Les défauts de qualité courants des billes en céramique à haute teneur en alumine se répartissent comme suit :
(a) les défauts de qualité d'aspect tels que les taches, les cloques, l'adhérence et le cristal de vent ;
(b) les défauts de performance, y compris les fissures de la taille, les brûlures brutes, l'usure importante et les lignes de clous.
Grâce à l'inspection des billes de céramique à haute teneur en alumine dans le pays et à l'étranger, il s'avère que les produits de grande taille à forte valeur ajoutée présentent des défauts au niveau du motif de l'ongle. billes en céramique d'alumine Il est difficile de les éliminer complètement. C'est pourquoi cet article se concentre sur les causes et les contre-mesures des défauts du motif de l'ongle.
Analyse des causes et méthodes de traitement des défauts de qualité courants
1. taches
Le corps de la bille en céramique à haute teneur en alumine étant blanc, les taches seront particulièrement évidentes et faciles à trouver. En fonction du nombre et de la taille des taches, on distingue grosso modo trois situations.
(1) Les taches sont moins nombreuses et leur diamètre est inférieur à 1 mm. Le défaut de tache dans cette situation est principalement causé par les impuretés de fer dans la poudre d'alumine α et la teneur en fer dans divers matériaux auxiliaires dépassant 0,3% ;
(2) Les taches sont nombreuses et leur diamètre est inférieur à 2 mm. Cela peut être dû à la chute de briques dans le broyeur à boulets, ou au fait que la boue n'a pas éliminé le fer pendant le broyage à boulets et le processus de pulvérisation.
(3) Des taches apparaissent sur la couche supérieure, et les taches sont plus grandes. Ce phénomène est généralement dû à la rouille ou à des briques réfractaires tombant sur la surface du produit par le conduit de préchauffage du four.
En résumé, afin de réduire ou d'éliminer les défauts ponctuels, il est nécessaire d'utiliser des produits purs. alumine alpha Il convient d'utiliser de la poudre et d'autres matériaux auxiliaires ; au cours du processus de déchargement, de pulvérisation et de déchargement, il est nécessaire d'enlever le fer à plusieurs reprises et de nettoyer le déferrailleur à temps ; nettoyer régulièrement chaque conduit du four.
2. la formation de cloques
Les défauts de cloquage apparaissent généralement dans les billes de céramique à haute teneur en alumine fabriquées par le processus de formage par laminage. Étant donné que la billette de billes finie se forme par la collision entre de nombreuses billes semi-finies pendant le formage par laminage et qu'elle achève le processus de densification, elle doit être polie pendant 10 à 120 minutes avant le laminage final afin d'ajuster la sphéricité de la billette de billes semi-finie. Finition de la surface. En raison de la température de surface élevée de la bille brute pendant la cuisson, elle est d'abord frittée pour former une couche de surface dense, qui empêche l'évaporation et l'évacuation de l'humidité interne, ce qui entraîne la formation de cloques à la surface de la bille en céramique finie. Sur la base des principes susmentionnés, il est possible d'éliminer les défauts de cloquage :
(1) Lors du laminage du corps de la bille en céramique à haute teneur en alumine, il convient de tenir compte de la densité et de la douceur du produit semi-fini et de réduire au minimum le temps de polissage avant la mise en pot.
(2) Réduire la teneur en fondants à basse température et en substances volatiles à haute température dans la formule.
(3) Sécher l'humidité du produit semi-fini avant la cuisson de manière à ce qu'elle ne dépasse pas 0,3%.
3. L'adhésivité
Les défauts d'adhérence des billes de porcelaine sont plus fréquents. La boule en céramique à haute teneur en alumine utilise un processus de cuisson à haute température (la température peut atteindre 1520°C). Afin de garantir les performances du produit cuit, il est souvent nécessaire de procéder à une conservation thermique à haute température pendant 2 à 10 heures. Une fois qu'il y a plus de phases liquides à haute température, il y aura des dommages d'adhésion entre la bille en céramique et la bille en céramique, et entre la bille en céramique et la plaque de carbure de silicium et de bore. Pour résoudre ce problème : (1) Entre la boule de céramique et la boule de céramique, la boule de céramique et la plaque de carbure de silicium et de bore, la boule de céramique et la colonne, utiliser du sable de corindon, placer une plaque de support de corindon, etc. pour isoler ;
(2) Réduire la hauteur du four de chaque couche de billes céramiques en tenant compte du rendement ;
(3) Concevoir une formule de frittage en phase solide pour réduire l'apparition de la phase vitreuse dans la bille en céramique, et cuire à la limite inférieure de la plage de température de cuisson pour prolonger de manière appropriée le temps de maintien. Les mesures ci-dessus permettent de résoudre le problème du collage et d'améliorer le taux de qualification du produit.
