Processus de polissage miroir du piston en céramique de zircone

---

Les plongeurs en céramique de zircone sont largement utilisés dans les équipements clés des secteurs médical, alimentaire et des boissons, chimique et pétrolier en raison de leur grande dureté, de leur excellente résistance à l'usure, de leur bonne stabilité chimique et de leur excellente résistance aux températures élevées. Cependant, la grande dureté et la fragilité des céramiques de zircone rendent le processus de polissage difficile. Cet article présente en détail le processus de polissage miroir des plongeurs en céramique de zircone, y compris l'application des méthodes traditionnelles et des techniques de polissage avancées.

Nécessité d'un polissage miroir du piston en céramique zircone
Bien que les céramiques de zircone possèdent d'excellentes propriétés, leurs surfaces usinées d'origine présentent toujours une certaine rugosité et des défauts mineurs au niveau microscopique. Ces défauts peuvent causer une série de problèmes dans les conditions de mouvement alternatif à grande vitesse du plongeur, de transport de fluide à haute pression et de contact fréquent avec le joint, tels que l'augmentation du coefficient de frottement, l'accélération de l'usure et l'altération de la pureté du fluide. Par conséquent, le processus de polissage miroir est crucial pour améliorer les performances des plongeurs en céramique de zircone.

Analyse complète du processus de polissage des miroirs

1. Méthodes traditionnelles de meulage et de polissage
   Le meulage et le polissage des pistons en céramique de zircone traditionnels s'effectuent principalement à l'aide d'abrasifs libres. Les étapes spécifiques sont les suivantes
2. Découpe des flans et formage préliminaire : utilisation d'une machine à polir plate, utilisation d'une plaque de fer pour le traitement de rugosité afin d'éliminer la plus grande partie de la surépaisseur de traitement.
3. Polissage fin : remplacer le drap blanc par un drap blanc trempé dans une pâte abrasive pour le polissage fin. Sous l'effet du mouvement relatif du drap blanc et de la surface de la céramique, l'abrasif contenu dans la pâte abrasive produit un effet de coupe fine sur la surface de la céramique, réduisant progressivement la rugosité de la surface.
4. Inconvénients : Cette méthode est peu efficace. Il faut généralement 30 à 40 minutes pour que l'étape de polissage au chiffon blanc produise un effet miroir, et l'efficacité du traitement est étroitement liée à la ténacité du matériau.

(2) Technologie de polissage avancée

1. Polissage chimique et mécanique (CMP)
   Le polissage chimico-mécanique utilise l'effet combiné de la corrosion et de l'élimination mécanique du liquide de polissage pour réaliser le polissage. Les substances chimiques contenues dans le liquide de polissage réagissent chimiquement avec la surface des céramiques de zircone pour former une couche de réaction plus molle. Dans le même temps, le tampon de polissage se déplace par rapport à la surface de la céramique sous une certaine pression afin d'éliminer mécaniquement cette couche de réaction. La CMP permet de réduire efficacement les rayures et les défauts de surface et d'obtenir une surface miroir ultraplate, qui convient aux domaines exigeant une précision de surface extrêmement élevée.
2. Polissage par ultrasons
   Le polissage par ultrasons place la pièce dans une suspension contenant de l'abrasif et la place dans un champ d'ultrasons. L'oscillation à haute fréquence des ondes ultrasoniques fait que l'abrasif produit un impact à haute vitesse et à haute accélération et une micro-coupe sur la surface de la pièce, éliminant rapidement les protubérances microscopiques de la surface. Cette méthode convient aux pistons en céramique zircone de forme complexe et peut réduire dans une certaine mesure les dommages thermiques pendant le polissage.
3. Meulage et polissage centrifuge à grande vitesse avec commande numérique
   À l'aide d'un équipement de broyage centrifuge à grande vitesse et à commande numérique, le piston en céramique de zircone et le milieu de broyage spécial sont placés ensemble dans la chambre de broyage tournant à grande vitesse. Sous l'action d'une forte force centrifuge, l'agent de prépolissage percute et frotte la surface du piston en céramique à une vitesse extrêmement élevée pour obtenir un polissage rapide et uniforme. Cette méthode est extrêmement efficace et peut traiter plusieurs pistons en même temps, ce qui convient aux besoins de production à grande échelle.
4. Polissage laser assisté par ultrasons
   Le polissage laser assisté par ultrasons combine les avantages du polissage laser et de la vibration ultrasonique. Le polissage au laser fait fondre le matériau à l'aide d'un faisceau laser à haute densité énergétique, et la partie surélevée de la surface remplit la partie en retrait sous l'action de sa propre gravité et de la tension superficielle pour obtenir une surface lisse. Les vibrations ultrasoniques modifient périodiquement la position de focalisation et le diamètre du point du faisceau laser, réduisant ainsi le flux causé par la force capillaire thermique et améliorant encore l'effet de polissage. Les expériences montrent que le polissage laser assisté par ultrasons peut réduire la rugosité de la surface des céramiques de zircone de 2,479 μm à 0,477 μm, avec un taux de réduction de 80,7%.

