ELŐGYÁRTÁSI TECHNOLÓGIÁK

Az előadások a következő témára: "ELŐGYÁRTÁSI TECHNOLÓGIÁK"— Előadás másolata:

1 ELŐGYÁRTÁSI TECHNOLÓGIÁK
K E R Á M I Á K

2 Kerámia nemfémes szervetlen anyag
Kerámiákra általában jellemző nagy ridegség, kis alakíthatóság -közepes, ill. nagy kötési energia -közepes, ill. nagy szilárdság és olvadási hőmérséklet -jó korrózióállóság Kerámiák fő csoportjai: oxidkerámiák nemoxid(os) kerámiák

3 Oxidkerámiák áttekintése (alkotók szerint)

4 Nemoxidkerámiák áttekintése (alkotók szerint)

5 Kerámia anyagok csoportosítása
Gyártás szerint: Olvasztás (üveggyártás) Hidrát kötés (cement) Nedves formázás (agyag árúk) Porkohászat (műszaki kerámiák) Szerkezet szerint: Amorf (pl. üveg) Kristályos (pl. bórnitrid) Vegyes Eredet szerint Természetes anyagok (pl. gránit, bazalt,…) Mesterséges kerámiák (pl. SiC)

6 Kerámiák termékcsoportjai
A kerámiák fontossága a mindennapi és a műszaki élet szempontjából

7 Üveggyártás olvasztással
Az üveggyártás alapanyagai: üvegképzők: kvarchomok (SiO2), bór-trioxid (B2O3), foszfor-pentoxid (P2O5), berillium-fluorid (BeF2) folyósítók: nátrium-oxid (Na2O), kalcium-oxid (CaO) stabilizátorok: alkáliföldfém karbonátok vagy -oxidok hulladék üveg

8 Síküveggyártás Húzott üveg: gépi úton történő síklappá húzás, sima síküveg, tükör, ablak, ipari üvegtáblák 3…10 mm vastagságig, max x (1400…4000) mm Hengerelt síküveg: lehet nyers, mintás felületű, nem átlátszó, csak áttetsző, bordás síküveg-merevítőbordák által megnövelt mechanikai szilárdságú

9 Üvegpalack gyártás adagejtés adag elhelyezkedés + lefúvás visszafúvás
előalakító forma átfordítása fúvóformába helyezés palackfúvás elkészült palack

10 Alakos üvegtermékek gyártása
Üvegcsövek gyártása: üvegolvadékból forgó szerszámmal, a képlékeny üveg húzási sebessége szabályozza az átmérőt és falvastagságot Centrifugál – öntés: nagyobb méretű forgásszim-metrikus termékek gyártására, viszkózus üvegmasszát centrifugális erő “alakítja”

11 Alakos üvegtermékek gyártása
Üvegöntés és sajtolás: öntő vagy sajtolóformába behelyezik az olvadt alapanyagot vagy üvegmasszát majd kialakítják a végső alakot

12 Különleges üvegek gyártása
Optikai szál (kábel) Fénysugár vezetésére szolgáló üvegszálak, amelyeket kisebb optikai sűrűségű üveganyag borít. Előállításkor a kisebb törésmutatójú üvegcsőbe vezetett nagy törésmutatójú üvegrudat együttesen hozzák lágy állapotba, majd szállá húzzák.

13 Üvegkerámiák Amorf üvegmátrix hőkezelésével állítják elő, részben polikristályos szerkezeti anyagok. Először üvegolvadékból préselés, fúvás, hengerlés vagy öntés útján alkatrészeket készítenek, majd a darabokat hőkezelik, amelynek során csíraképzők (TiO2, ZrO2) hatására kristályok képződnek. Előnyök: különleges optikai és elektromos tulajdonságok, -kis hőtágulás (termikus méretállandóság) -hősokk-állóság

14 Hidrátkerámiák előállítása
Cement – építőipari kötőanyag. Vízfelvétellel kristályos hidrátokat alkot. Hidrátkerámiák – természetes oxidkerámiákból (kő, kavics, homok) víz jelenlétében “összecementezés” által keletkeznek.