4. Cristal de vent
Le défaut de cristaux éoliens fait référence à l'explosion de cristaux éoliens dans la boule de céramique à haute teneur en alumine dans la zone de refroidissement du four. Ce phénomène est principalement dû au fait que le produit s'est densifié lors de la cuisson à haute température. La boule frittée en céramique à haute teneur en alumine présente une petite porosité et, lorsqu'elle est refroidie à 570°C et 790°C, la transformation de phase du quartz produit un volume plus important. Ce changement a provoqué l'éclatement du produit [3]. Par conséquent, en cas d'explosion de cristaux de vent, s'il s'agit d'un four à rouleaux ou d'un four tunnel, il est nécessaire de réduire à temps la vitesse du wagon du four, de réduire l'entrée d'air de la zone de refroidissement, d'ajuster la hauteur du produit installé dans le four et d'éviter que de l'air froid ne soit soufflé directement sur le produit chaud ; s'il s'agit d'un four à navette, il suffit de réduire l'entrée d'air de refroidissement.
C'est cela. L'éclatement des cristaux éoliens se produit plus fréquemment dans les billes de céramique de grande taille moulées par laminage (généralement supérieures à φ20 mm), et rarement dans les billes de céramique à haute teneur en alumine semi-isostatiques ou pressées isostatiquement. Cela s'explique par le fait qu'il est difficile pour les billes de céramique moulées par laminage de relâcher la contrainte causée par la transformation de phase du quartz. Par conséquent, dans la conception de la formulation de la boule céramique à haute teneur en alumine préparée par la méthode de formage au rouleau, la possibilité de SiO2 libre doit être minimisée, et il est préférable d'envisager la promotion de la formation d'une certaine quantité de mullite ou de spinelle dans la conception de la formulation. Pour éviter l'apparition de défauts dans les cristaux de vent.
5. fissure de la taille
La fissure de taille est un défaut difficile à trouver et à détecter directement dans le produit du four. Il s'agit d'une fissure annulaire à la surface de la bille de céramique à haute teneur en alumine après le pré-broyage. Les fissures sont généralement situées à environ 5 mm sous la couronne sphérique, d'où leur nom. Lorsque le défaut est grave, il y a une fissure d'une largeur de 0,5 mm autour de la bille en céramique. Les billes en céramique présentant ce défaut présentent de graves défauts de qualité, tels que des billes cassées et des billes fissurées. D'après notre expérience, ce type de fissure existe déjà dans les billettes de billes semi-finies et apparaît principalement dans les billes de céramique pressées semi-isostatiquement de manière entièrement automatisée.
La principale raison en est que la poudre présente un creux important et une mauvaise fluidité, ce qui génère une grande quantité de gaz étanche à l'air à haute pression pendant le processus de moulage, qui ne peut pas être éliminé en douceur à temps, de sorte qu'il y a des fragments de zones fissurées pendant le processus de cuisson et d'échappement, et le pré-broyage Après avoir retiré la surface extérieure de la bille en céramique à haute teneur en alumine, la fissure de la taille a été révélée.
Lorsque des fissures apparaissent au niveau de la taille, le processus préliminaire de préparation des matières premières doit être ajusté à temps pour augmenter la fluidité de la poudre et prolonger la décharge de pression et le temps de maintien de la presse ; utiliser du kérosène pour le trempage et le criblage des produits semi-finis (écraser les produits semi-finis pour voir) ; dans le cas des pierres de billes semi-finies, si la forme est anormale, le moule en caoutchouc doit être remplacé ; prolonger le temps de chauffage du produit dans la plage de température de 1 000 à 1 300 ℃ pendant la cuisson. Les mesures susmentionnées peuvent résoudre complètement le problème des fissures de taille dans les billes de céramique à haute teneur en alumine.
