente de forma totalmente automatizada.
La razón principal es que el polvo tiene una gran oquedad y poca fluidez, lo que da lugar a una gran cantidad de gas hermético a alta presión generado durante el proceso de moldeo, que no se puede eliminar suavemente a tiempo, por lo que hay fragmentos de zonas agrietadas durante el proceso de cocción y escape, y pretrituración Tras eliminar la superficie exterior de la bola cerámica de alta alúmina, se reveló la grieta de la cintura.
Cuando se producen grietas en la cintura, el proceso preliminar de preparación de la materia prima debe ajustarse a tiempo para aumentar la fluidez del polvo y prolongar el alivio de la presión y el tiempo de mantenimiento de la prensa; utilizar queroseno para remojar y tamizar los productos semiacabados (aplastar los productos semiacabados para ver); en el caso de piedras de bolas semiacabadas Si la forma es anormal, el molde de goma necesita ser reemplazado; prolongar el tiempo de calentamiento del producto en el rango de temperatura de 1000 a 1300 ℃ durante la cocción. Tomando las medidas anteriores puede resolver completamente el problema de las grietas de la cintura en la bola de cerámica de alta alúmina.
6. Quemando
Por defecto de combustión se entiende la situación en la que las propiedades físicas y químicas de la bola cerámica de alta alúmina no se ajustan a la norma debido a una sinterización y densificación insuficientes. Por lo general, se puede juzgar mediante pruebas de la tasa de absorción de agua, la gravedad específica y otros indicadores de la bola de cerámica.
Si se queman bolas de cerámica de alta alúmina, además de los simples cortes de energía, cortes de gas y otros factores de producción, las causas directas del análisis técnico pueden incluir: ingredientes incorrectos, tamaño de partícula de lechada gruesa, tiempo insuficiente de molienda de bolas, presión de moldeo y temperatura del horno Fluctuaciones y así sucesivamente. Cuando se determina que todos los puntos de control del proceso anteriores no presentan errores, es necesario considerar la sustitución del α alúmina en polvo y fórmula
7.Gran pérdida por desgaste
El defecto de abrasión grande se refiere a la abrasión de algunos productos que aumenta repentinamente bajo la producción normal de bolas cerámicas de alúmina alta, que excede el rango de fluctuación normal y no puede juzgarse como producto cualificado. Como indicador importante de los medios de molienda, la abrasión afecta directamente a la calidad de las bolas de cerámica de alta alúmina. Las principales razones de la gran abrasión son:
(1) El índice de rendimiento de la materia prima desciende bruscamente y hay muchas impurezas;
(2) Se queman las bolas de cerámica de alta alúmina;
(3) Los granos internos de la bola cerámica de alta alúmina crecen de forma anormal y se generan muchos poros durante la sobrecombustión;
(4) El sistema de fórmula es inestable y la temperatura de cocción es estrecha. En vista del súbito aumento del desgaste, debe seleccionarse un proveedor de materias primas estable y debe inspeccionarse cada lote. Si se encuentran materias primas no cualificadas, deben utilizarse lo menos posible; las bolas de cerámica de alta alúmina que parezcan crudas deben recocerse; reducir la temperatura máxima de cocción del horno, prolongar el tiempo de mantenimiento y evitar el crecimiento anormal de los granos de cristal debido a la sobrecocción; Al mismo tiempo, garantizar la uniformidad de la cocción interna de la bola cerámica de alta alúmina; volver a seleccionar el sistema de fórmula con una temperatura de cocción más amplia, y añadir una pequeña cantidad de MgO , La formación de espinela de magnesio-aluminio en el límite del grano inhibe el crecimiento anormal de los granos de cristal.
8. Patrón de uñas
Los defectos de líneas de clavos son comunes en los productos de bolas cerámicas de alto contenido en alúmina en el país y en el extranjero, y cuanto mayor es el tamaño del producto, mayor es el número de líneas de clavos. Las líneas de clavos no pueden detectarse en los productos semiacabados. Sólo se detectan tras el prepulido de la bola cerámica de alúmina. Las grietas curvas e intermitentes distribuidas en la superficie del producto serán cada vez más profundas a medida que aumente el tiempo de molienda. Las bolas cerámicas de alta alúmina con patrones de clavos tendrán problemas como la caída de escoria y una gran abrasión cuando se utilicen como medios de molienda. La aparición de patrones de clavos está relacionada con todo el sistema del proceso técnico de producción de bolas cerámicas de alta alúmina.