15 Cementgyártás: a portlandcement nyersanyaga a mészkő és az agyag (+ egyéb ásványok). Fő fázisai:
előkészítés: őrlés, keverés kiégetés: 1300…1500 oC-on, forgó kemencében hevítik, a keverék részben megolvad, összevegyül, zsugorodásig égetik, majd hirtelen lehűtik  ez a klinkerképződés (vízmentes ásványkristályok) aprítás: klinker porrá őrlése  ez a cement (portlandcement) Felhasználás: a cement vízzel keverve megköt

16 Habarcs és beton

17 Beton-hídszerkezetek Betonok jellemzői
ridegség, alacsony húzószilárdság nagy nyomószilárdság rugalmassági modulus nem konstans kúszás (tartós igénybevétel hatására) hőtágulási együttható (töltőanyagok által meghatározott) hőállóság (korlátozott, magas hőmérséklet hatására kalcinálódás lép fel, megszűnik a kötés)

18 Égetett agyagkerámiák előállítása
Az agyagkerámiák gyártási folyamatának fő szakaszai: agyagkitermelés (agyagásványok: kaolinit Al2O3. 2SiO2.2H2O, földpát, kvarc, elszíneződését oxidok okozzák) agyag előkészítés (pl. ha “kövér”-magas agyagtartalmú, akkor “soványítóanyagokat” adnak hozzá-homokot; ha túl “kövér” nagy a zsugorodása, égetéskor görbül, vetemedik, “sovány” alacsony szilárdságú ) agyagkeverék-képzés formázás (víz hozzáadásával), kézi vagy gépi formázás szárítás (előmelegített levegő) égetés (távozik a nedvesség, szilárdságnövekedés) mázzal való bevonás

19 Építészeti kerámiák- tégla,cserép gyártása
Agyag előkészítés, homogenizálás Sajtolás megfelelő szelvényméretre, menet közben darabolás Szárítás meleg levegővel (a kémiailag nem kötött víz távozása) Égetés 920…1000 Co-on (kerámia kötés létrejötte)

20 Tűzálló anyagok- téglák gyártása

21 Építészeti kerámiák- burkolólapok gyártása
Alapanyag: agyag, dolomit- és mészkő liszt, tört lapok Feldolgozás: Keverés és őrlés Présgépen formára sajtolás nedves állapotban Szárítás 2% nedvességtartalomra Égetés 1035…1060 Co-on Mázzal bevonás, égetés 930…950 Co-on

22 Porcelángyártás Alapanyag: kaolin (pl. 50%) + kvarc + földpát (KAlSi3O8), Feldolgozás: Keverés és őrlés, híg iszap képzése Szűrősajtón víztelenítés Formázás öntéssel, sajtolással, korongozással Első égetés 900 oC-on Mázzal bevonás, égetés Co-on Szennyeződésmentes, fehér (áttetsző), tömör, pórus nélküli kerámiák

23 Műszaki kerámiák Al2O3 -szerszámkerámiák MgO -szerkezeti kerámiák ZrO2
AlN BN Si3N4 B4C SiC TiC

24 Műszaki kerámiák gyártása
A gyártás folyamatának fő lépései: Por előkészítés (őrlés, keverés, homogenizálás) Formázás (ún. nyersdarab készítése) Sajtolás (hidegsajtolás, melegsajtolás) Zsugorító izzítás (szinterelés) Végső megmunkálás

25 A leggyakoribb formázási eljárások
A formázási eljárás kiválasztásának szempontjai

26 Szinterkerámia-gyártás
a) koaxiális sajtolással b) izosztatikus sajtolással

27 Extrudált termékek Szilícium-nitrid alkatrészek Kerámia-perselyek Kerámia forgácsolószerszámok Hidegsajtolt termékek

28 Műszaki kerámiákból (nem oxidos) készült termékek

29 Egyatomos kerámiák – karbonalapú kerámiák

30 Felhasznált irodalom [1] Bagyinszki Gyula, Kovács Mihály: Gépipari alapanyagok és félkész gyártmányok – gyártásismeret, Tankönyvmester kiadó, Budapest, 2003 [2] Bagyinszki Gyula: Termelési folyamatok-kerámiák, BMF-BGK, Budapest, oktatási segédlet (Power Point bemutatók), 2007 [3] Czinege Imre: Gyártási folyamatok-kerámiák, SZE, Győr, oktatási segédlet (Power Point bemutatók), 2002 [4] Réger Mihály: Anyagtudomány I - kerámiák, BMF-BGK, Budapest, oktatási segédlet (Power Point bemutatók), 2006