지르코니아 세라믹 플런저의 거울 연마 공정
지르코니아 세라믹 플런저는 높은 경도, 우수한 내마모성, 우수한 화학적 안정성 및 우수한 고온 저항성으로 인해 의료, 식음료, 화학 및 석유 분야의 핵심 장비에 널리 사용됩니다. 그러나 지르코니아 세라믹의 높은 경도와 취성으로 인해 연마 공정은 많은 어려움에 직면해 있습니다. 이 기사에서는 전통적인 방법과 고급 연마 기술의 적용을 포함하여 지르코니아 세라믹 플런저의 미러 연마 공정에 대해 자세히 소개합니다.
지르코니아 세라믹 플런저의 거울 연마의 필요성
지르코니아 세라믹 자체는 우수한 특성을 가지고 있지만, 원래 가공된 표면에는 여전히 미세한 수준의 거칠기와 사소한 결함이 있습니다. 이러한 결함은 플런저의 고속 왕복 운동, 고압 유체 이송 및 씰과의 빈번한 접촉 조건에서 마찰 계수 증가, 마모 가속화, 유체 순도에 영향을 미치는 등 일련의 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 지르코니아 세라믹 플런저의 성능을 개선하기 위해서는 미러 폴리싱 공정이 매우 중요합니다.
미러 폴리싱 프로세스에 대한 전체 분석
- 전통적인 연마 및 연마 방법
전통적인 지르코니아 세라믹 플런저의 연마 및 연마는 주로 자유 연마제를 채택합니다. 구체적인 단계는 다음과 같습니다: - 블랭크 절단 및 예비 성형: 평평한 연마기를 사용하고 철판을 사용하여 거칠게 처리하여 대부분의 가공 여유분을 제거합니다.
- 미세 연마: 연마 페이스트에 담근 흰색 천으로 교체하여 미세 연마합니다. 흰색 천과 세라믹 표면의 상대적인 움직임에 따라 연마 페이스트의 연마재가 세라믹 표면에 미세한 절단 효과를 만들어 표면 거칠기를 점차적으로 감소시킵니다.
- 단점: 이 방법은 비효율적입니다. 흰색 천을 연마하는 단계에서 거울 효과를 얻으려면 일반적으로 30~40분이 소요되며, 처리 효율은 재료의 인성과 밀접한 관련이 있습니다.
(2) 고급 폴리싱 기술
- 화학적 기계 연마(CMP)
화학적 기계 연마는 연마액의 부식과 기계적 제거의 결합 효과를 사용하여 연마를 달성합니다. 연마 액의 화학 물질은 지르코니아 세라믹 표면과 화학적으로 반응하여 더 부드러운 반응 층을 형성합니다. 동시에 연마 패드는 특정 압력 하에서 세라믹 표면에 대해 상대적으로 이동하여 이 반응 층을 기계적으로 제거합니다. CMP는 표면 스크래치와 결함을 효과적으로 줄이고 매우 높은 표면 정확도가 필요한 분야에 적합한 초평면 거울 표면을 얻을 수 있습니다. - 초음파 연마
초음파 연마는 연마제가 포함된 서스펜션에 공작물을 넣고 초음파 필드에 놓습니다. 초음파의 고주파 진동으로 연마재가 고속, 고가속 충격과 미세 절삭을 일으켜 공작물 표면에 미세한 돌출부를 빠르게 제거합니다. 이 방법은 복잡한 모양의 지르코니아 세라믹 플런저에 적합하며 연마 중 열 손상을 어느 정도 줄일 수 있습니다. - 수치 제어를 통한 고속 원심 연삭 및 연마
수치 제어 고속 원심 연삭 장비의 도움으로 지르코니아 세라믹 플런저와 특수 연삭 매체가 고속 회전 연삭 챔버에 함께 배치됩니다. 강력한 원심력의 작용으로 연삭 매체는 세라믹 플런저의 표면에 매우 빠른 속도로 충격을 가하고 문질러 빠르고 균일한 연마를 달성합니다. 이 방법은 매우 효율적이며 한 번에 여러 개의 플런저를 처리할 수 있어 대규모 생산 요구에 적합합니다. - 초음파 보조 레이저 연마
초음파 보조 레이저 연마는 레이저 연마와 초음파 진동의 장점을 결합한 기술입니다. 레이저 연마는 고에너지 밀도 레이저 빔을 통해 재료를 녹이고, 표면이 융기된 부분이 자체 중력과 표면 장력의 작용으로 함몰된 부분을 채워 표면을 매끄럽게 만듭니다. 초음파 진동은 주기적으로 레이저 빔의 초점 위치와 스폿 직경을 변경하여 열 모세관 힘으로 인한 흐름을 줄이고 연마 효과를 더욱 향상시킵니다. 실험에 따르면 초음파 보조 레이저 연마는 지르코니아 세라믹의 표면 거칠기를 2.479μm에서 0.477μm로 80.7%의 감소율로 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다.
(III) 연마액 선택
폴리싱 용액의 선택은 폴리싱 효과에 매우 중요합니다. 기존의 실리카 졸 연마 용액은 알칼리성 환경에서 효율이 낮고 연마 공정 중에 경화되기 쉽습니다. 새로운 유형의 고효율 미러 지르코니아 세라믹 연마 용액은 적절한 pH 값을 통해 산화물 세라믹 표면의 전기 이중층 특성을 제어하여 단단한 세라믹 산화물 표면을 효과적으로 수화 및 연화시킵니다. 이 연마 용액은 1.5 ~ 4.5의 pH 범위에서 최대 10μm/h 이상의 연마 효율을 제공합니다.
IV. 미러 연마 공정의 산업 적용 사례
(1) 의료 및 제약 산업
제약 장비의 플런저 펌프에서 거울 연마 지르코니아 세라믹 플런저의 표면은 거울처럼 매끄러워 약물 잔류물과 미생물 번식 가능성을 제거하고 액체 의약품을 운반 할 때 주입, 충전 기계 및 기타 장비의 투여량의 정확성과 안정성을 보장합니다.
(2) 식음료 가공
식음료 생산 공정에서 장비 위생에 대한 요구 사항은 거의 엄격합니다. 거울 광택 지르코니아 세라믹 플런저의 표면은 세척 및 소독이 용이하여 불순물과 박테리아의 부착을 방지하고 식품 등급 위생 기준을 충족합니다.
(3) 화학 및 석유 산업
화학 고압 펌프 및 오일 추출 장비에서 미러 연마 공정은 플런저의 내식성을 개선하여 표면이 화학적 공격에 덜 취약하게 만듭니다. 동시에 마찰이 적은 미러 표면은 고압 환경에서 에너지 손실을 줄이고 장비의 유지보수 주기를 연장합니다.
지르코니아 세라믹 플런저의 미러 연마 공정은 성능을 개선하고 적용 분야를 확대하기 위한 핵심 기술입니다. 기존의 연삭 및 연마 방식은 간단하지만 효율성이 낮습니다. 화학 기계 연마, 초음파 연마, 수치 제어 고속 원심 연삭 및 연마, 초음파 보조 레이저 연마와 같은 고급 연마 기술은 연마 효율과 표면 품질을 크게 향상시킬 수 있습니다. 의료, 식음료, 화학 및 석유와 같이 위생 및 정밀 요구 사항이 높은 산업에서 미러 폴리싱 지르코니아 세라믹 플런저는 우수한 성능과 큰 응용 가능성을 보여주었습니다.