(III) Sélection du liquide de polissage
Le choix de la solution de polissage est crucial pour l'effet de polissage. La solution de polissage traditionnelle à base de sol de silice est peu efficace dans un environnement alcalin et durcit facilement pendant le processus de polissage. Un nouveau type de solution de polissage de la céramique de zircone miroir à haute efficacité contrôle les propriétés de la double couche électrique de la surface de la céramique d'oxyde grâce à une valeur de pH appropriée, hydratant et adoucissant efficacement la surface dure de la céramique d'oxyde. Cette solution de polissage a une efficacité de polissage allant jusqu'à 10 μm/h ou plus dans la plage de pH de 1,5 à 4,5.

IV. Exemples d'applications industrielles du processus de polissage des miroirs
(1) L'industrie médicale et pharmaceutique
Dans la pompe à piston de l'équipement pharmaceutique, la surface du piston en céramique zircone poli miroir est aussi lisse qu'un miroir, ce qui élimine la possibilité de résidus de médicaments et de croissance microbienne, et garantit la précision et la stabilité du dosage de la perfusion, de la machine de remplissage et d'autres équipements lors du transport du médicament liquide.
(2) Transformation des aliments et des boissons
Dans le processus de production des aliments et des boissons, les exigences en matière d'hygiène des équipements sont très strictes. La surface du piston en céramique zircone poli miroir est facile à nettoyer et à désinfecter, ce qui évite l'adhésion d'impuretés et de bactéries et permet de répondre aux normes d'hygiène alimentaire.
(3) Industries chimiques et pétrolières
Dans les pompes chimiques à haute pression et les équipements d'extraction du pétrole, le processus de polissage miroir améliore la résistance à la corrosion du plongeur, rendant sa surface moins sensible aux attaques chimiques. En même temps, la surface miroir à faible friction réduit la perte d'énergie dans les environnements à haute pression et prolonge le cycle de maintenance de l'équipement.

Le processus de polissage miroir des pistons en céramique de zircone est une technologie clé pour améliorer leurs performances et étendre leurs domaines d'application. Bien que la méthode traditionnelle de meulage et de polissage soit simple, son efficacité est faible. Les technologies de polissage avancées, telles que le polissage mécanique chimique, le polissage par ultrasons, le polissage centrifuge à grande vitesse à commande numérique et le polissage laser assisté par ultrasons, peuvent améliorer de manière significative l'efficacité du polissage et la qualité de la surface. Dans les industries soumises à des exigences élevées en matière d'hygiène et de précision, telles que les industries médicale, alimentaire et des boissons, chimique et pétrolière, les pistons en céramique de zircone polis miroir ont montré d'excellentes performances et un grand potentiel d'application.