أربعة:
الضغط المتساوي
إن عملية القولبة بالضغط المتساوي هي الطريقة الرئيسية لإنتاج الكرة الخزفية المصنوعة من الألومينا.
تطبق عملية الضغط المتساوي الحرارة ضغطًا عاليًا (50-200 ميجا باسكال) ودرجة حرارة عالية (400-2000 درجة مئوية ) على السطح الخارجي لجزء التصنيع بواسطة غاز خامل (مثل الأرجون أو النيتروجين)، وتتسبب درجة الحرارة والضغط المتزايدة في إزالة المادة للفجوة الموجودة أسفل السطح من خلال التدفق والانتشار البلاستيكي. يمكن لعملية الضغط المتساوي الحرارة تحقيق عملية تبريد موحدة وسريعة من خلال وحدة اللف المجهدة مسبقًا ذات الجدار الرقيق، مما يحسن كفاءة الإنتاج بنسبة 70٪ مقارنة بعملية التبريد الطبيعية.
يمكن لعملية الضغط المتساوي البارد أن تطبق ضغطًا أعلى على مسحوق السيراميك أو المعدن، حتى 100-600 ميجا باسكال في درجة حرارة الغرفة أو درجة حرارة أعلى قليلاً (<93 درجة مئوية ) للحصول على مكونات "خام" للمعالجة والمعالجة والتلبيد إلى القوة النهائية. تسمح تقنيات الضغط المتساوي البارد والحراري لمصنعي السيراميك بتحسين الإنتاجية مع التحكم في خصائص المواد.
مقدمة لتكنولوجيا الضغط المتساوي الحراري
ظهرت تقنية الضغط المتساوي الحرارة في أوائل الخمسينيات من القرن العشرين، وقد تم تفضيلها في العديد من التطبيقات منذ ذلك الحين. تقنية الضغط المتساوي الحرارة هي عملية إنتاج الصب المضغوط، من توحيد مسحوق المعدن (مثل صب الحقن المعدني، والصلب المستخدم في الأدوات، والصلب عالي السرعة)، إلى رابط الضغط الخزفي، إلى التصنيع الإضافي (تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد) والمزيد من مجالات التطبيق، يمكن رؤية تقنية الضغط المتساوي الحرارة.
في الوقت الحالي، يتم استخدام حوالي 50% من وحدات الضغط المتساوي الحرارة في تدعيم ومعالجة الصب بالحرارة. وتشمل السبائك النموذجية Ti-6Al-4V وTiAl والألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النيكل الفائقة والمعادن الثمينة (مثل الذهب والبلاتين) والمعادن الثقيلة والمواد المقاومة للحرارة (مثل الموليبدينوم والتنغستن). ونظرًا للاهتمام المتزايد بالتصنيع الإضافي الخزفي في مجالات الطيران والسيارات في السنوات الأخيرة، فقد يتوسع الضغط المتساوي الحرارة بسرعة إلى المزيد من التطبيقات في المستقبل.
أولاً، يجب تسخين مكونات الضغط المتساوي الحرارة في ضغط مرتفع أو فراغ، ويتم إدخال الغاز مسبقًا للتوسع وإنشاء جو الضغط بشكل فعال في الفرن الحراري الساكن، وتعتمد إجراءات البدء هذه على تركيبة المادة ودورة الضغط المتساوي الحرارة.
إن الضغط المطبق باستخدام الأرجون النقي في الضغط المتساوي الحراري يكون عمومًا بين 100 و200 ميجا باسكال. ولكن في بعض الأحيان تُستخدم أيضًا غازات أخرى، مثل النيتروجين والهيليوم، بينما نادرًا ما يُستخدم الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. وفي بعض الأحيان تُستخدم أيضًا مجموعات مختلفة من الغازات. ويمكن استخدام كل من الضغوط المنخفضة والعالية في بعض المجالات الخاصة، وفي النهاية تُستخدم مجالات التطبيق لتحديد الغازات التي يجب استخدامها لأي غرض. ولأن الهيليوم والأرجون والنيتروجين باهظة الثمن نسبيًا، ولأن الهيدروجين قابل للانفجار بسهولة عند التركيزات الخاطئة، فيجب إيلاء اهتمام خاص عند استخدامه.
تتمثل المزايا الرئيسية لتقنية الضغط المتساوي الحرارة في: زيادة كثافة المنتجات، وتحسين الأداء الميكانيكي للمنتجات، وتحسين كفاءة الإنتاج، وتقليل معدل الهدر والخسارة. بعد معالجة الضغط المتساوي الحرارة للصب، يمكن إصلاح عيوب المسام الداخلية، والتصميم أخف وزناً، والمنتج يتمتع بليونة وصلابة أفضل، وتقلبات أداء أقل، وعمر خدمة أطول (بالاعتماد على نظام السبائك، زاد عمر تعب الأجزاء بنحو 10 مرات)، ويمكن أن يشكل مزيجًا معدنيًا بين مواد مختلفة (مزيج الانتشار).