6. Brûlage
Le défaut de cuisson désigne la situation dans laquelle les propriétés physiques et chimiques de la bille en céramique à haute teneur en alumine ne sont pas conformes aux normes en raison d'un frittage et d'une densification insuffisants. En général, on peut en juger en testant le taux d'absorption d'eau, la gravité spécifique et d'autres indicateurs de la bille en céramique.
Si des billes de céramique à haute teneur en alumine sont brûlées, outre les simples pannes d'électricité, les pannes de gaz et d'autres facteurs de production, les causes directes de l'analyse technique peuvent inclure : des ingrédients incorrects, une granulométrie de boue grossière, un temps de broyage des billes insuffisant, des fluctuations de la pression de moulage et de la température du four, etc. Lorsqu'il est établi que tous les points de contrôle du processus susmentionnés sont exempts d'erreurs, il est nécessaire d'envisager le remplacement de l'α poudre d'alumine et la formule
7. perte d'usure importante
Un défaut d'abrasion important fait référence à l'abrasion de certains produits qui devient soudainement plus importante dans le cadre de la production normale de billes en céramique à haute teneur en alumine, qui dépasse la plage de fluctuation normale et ne peut pas être considérée comme un produit qualifié. En tant qu'indicateur important des moyens de broyage, l'abrasion affecte directement la qualité des billes en céramique à haute teneur en alumine. Les principales raisons d'une abrasion importante sont les suivantes
(1) L'indice de performance des matières premières diminue fortement et les impuretés sont nombreuses ;
(2) Les billes de céramique à haute teneur en alumine sont brûlées ;
(3) Les grains internes de la bille en céramique à haute teneur en alumine croissent anormalement et de nombreux pores sont générés lors de la surchauffe ;
(4) Le système de formulation est instable et la température de cuisson est étroite. Compte tenu de l'augmentation soudaine de l'usure, il convient de sélectionner un fournisseur de matières premières stable et d'inspecter chaque lot. Si des matières premières non qualifiées sont rencontrées, elles doivent être utilisées le moins possible ; les billes de céramique à haute teneur en alumine qui semblent crues doivent être recuites ; réduire la température maximale de cuisson du four, prolonger le temps de maintien et éviter la croissance anormale des grains de cristal due à la surcuisson ; en même temps, veiller à l'uniformité de la cuisson interne de la bille en céramique à haute teneur en alumine ; sélectionner à nouveau le système de formule avec une température de cuisson plus élevée et ajouter une petite quantité de MgO , la formation de spinelle magnésium-aluminium à la limite des grains inhibe la croissance anormale des grains de cristal.
8. Motif de l'ongle
Les défauts liés aux lignes de clous sont fréquents dans les billes de céramique à haute teneur en alumine, dans le pays et à l'étranger, et plus la taille du produit est grande, plus les lignes de clous sont nombreuses. Les motifs de clous ne peuvent pas être détectés dans les produits semi-finis. Ils ne peuvent être détectés qu'après le pré-polissage de la bille en céramique d'alumine. Les fissures incurvées et intermittentes réparties à la surface du produit deviennent de plus en plus profondes à mesure que la durée de broyage augmente. Les billes en céramique à haute teneur en alumine présentant des motifs de clous présentent des problèmes tels que la chute de scories et une forte abrasion lorsqu'elles sont utilisées comme support de broyage. L'apparition de motifs de clous est liée à l'ensemble du processus technique de production des billes en céramique à haute teneur en alumine.
En résumé, il y a principalement :
01. Problème d'utilisation des matières premières
La bille en céramique à haute teneur en alumine utilise de la poudre d'alumine α-phase comme matière première principale,
Le taux de conversion de la poudre d'alumine en phase α détermine directement le nombre de lignes de clous dans le produit. Si le taux de conversion α-phase est inférieur à 92%, le produit contient une grande quantité de poudre d'alumine γ-phase qui produira un changement de phase de rétrécissement pendant le processus de cuisson du produit [4], ce qui entraînera des lignes de clous.
