Introduction au processus avancé de pressage à sec des céramiques
Les méthodes de mise en forme couramment utilisées pour la céramique comprennent le pressage à sec, le moulage en bande et le moulage par injection. Parmi elles, le pressage à sec est la technique de mise en forme la plus largement appliquée, également connue sous le nom de pressage de poudre, et constitue le principal processus de mise en forme des céramiques spéciales telles que les céramiques diélectriques micro-ondes et les composants céramiques semi-conducteurs.
Le pressage à sec consiste à placer une poudre granulée présentant une répartition granulométrique appropriée et une bonne fluidité dans une cavité de moule métallique. La pression est appliquée par une tête de pressage, qui se déplace dans la cavité du moule, transmettant la pression pour compacter et façonner les particules de poudre, formant ainsi un corps vert en céramique avec une résistance et une forme spécifiques. Essentiellement, sous l’influence d’une force externe, les particules se rapprochent dans le moule et sont fermement reliées par des forces de friction internes, conservant ainsi une certaine forme. Cette force de friction interne agit sur une fine couche de liant autour des particules à mesure qu’elles se rapprochent. À mesure que la pression augmente, le corps vert change de forme, les particules glissent les unes contre les autres, les espaces diminuent, le contact augmente progressivement et elles se tassent étroitement.
Les principaux facteurs affectant le pressage à sec comprennent :
- Propriétés des poudres : granulométrie, répartition granulométrique, coulabilité, teneur en humidité, etc.
- Sélection de liants et lubrifiants.
- Conception de moules.
- Force de pressage, méthode de pressage, vitesse de pressage et temps de maintien pendant le processus de pressage.
En résumé, avec une distribution granulométrique appropriée, une utilisation correcte du liant et des méthodes de pressage appropriées, le pressage à sec peut atteindre la densité désirée du corps vert.
Classification du pressage à sec :
En fonction du mouvement de la tête de pressage et de la cavité du moule, le pressage à sec peut être classé comme suit :
1. Pressage uniaxial, où la cavité du moule et le piston inférieur sont fixés et le piston supérieur se déplace.
2. Pressage biaxial, où la cavité du moule est fixée et où les pistons supérieur et inférieur se déplacent. Le pressage biaxial peut en outre être divisé en pressage biaxial simultané et pressage biaxial séquentiel. Le pressage biaxial séquentiel consiste à appliquer une pression des deux côtés l’un après l’autre, permettant une meilleure expulsion des gaz, un temps d’action plus long et une densité de corps vert plus uniforme.
3. Pressage du moule flottant, où le piston inférieur est fixé et où la cavité du moule et le piston supérieur se déplacent de manière synchronisée. Lorsqu'il est contrôlé hydrauliquement, le piston supérieur cesse de se déplacer à une pression prédéfinie.
Caractéristiques du pressage à sec :
Avantages du pressage à sec :
- Processus simple, opération facile, temps de cycle court, haute efficacité, adapté à la production automatisée.
- Haute densité de corps cru, dimensions précises, retrait minimal, haute résistance mécanique et bonnes performances électriques.
Inconvénients du pressage à sec :
- Difficile pour la production à grande échelle de corps verts volumineux, avec une usure importante des moules, un usinage complexe et des coûts élevés.
- La pression ne peut être appliquée que verticalement, ce qui entraîne une répartition inégale de la pression, une densité non uniforme et un retrait inégal, pouvant entraîner des fissures et un délaminage. Cependant, les méthodes de mise en forme modernes comme le pressage isostatique ont progressivement surmonté ces inconvénients.
Le pressage à sec est une méthode de mise en forme largement utilisée dans la production de céramiques de précision, particulièrement adaptée à la fabrication de produits céramiques présentant de petites épaisseurs transversales. Il est couramment utilisé dans la production de bagues d'étanchéité en céramique, de noyaux de valve en céramique, de revêtements en céramique et de revêtements en céramique, ainsi que dans les domaines de la céramique diélectrique pour micro-ondes, des couvercles en céramique pour téléphones portables et des composants en céramique semi-conducteurs. Les corps verts pressés à sec ont une densité élevée, peu de pores internes, des dimensions précises, un retrait minimal, une résistance mécanique élevée, ne nécessitent aucun séchage, ont des formes régulières et uniformes, de bonnes performances électriques, un rendement élevé et conviennent à une production continue à grande échelle avec faible frais. Avec une répartition granulométrique appropriée, une utilisation correcte du liant et des méthodes de pressage appropriées,
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