Les billes en nitrure de silicium (Si3N4) présentent un grand potentiel dans le domaine des roulements à grande vitesse, haute précision et longue durée de vie en raison de leurs excellentes propriétés, telles que légèreté, autolubrification, haute isolation, non magnétique, haute module élastique et excellente résistance à la corrosion. Cet article vise à discuter de l'optimisation du processus de granulation par pulvérisation de la poudre Si3N4, en particulier la méthode de granulation par pulvérisation sous pression, afin d'améliorer la densité, les propriétés mécaniques et la microstructure des billes de Si3N4, afin de répondre à la demande urgente de roulements hautes performances. matériaux dans les domaines de la production d'énergie aérospatiale, automobile et éolienne.
Avec le développement rapide de la technologie industrielle, les exigences en matière de propriétés des matériaux sont de plus en plus strictes. En tant que nouveau type de matériau de roulement haute performance, la bille en céramique Si3N4 est devenue un point chaud de la recherche pour améliorer encore ses performances. Parmi eux, la densité du flan, en tant que facteur clé affectant les performances finales des billes en céramique, est directement liée au nombre de micropores et à la durée de vie des billes en céramique après frittage. Par conséquent, l’optimisation du processus de granulation par pulvérisation de la poudre Si3N4 pour obtenir une morphologie de poudre régulière, une distribution granulométrique uniforme et une densité apparente accrue est un moyen efficace d’améliorer les performances des billes en céramique.
Avantages de performances et domaines d'application des billes Si3N4
Grâce à leurs propriétés physiques et chimiques uniques, les billes en céramique Si3N4 présentent des avantages significatifs dans de nombreux domaines : une faible masse réduit la charge globale du système de roulement et améliore l'efficacité de fonctionnement ; Les caractéristiques autolubrifiantes réduisent les besoins de lubrification et réduisent les coûts de maintenance ; Haute isolation et amagnétique adapté aux environnements spéciaux ; Un module d'élasticité élevé et une résistance à la corrosion garantissent un fonctionnement stable à long terme dans des conditions extrêmes. Ces avantages font que les billes en céramique Si3N4 sont largement utilisées dans les systèmes de roulements à grande vitesse, haute précision et longue durée de vie tels que les broches de machines-outils, les broches électriques, les moteurs automobiles, les moteurs aérospatiaux et les éoliennes.
Effet du processus de granulation par pulvérisation sur les propriétés de la bille Si3N4
L'importance de la densité du blanc
La densité de l'ébauche est un paramètre clé dans la préparation de la bille en céramique, qui affecte directement la densité et les propriétés de la bille en céramique après frittage. L'augmentation de la densité de l'ébauche est utile pour réduire la formation de pores lors du processus de frittage, de manière à améliorer les propriétés mécaniques et la durée de vie des billes en céramique.
La relation entre la morphologie de la poudre pulvérisée et la densité apparente
La granulation par pulvérisation est l'un des processus importants pour préparer des poudres céramiques de haute qualité. Grâce à la granulation par pulvérisation sous pression, la boue Si3N4 est pulvérisée dans la tour de granulation sous haute pression et les gouttelettes sont rapidement séchées en poudre sphérique dans le flux d'air chaud. Dans ce processus, le contrôle du taux d'évaporation du solvant à la surface des particules est la clé pour obtenir une poudre avec une morphologie régulière et une distribution granulométrique uniforme. La poudre sphérique régulière est bénéfique pour augmenter la densité libre de la poudre, puis améliorer la densité et l'uniformité du flan.
Stratégie d'optimisation
1. Optimisez la formule du lisier : ajustez la proportion de chaque composant dans le lisier et l'utilisation de dispersant pour réduire l'agglomération et la stratification de décantation et améliorer l'uniformité et la stabilité du lisier.
2. Contrôle précis des paramètres de pulvérisation, tels que la pression de pulvérisation, la conception des buses, la température du flux d'air chaud, etc., pour optimiser la répartition granulométrique et le taux de séchage des gouttelettes, afin d'assurer la régularité de la morphologie de la poudre et l'amélioration de la densité libre.
Optimisation du post-traitement : la poudre après granulation par pulvérisation est tamisée et classée, et les particules non qualifiées sont éliminées pour améliorer encore la qualité globale de la poudre.
3. Expérience et analyse des résultats
Grâce à une série d'expériences, nous avons constaté que la densité brute des billes en céramique Si3N4 préparées par une technologie optimisée de granulation par pulvérisation sous pression était considérablement augmentée et que les billes en céramique frittée présentaient une microporosité plus faible, une dureté plus élevée et une meilleure résistance à la fatigue. L'analyse de la microstructure montre que la structure des grains de la bille en céramique est plus dense et que la force de liaison de l'interface est améliorée.
Conclusion et perspectives
Dans cet article, grâce à l'optimisation du processus de granulation par pulvérisation de Si3N4, en particulier l'étude approfondie de la méthode de granulation par pulvérisation sous pression, la densité, les propriétés mécaniques et la microstructure des billes de céramique Si3N4 ont été améliorées avec succès, ce qui fournit une base théorique et un support technique pour le préparation de billes en céramique hautes performances. À l'avenir, avec les progrès continus de la science des matériaux et de la technologie de préparation, les billes en céramique Si3N4 montreront leurs avantages uniques dans des domaines plus haut de gamme et favoriseront le développement durable des industries connexes. Dans le même temps, une exploration plus approfondie de la nouvelle technologie de granulation par pulvérisation et de l’optimisation des paramètres du processus constituera une direction importante pour améliorer les performances des billes en céramique. Optimisation du processus de granulation par pulvérisation Si3N4 pour améliorer les performances des billes en céramique : avantages en termes de performances, domaines d'application et exploration du processus
