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高温无压烧结技术
作者: 发布日期:2018/09/29 关注次数:726

国外粉末冶金烧结技术的研究发现,高温无压烧结工艺对于那些在烧结工艺中出现液相的制品是更为适合规模生产的一种先进技术,在美国、日本、德国等工业发达国家已经被普遍采用。这种工艺综合了无压烧结及高温烧结的技术优势,在无压的状态下将烧结温度提高到900℃以上,胎体材料具备优异的物理化学性能。采用高温无压烧结技术作为金刚石制品胎体材料的制备工艺,与传统的热压烧结法相比,具有以下几方面的优越性。

  (1)可以解决制品的形状问题,只要压坯可以冷压成型出来,通过高温烧结,不仅可以达到烧结致密化的效果,而且由于整个工艺在均匀的温度场中完成,可以保证烧结毛坯的形状及尺寸精度,最大限度地减少烧结后的磨削加工余量。

  (2)无压烧结具有产量大、基本没有模具损耗、能耗低、产品质量稳定的特点,适合于规模化生产。

  3超硬材料制品应用领域节能减排前景广阔

  超硬材料制品通过技术改造以及不断拓展其应用领域(尤其是替代普通磨料磨具)实现在应用领域节能减排的前景广阔、空间巨大、近年来,在建筑陶瓷加工方式实现节能减排方面取得了很大的成效,表现为以下几个方面:

  3.1金属结合剂金刚石磨块替代菱苦土碳化硅磨块已经批量应用,并呈快速成长的发展趋势

  菱苦土碳化硅磨块自上世纪80年代以来被广泛应用于建筑陶瓷表面的研磨抛光,具有抛光效率高、适应广的特点。但菱苦土结合碳化硅磨块使用寿命很短,平均使用寿命只有1到3小时,每个磨块的重量约1.1公斤,含碳化硅磨料约235克,氯镁水泥850克,塑料卡座20克,其中的氯镁水泥和碳化硅磨料完成磨削后变成了废渣,伴随产生大量废水,并且产生的废水呈弱碱性。据统计,我国一天要消耗1800000块,折合423吨碳化硅,1530吨氧化镁,36吨塑料,100吨包装纸,同时意味着一天要产生2000吨的废料及大量碱性废水,并且需要每天超过2000吨的运输量。碳化硅磨块的大量使用造成了自然资源的过度开采和消耗。碳化硅磨块的生产与使用均对环境造成了比较大的破坏。目前,氧化镁作为自然资源已经被列为国家控制的不可再生的战略物资,碳化硅作为高能耗、高污染物资也受到国家限制发展,因此开发应用金属结合剂金刚石磨块在节能减排方面具有重要的意义。

  3.2金刚石干法磨边轮

  用于内墙装饰的釉面砖(俗称“瓷片”)的四边往往需要经过磨边轮磨削加工获得较精准的尺寸。常规的磨边轮磨削时需要水冷却,由于釉面砖的吸水率一般在20%左右,冷却的同时釉面砖吸收了大量的水分,容易导致包装物受潮而使釉面砖染色发霉,因此需要对吸水后的釉面砖进行干燥,要建专用的干燥窑,消耗大量能源。通过开发金刚石干法磨边轮,实现无水冷却磨削,可省去砖坯干燥过程,节约场地和能源消耗。上海斯米克的批量使用比较表明,使用干法磨边轮磨边,每平方米釉面砖可以节约天然气0.3立方米,综合加工成本每平方米节约0.56元。若以全国年产釉面砖13亿平方米计算,每年可节约天然气3.9亿立方米(或相当于其它能源),节约费用7.28亿元。

  3.3超薄陶瓷切割片

  陶瓷切割用金刚石超薄锯片的厚度一般在1.4以下,用于建筑陶瓷的分条、马赛克、开槽等切割加工,与普通的切割金刚石锯片相比(以1.2mm厚度的超薄片与2.0mm厚度的普通片为例),具有以下优点:

  (1)能耗低。切割过程中,超薄片的电流要比普通切割锯片降低45%以上。

  (2)粉尘排放少。由于刀头变薄,切割过程中的加工对象的去除量明显减少,粉尘排放降低37%。

  (3)效率提高。由于锯片减薄,切割过程材料去除量、切削力量等减少,切割速度可以大大提高,加工效率明显上升。

  (4)噪音低。由于锯片减薄,切割过程中的切削力减少,锯片与加工对象之间由于摩擦产生的震动降低,噪音明显下降。

  4.展望与建议

  金刚石工具的出现是人类工具史上的革命,不但极大减轻了人们的劳动强度,提高了工作效率,而且已经成为节能减排的“利器”,并将在更多领域节能减排方面发挥无可替代的作用。超硬材料制品行业必将成为节能减排不可或缺的基础性行业之一,拥有广阔的发展前景和美好的未来。

  在超硬材料制品设计制造过程中,随着新材料、新技术、新工艺、新设计的开发与应用,节能减排同样大有作为。为引导企业更好地开展节能减排工作,建议协会和企业加强以下两方面的工作。

  (1)协会建立有代表性的不同类别产品的万元产值(销售值)的能耗评价指标,评价行业在节能减排方面的发展趋势,促进企业的节能减排。

  (2)企业内部要建立节能减排的评价考核体系,如万元产值(销售值)结合剂消耗标准,万元产值(销售值)结合剂能耗指标、万元产值(销售值)磨料消耗标准等,通过内部考核激励,引导企业自主开展节能减排工作。

 

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