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陶瓷规整填料制造工艺:从原料到成品的精细化流程解析

陶瓷规整填料制造工艺:从原料到成品的精细化流程解析

2025-07-29 10:22

陶瓷规整填料的制造工艺是保障其性能与质量的核心环节,涵盖原料预处理、成型、烧结、后处理等多个精细化步骤。原料预处理需对陶瓷粉体进行提纯、筛分与配方混合,确保原料纯度与粒度分布符合标准,为后续成型与烧结奠定基础。成型工艺需根据产品结构特点选择合适的成型方式,精准控制成型压力与模具精度,以保证坯体的几何尺寸与结构完整性。烧结过程则需严格把控升温速率、烧结温度与保温时间,促进陶瓷颗粒充分致密化,提升产品的机械强度与耐腐蚀性能。后处理环节通过精细加工与质量检测,剔除不合格产品,最终形成满足应用要求的陶瓷规整填料成品。

陶瓷规整填料的制造工艺是保障其性能与质量的核心环节,涵盖原料预处理、成型、烧结、后处理等多个精细化步骤。原料预处理需对陶瓷粉体进行提纯、筛分与配方混合,确保原料纯度与粒度分布符合标准,为后续成型与烧结奠定基础。通常选用高纯度氧化铝粉作为主要原料,辅以少量二氧化硅、氧化镁等助烧剂,通过气流筛分设备将粉体粒度控制在 1 - 5 微米范围内,去除杂质颗粒与团聚体。配方混合阶段采用湿法球磨工艺,将原料与分散剂按比例投入球磨机,研磨时间控制在 8 - 12 小时,使物料混合均匀并达到理想的分散状态,随后经喷雾干燥得到流动性良好的造粒粉。

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成型工艺需根据产品结构特点选择合适的成型方式,精准控制成型压力与模具精度,以保证坯体的几何尺寸与结构完整性。对于波纹片式规整填料,多采用模压成型工艺,将造粒粉均匀填充于精密模具中,通过液压机施加 15 - 25MPa 的成型压力,保压时间设定为 30 - 60 秒,确保坯体密度均匀。模具需采用高强度合金材料制造,其型腔尺寸公差控制在 ±0.05mm 以内,表面粗糙度 Ra≤0.8μm,以保证坯体表面光滑无毛刺。对于复杂结构的填料组件,可采用等静压成型工艺,通过液体介质传递压力使坯体各部位受力均匀,减少成型缺陷。
烧结过程则需严格把控升温速率、烧结温度与保温时间,促进陶瓷颗粒充分致密化,提升产品的机械强度与耐腐蚀性能。烧结设备选用全自动程序控制窑炉,升温阶段分为低温排胶与高温烧结两个阶段:低温排胶阶段以 5℃/min 的速率升温至 600℃,保温 2 小时去除坯体中的有机粘结剂;高温烧结阶段以 10℃/min 的速率升温至 1650 - 1700℃,保温 4 - 6 小时,使陶瓷颗粒发生扩散与熔融,形成致密的晶相结构。降温阶段需控制降温速率不超过 8℃/min,避免因热应力导致坯体开裂,最终随炉冷却至室温。
后处理环节通过精细加工与质量检测,剔除不合格产品,最终形成满足应用要求的陶瓷规整填料成品。烧结后的坯体需经过切割、打磨等加工步骤,去除飞边与毛刺,使产品边缘光滑平整。对于组合式填料,需通过专用工装进行拼接组装,确保各部件连接紧密、尺寸协调。后处理阶段还需对成品进行全面清理,去除表面残留的粉尘与杂质,为后续质量检测创造良好条件。
质量检测贯穿制造工艺的全过程,从原料入库到成品出厂均需执行严格的检测标准。原料检测包括化学成分分析与粒度分布测试,确保氧化铝含量不低于 90%,杂质元素总含量≤0.5%。成型坯体需检测尺寸精度与致密度,采用激光测径仪测量关键尺寸,偏差控制在 ±0.1mm 以内,通过排水法测定坯体密度,要求不低于理论密度的 65%。烧结成品检测涵盖外观质量、机械性能与微观结构分析,外观采用目视与荧光探伤相结合的方式,不允许存在裂纹、缺角等缺陷;机械性能测试包括抗压强度(≥150MPa)与抗折强度(≥30MPa)检测;通过扫描电镜观察微观结构,确保晶粒分布均匀,无明显孔隙与夹杂。
制造过程中的工艺参数优化对产品质量至关重要。针对不同规格的填料产品,需通过试验确定最佳的成型压力与烧结制度,例如大尺寸填料坯体需适当降低成型压力以避免模具损伤,同时延长烧结保温时间以保证内部致密化。生产过程中需对关键工艺参数进行实时监控与记录,采用工业控制系统实现温度、压力等参数的自动调节,确保工艺稳定性。此外,车间环境需保持清洁干燥,粉尘浓度控制在 10mg/m³ 以下,相对湿度维持在 40% - 60%,避免原料与坯体受到污染影响产品性能。

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