02. Problèmes liés au processus de broyage
La poudre de la bille en céramique à haute teneur en alumine est préparée par séchage par pulvérisation sous pression avec de la boue. La viscosité et l'humidité de la suspension déterminent la granulométrie, la sphéricité, la densité apparente et l'adhésivité de la poudre obtenue. Si la plupart des poudres ont une sphéricité insuffisante, une mauvaise fluidité et une poudre creuse, des pores fermés apparaîtront dans le produit semi-fini pressé. Lors du processus de frittage de la bille de céramique à haute teneur en alumine, les pores sont transférés le long des joints de grains et, finalement, un pore fermé connecté se forme. Le pore fermé apparaît dans le processus de broyage des billes car la résistance est inférieure à celle de l'environnement, ce qui entraîne la formation de lignes de clous courbes.
03. Le problème du liant
Les billes de céramique à haute teneur en alumine sont formées par une poudre sèche. Afin d'améliorer la vitesse et la résistance du produit semi-fini lors des processus de pressage semi-isostatique et isostatique, une grande quantité de liant est souvent ajoutée à la formule. Le liant génère une grande quantité de cendres et de gaz à haute pression pendant le processus de frittage du produit, qui ne peut pas être évacué en douceur à l'intérieur, ce qui entraîne des lignes de clous ; le liant doit donc être réduit
La quantité d'utilisation ou l'utilisation d'additifs sans résidus après combustion.
04. Problème de pression de moulage
Les défauts de la ligne de clouage apparaissent rarement dans les produits laminés, car l'impact du processus de laminage détruit la structure originale de la poudre. Lorsque les billes de céramique à haute teneur en alumine sont formées par pressage semi-isostatique et isostatique, la pression de conception actuelle ne permet pas d'atteindre la structure interne de broyage complet de la poudre brute, ce qui fait que le produit semi-fini n'est pas assez dense, d'où l'apparition de lignes de clous à l'intérieur du produit cuit. En comparant les billes de céramique à haute teneur en alumine produites dans le pays et à l'étranger, on constate que plus la pression de moulage est élevée, moins il y a de lignes de clous, et que la pression isostatique est meilleure que la pression semi-isostatique.
Le produit pressé présente peu de lignes d'ongles 、
05. Le problème de la brûlure
La cuisson est également très importante lorsque les billes de céramique à haute teneur en alumine éliminent les défauts de la ligne de clouage. Éliminer les problèmes de conception du four. La température de cuisson, le temps de maintien et la courbe de chauffe déterminent directement le nombre de lignes de clous. Le processus de cuisson des billes de céramique à haute teneur en alumine comporte des processus complexes tels que la volatilisation de l'eau libre et de l'eau cristalline, le retrait, le changement de phase et la recristallisation [5]. C'est pourquoi, dans le processus de rétrécissement par cuisson rapide entre 1000 et 1350°C, le temps de maintien doit être prolongé et la différence de température de la zone de cuisson ne doit pas dépasser 5°C afin d'éviter autant que possible les incohérences dans la cuisson.
Conclusion
L'analyse et le résumé ci-dessus des défauts de qualité courants des billes en céramique à haute teneur en alumine au niveau national et international permettent de constater que le contrôle et l'élimination de ces défauts doivent principalement commencer par les aspects suivants. Utiliser une matière première et un système de formulation optimaux pour accroître la stabilité et la praticabilité ; contrôler et ajuster strictement le processus de broyage pour préparer une poudre granulée de bonne fluidité, de sphéricité élevée et solide ; en fonction des exigences du produit, utiliser les ébauches de billes en céramique à haute teneur en alumine appropriées, préparées par le processus de formage. Les types de défauts de cuisson dans les billes brutes causés par les différents processus de formage sont différents, et les mesures pour éliminer les défauts sont également différentes ; un processus de cuisson raisonnable est particulièrement important, car il détermine directement les performances finales du produit. Si les contre-mesures susmentionnées sont efficaces, le taux de qualification des billes en céramique à haute teneur en alumine et les performances globales du produit s'en trouveront grandement améliorés.
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