Từ thiêu kết đến mài chính xác: Cách tạo ra lõi bơm gốm-hiệu suất cao
Trái tim của bất kỳ máy bơm nào là hộp mực ẩn bên trong nó. Đối với những người dùng coi trọng độ bền và khả năng vận hành êm ái, hộp bơm bằng gốm đang trở thành lựa chọn phổ biến trên-các trang web độc lập cao cấp. Không giống như hộp mực kim loại, hộp mực gốm-hiệu suất cao không được gia công bằng dụng cụ cắt. Quá trình hình thành, thiêu kết và hoàn thiện của chúng đi theo một con đường sản xuất hoàn toàn khác.
Quá trình này bắt đầu bằng bột-siêu mịn bằng alumina hoặc zirconia. Dưới kính hiển vi, các hạt tiết lộ một cấu trúc khá bất thường là một loạt các khối đa diện có kích thước thường tính bằng vài micron. Bột khô sẽ được trộn với một số chất lỏng và có thể biến thành thể mềm để tạo hình nếu thêm một lượng chất kết dính hữu cơ và nước khử ion thích hợp vào, và các vật liệu được trộn với nhau trong máy nghiền bi trong nhiều giờ. Mục tiêu của quá trình này không chỉ là trộn mà còn là tạo một lớp mỏng, đồng đều trên mỗi bề mặt hạt. Bùn ướt được tiếp tục đưa vào máy sấy phun, nơi không khí nóng sẽ loại bỏ hơi ẩm nhanh chóng và kết quả là các hạt hình cầu-mịn mịn được bỏ lại. Mật độ khối của các hạt này và mức độ chúng đóng gói trong quá trình ép trực tiếp quyết định tính đồng nhất của thân xanh.
Việc tạo hình thường được thực hiện bằng cách ép khô hoặc ép đẳng tĩnh. Trong quá trình ép khô, các hạt sấy khô-phun được nạp vào khuôn chính xác và các chày trên và dưới tạo áp lực từ cả hai hướng dọc theo một đường cong đặt trước. Rủi ro nghiêm trọng nhất ở giai đoạn này là các vết nứt nhỏ-cắt lớp hình thành bên trong bộ phận nếu áp suất được giải phóng quá nhanh. Những khiếm khuyết vô hình đó sẽ khiến chi tiết bị hỏng trong quá trình thiêu kết. Đối với các hình dạng phức tạp hơn như cánh quạt, quá trình ép đẳng tĩnh hoạt động tốt hơn. Các hạt được bịt kín bên trong một khuôn dẻo và chìm trong-buồng chất lỏng áp suất cao, nơi áp suất đồng đều từ mọi hướng tạo ra vật thể màu xanh lá cây với mật độ ổn định hơn.
Ở giai đoạn này, thân xanh hình thành mỏng manh như phấn. Sau đó nó trải qua hai bước nhiệt: gỡ rối và thiêu kết. Sự phân hủy xảy ra chậm ở nhiệt độ thấp hơn, cho phép chất kết dính hữu cơ phân hủy và thoát dần từ trong ra ngoài. Tốc độ gia nhiệt phải đủ chậm để khí khuếch tán ra ngoài mà không gây phồng rộp hoặc nứt. Sau khi gỡ bỏ, cơ thể di chuyển vào lò thiêu kết, nơi nhiệt độ lên tới trên 1600 độ. Trong phạm vi đó, sự vận chuyển vật liệu xảy ra giữa các hạt bột, ranh giới hạt thay đổi và các lỗ rỗng dần dần bị loại bỏ hoặc bịt kín. Toàn bộ cơ thể co lại từ 15 đến 20 phần trăm về thể tích, biến thành một loại gốm cứng và dày đặc. Tính đồng nhất của độ co rút đó là trở ngại kỹ thuật lớn nhất ở đây. Ngay cả những thay đổi nhỏ cũng có thể khiến chi tiết đó không thể phục hồi được trong lần mài tiếp theo.
Hộp gốm thiêu kết cực kỳ cứng nhưng vẫn chưa thể sử dụng được về độ chính xác về kích thước và độ hoàn thiện bề mặt. Nó phải được mài chính xác- bằng dụng cụ kim cương. Đường kính ngoài, mặt đầu, lỗ trong và bề mặt tựa trục đều được mài tuần tự trên máy mài không tâm hoặc máy mài khuôn. Vì gốm chỉ đứng sau kim cương về độ cứng nên độ sâu cắt rất nông-thường chỉ vài micron mỗi lần chạy-và bánh mài cần mài mòn thường xuyên hơn nhiều so với khi mài kim loại. Mục tiêu không chỉ đơn giản là đạt được dung sai kích thước. Kết cấu vi mô bề mặt cụ thể cũng rất quan trọng. Lớp tráng gương được đánh bóng hoàn hảo không thể giữ nước, điều này khiến cho việc khởi động khô dễ bị trầy xước. Độ nhám được kiểm soát giữ lại một lượng nước, mang lại hiệu quả bôi trơn ranh giới.
Sau khi mài là làm sạch và kiểm tra. Làm sạch bằng siêu âm sẽ loại bỏ các mảnh vụn mài còn sót lại khỏi bề mặt và các vi lỗ, sau đó mỗi hộp mực sẽ được kiểm tra trên-máy đo khí hoặc CMM có độ chính xác cao. Độ tròn của lỗ khoan bên trong, độ trụ và độ đảo của trục là những kiểm tra bắt buộc. Các bộ phận được lấy mẫu cũng được đưa vào các giàn thử nghiệm độ mòn-chuyên dụng để chạy-, sử dụng mô phỏng tuổi thọ được tăng tốc để xác minh khả năng tương thích về ma sát của cặp ghép đôi.
Từ bột thô đến hộp mực thành phẩm, không thêm vật liệu kim loại hoặc polymer. Đó là tất cả về việc kiểm soát đường cong nhiệt độ, phân bố áp suất và các thông số mài. Hộp bơm bằng gốm được sản xuất thông qua hệ thống xử lý và vật liệu này có độ cứng cao, tốc độ mài mòn thấp và khả năng kháng hóa chất mạnh. Khoảng hở giữa trục và lỗ khoan vẫn nằm trong thông số kỹ thuật thiết kế trong thời gian dài. Ngay cả khi bơm dung dịch có tính axit nhẹ hoặc nước biển, ma sát chạy ở phốt trục không tăng đáng kể theo thời gian. Đối với những người bán hàng trên trang web độc lập, việc hiểu logic quy trình này sẽ giúp bạn hiểu rõ lý do tại sao hộp mực gốm-hiệu suất cao lại có tầm quan trọng lớn đến vậy trong việc lựa chọn máy bơm-có tiếng ồn thấp, tuổi thọ{7}}cao.
