耐磨氧化鋁陶瓷耐磨管作為一種典型的耐磨氧化鋁陶瓷件,其綜合性能好,既有足夠的強度,又有好的塑性同時硬度也不高,這也是它們被廣泛采用的原因之一。同絕大多數的其它金屬相似,耐磨氧化鋁陶瓷件抗拉強度、屈服強度和硬度,隨著溫度的降低而提高,塑性則隨著溫度降低而減小。
其抗拉強度在溫度15-80℃范圍內增大較快,溫度進一步降低時則變化緩慢,而屈服強度的增長是較為均勻的。更重要的是隨著耐磨氧化鋁陶瓷件溫度的降低,其沖擊韌度減少緩慢,并不存在脆性轉變溫度。
通常情況下耐磨氧化鋁陶瓷的顯微組織為等軸晶粒,是由離子鍵或共價鍵所組成的多晶結構,因此斷裂韌性較低,在外部載荷的作用下,應力會使陶瓷表面產生細微的裂紋,而裂紋則會快速擴展而出現脆性斷裂,因此在耐磨氧化鋁陶瓷切削過程中,經常會出現崩豁現象,即在陶瓷表面出現崩裂的小豁口。
耐磨氧化鋁陶瓷件出現崩豁現象的原因材料被切除部分和已加工表面分離是通過拉伸破壞引起,這不是正常切削的結果。崩碎切削變形帶來的龜裂一般是順著工件表面一直往下開裂的,此時,由于切削拉應力將切削和相粘結的工件基體一起剝落而形成崩豁現象。需注意的是拉應力越大,造成的崩豁現象越嚴重,可能會導致整個工件的浪費。
耐磨氧化鋁陶瓷亦稱精密陶瓷、特種陶瓷、或高技術陶瓷,它是采用高度精選的原料,按照特殊的制造工藝生產,能準確控制化學組成和具有優異性能的陶瓷。在高技術和工業,如微電子、核反應堆、航天、磁流體發電、人工骨和人工關節等方面被廣泛應用。
耐磨氧化鋁陶瓷和普通陶瓷在成分和制造工藝上都有很大的差別。普通陶瓷經過原料配制、坯料成形和窯爐燒成三道工序制成;而耐磨氧化鋁陶瓷大多采用粉末燒結法制造。在成形技術方面,由于陶瓷的硬度高,難于切割加工,特別對于形狀復雜的非對型制品,在成形燒結以后即為成品,無需再加工。
為了滿足這一要求,人們模仿高分子材料工業的注射成形技術生產塑料零件的方法,加工耐磨氧化鋁陶瓷制品,取得了滿意的效果。陶瓷注射成形技術,是在陶瓷粉料中加入熱塑性樹脂、熱固性樹脂,增塑劑和減摩劑,使陶瓷粉料成為粘性彈體,然后將加熱混煉后的料漿從噴口射入金屬模內,冷卻固化即成。
耐磨氧化鋁陶瓷的注塑成形原理和塑料的注塑成形基本相同。為了獲得致密又均勻的注塑成形體,陶瓷粉末的濃度要高些。但過高將使成形性能變差。為改進混煉坯料的流動性,應降低分散劑高分子系的粘度。作為前處理很重要的是提高陶瓷粉末的分散性為了提高高分子的流動性,需添加適當的增塑劑和潤滑劑。
耐磨氧化鋁陶瓷原料的粒度一般為1μm,加入粘結劑(或稱為添加劑),經充分混合、攪拌。在攪拌過程中,陶瓷粉末被粘結劑潤濕和包復,全部成為均勻的復合物才可進行注射成形。且需要冷卻、干燥、粉碎后,才獲得適合注射成形機漏斗進料的顆粒。