En resumen, existen principalmente:
01. Problema de utilización de las materias primas
La bola cerámica de alta alúmina utiliza polvo de alúmina de fase α como materia prima principal,
El índice de conversión del polvo de alúmina de fase α determina directamente el número de líneas de clavos en el producto. Si el índice de conversión de la fase α es inferior a 92%, contiene una gran cantidad de polvo de alúmina de fase γ que producirá un cambio de fase por contracción durante el proceso de cocción del producto [4], lo que dará lugar a líneas de clavos.
02. Problemas con el proceso de fresado
El polvo de la bola cerámica de alta alúmina se prepara mediante secado por pulverización a presión con lechada. La viscosidad y la humedad de la lechada determinan la gradación de las partículas, la esfericidad, la densidad aparente y la pegajosidad del polvo obtenido. Si la mayor parte del polvo tiene esfericidad insuficiente, poca fluidez y polvo hueco, aparecerán poros cerrados en el producto semiacabado prensado. En el proceso de sinterización de la bola cerámica de alta alúmina, los poros se transferirán junto con los límites de grano, y finalmente se formará un poro cerrado conectado. El poro cerrado aparecerá en el proceso de molienda de la bola porque la resistencia es inferior a la del entorno, lo que dará lugar a líneas de clavos curvadas.
03. El problema de la encuadernación
Las bolas de cerámica de alta alúmina están formadas por polvo seco. Con el fin de mejorar la tasa de producto semiacabado y la resistencia del producto semiacabado en el proceso de prensado semi-isostático y prensado isostático, a menudo se añade una gran cantidad de aglutinante a la fórmula. El aglutinante generará una gran cantidad de ceniza y gas a alta presión durante el proceso de sinterización del producto, que no se puede descargar sin problemas en el interior, lo que resulta en líneas de clavos, por lo que el aglutinante debe reducirse.
La cantidad de uso o el uso de aditivos sin residuos tras la combustión.
04. Problema de presión de moldeo
Los defectos de la línea de clavos rara vez se producen en los productos laminados, porque el impacto del proceso de laminación destruye la estructura original del polvo. Cuando las bolas de cerámica de alta alúmina se forman por prensado semi-isostático y prensado isostático, la presión de diseño actual no puede lograr la estructura interna de trituración completa del polvo crudo, haciendo que el producto semiacabado no sea lo suficientemente denso, dando lugar a líneas de clavos en el interior del producto cocido. Comparando los productos de bolas cerámicas de alta alúmina nacionales y extranjeros, se constata que cuanto mayor es la presión de moldeo, menos líneas de clavos se forman, y la presión isostática es mejor que la presión semi-isostática.
Hay pocas líneas de uñas en el producto prensado、.
05. Burning problem
La cocción también es muy importante cuando las bolas de cerámica de alta alúmina eliminan los defectos de la línea de clavos. Elimina los problemas de diseño del horno. La temperatura de cocción, el tiempo de mantenimiento y la curva de calentamiento determinan directamente el número de líneas de clavos. En el proceso de cocción de las bolas cerámicas de alta alúmina se producen procesos complicados como la volatilización del agua libre y del agua cristalina, la contracción, el cambio de fase y la recristalización [5]. Por esta razón, en el proceso de contracción por cocción rápida en el rango de 1000 a 1350°C, el tiempo de mantenimiento debe ser prolongado, y la diferencia de temperatura de la zona de cocción no debe exceder los 5°C para evitar en lo posible inconsistencias en la cocción.
Conclusión
A través del análisis anterior y el resumen de los defectos de calidad comunes de las bolas de cerámica de alta alúmina en el país y en el extranjero, no es difícil encontrar que el control y la eliminación de estos defectos principalmente deben partir de los siguientes aspectos. Utilizar la materia prima y el sistema de fórmula óptimos para aumentar su estabilidad y viabilidad; controlar y ajustar estrictamente el proceso de molienda para preparar un polvo granulado con buena fluidez, alta esfericidad y sólido; de acuerdo con los requisitos del producto, utilizar las piezas brutas de bolas cerámicas de alta alúmina correspondientes adecuadas se preparan mediante el proceso de conformado. Los tipos de defectos de cocción en las piezas brutas de bolas causados por diferentes procesos de conformación son diferentes, y las medidas para eliminar los defectos también son diferentes; un proceso de cocción razonable es especialmente importante, que es directamente Determina el rendimiento final del producto. Si las contramedidas mencionadas son eficaces, mejorará en gran medida la tasa de cualificación de las bolas de cerámica de alta alúmina y el rendimiento general del producto.
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