Siliciumnitride (Si3N4) kogels hebben een groot potentieel op het gebied van hogesnelheids-, hoge precisie- en lange levensduurlagers dankzij hun uitstekende eigenschappen, zoals lichtgewicht, zelfsmerend, hoge isolatie, niet-magnetisch, hoge elastische modulus en uitstekende corrosieweerstand. Dit artikel heeft tot doel de optimalisatie van het sproeigranulatieproces van Si3N4-poeder te bespreken, met name de druksproeigranulatiemethode, om de dichtheid, mechanische eigenschappen en microstructuur van Si3N4-ballen te verbeteren, om zo te voldoen aan de dringende vraag naar hoogwaardige lagers. materialen op het gebied van de lucht- en ruimtevaart, de automobielsector en de opwekking van windenergie.
Met de snelle ontwikkeling van de industriële technologie worden de eisen aan materiaaleigenschappen steeds strenger. Als nieuw type hoogwaardig lagermateriaal is de Si3N4 keramische bal een onderzoekshotspot geworden om de prestaties verder te verbeteren. Onder hen houdt de dichtheid van het materiaal, als sleutelfactor die de uiteindelijke prestatie van keramische kogels beïnvloedt, rechtstreeks verband met het aantal microporiën en de levensduur van keramische kogels na het sinteren. Daarom is het optimaliseren van het sproeigranulatieproces van Si3N4-poeder om een regelmatige poedermorfologie, een uniforme deeltjesgrootteverdeling en een verhoogde bulkdichtheid te bereiken een effectieve manier om de prestaties van keramische kogels te verbeteren.
Prestatievoordelen en toepassingsgebieden van Si3N4-ballen
Met zijn unieke fysische en chemische eigenschappen vertonen Si3N4 keramische kogels aanzienlijke voordelen op veel gebieden: een lage massa vermindert de algehele belasting van het lagersysteem en verbetert de bedrijfsefficiëntie; Zelfsmerende eigenschappen verminderen de smeringsvereisten en verlagen de onderhoudskosten; Hoge isolatie en niet-magnetisch geschikt voor speciale omgevingen; Hoge elasticiteitsmodulus en corrosieweerstand zorgen voor een langdurige stabiele werking onder extreme omstandigheden. Deze voordelen zorgen ervoor dat Si3N4-keramische kogels op grote schaal worden gebruikt in lagersystemen met hoge snelheid, hoge precisie en een lange levensduur, zoals spindels van werktuigmachines, elektrische spindels, automotoren, ruimtevaartmotoren en windturbines.
Effect van het sproeigranulatieproces op de eigenschappen van de Si3N4-bal
Het belang van blanco dichtheid
De dichtheid van de blanco is een sleutelparameter bij de bereiding van keramische kogels, die direct invloed heeft op de dichtheid en eigenschappen van keramische kogels na het sinteren. Het verhogen van de dichtheid van de plano is nuttig om de vorming van poriën tijdens het sinterproces te verminderen, om zo de mechanische eigenschappen en de levensduur van keramische kogels te verbeteren.
De relatie tussen de morfologie van spuitpelletpoeder en de bulkdichtheid
Spuitgranulatie is een van de belangrijke processen voor het bereiden van keramische poeders van hoge kwaliteit. Door middel van druksproeigranulatie wordt Si3N4-slurry onder hoge druk in de granulatietoren gespoten en worden de druppels snel gedroogd tot bolvormig poeder in de hete luchtstroom. In dit proces is het beheersen van de verdampingssnelheid van het oplosmiddel op het deeltjesoppervlak de sleutel om een poeder te verkrijgen met een regelmatige morfologie en een uniforme deeltjesgrootteverdeling. Het gewone bolvormige poeder is gunstig om de losse dichtheid van het poeder te vergroten en vervolgens de dichtheid en uniformiteit van de plano te verbeteren.
Optimalisatiestrategie
1. Optimaliseer de slurryformule: pas het aandeel van elke component in de slurry en het gebruik van dispergeermiddelen aan om agglomeratie en bezinkingsstratificatie te verminderen en de uniformiteit en stabiliteit van de slurry te verbeteren.
2. Nauwkeurige controle van spuitparameters, zoals spuitdruk, spuitmondontwerp, heteluchtstroomtemperatuur, enz., om de deeltjesgrootteverdeling en droogsnelheid van druppels te optimaliseren, om de regelmaat van de poedermorfologie en de verbetering van de losse dichtheid te garanderen.
Optimalisatie na de behandeling: het poeder wordt na sproeigranulatie gescreend en beoordeeld, en ongekwalificeerde deeltjes worden verwijderd om de algehele kwaliteit van het poeder verder te verbeteren.
3. Experiment- en resultaatanalyse
Door een reeks experimenten ontdekten we dat de ruwe dichtheid van Si3N4-keramische kogels bereid door geoptimaliseerde druksproeigranulatietechnologie aanzienlijk was verhoogd, en dat de gesinterde keramische kogels een lagere microporositeit, hogere hardheid en betere weerstand tegen vermoeidheid vertoonden. Uit de microstructuuranalyse blijkt dat de korrelstructuur van de keramische bal dichter is en dat de hechtsterkte op het grensvlak is verbeterd.
Conclusie en vooruitzicht
In dit artikel zijn door de optimalisatie van het Si3N4-sproeigranulatieproces, met name de diepgaande studie van de druksproeigranulatiemethode, de dichtheid, mechanische eigenschappen en microstructuur van Si3N4-keramische kogels met succes verbeterd, wat een theoretische basis en technische ondersteuning biedt voor de bereiding van hoogwaardige keramische kogels. In de toekomst, met de voortdurende vooruitgang van de materiaalwetenschap en voorbereidingstechnologie, zullen keramische Si3N4-ballen hun unieke voordelen laten zien in meer hoogwaardige velden en de duurzame ontwikkeling van aanverwante industrieën bevorderen. Tegelijkertijd zal verdere verkenning van nieuwe sproeigranulatietechnologie en optimalisatie van procesparameters een belangrijke richting zijn om de prestaties van keramische kogels te verbeteren. Optimalisatie van het Si3N4-sproeigranulatieproces om de prestaties van keramische kogels te verbeteren: prestatievoordelen, toepassingsgebieden en procesverkenning
