Технология изготовления деталей РЭС из керамики

- химический  анализ и подготовка исходного  керамического сырья;

- тонкий  помол и смешивание компонентов;

- сушка  шликера;

- формование  заготовки изделия;

- механическая  обработка необожженных заготовок;

- сушка  заготовок;

- обжиг  (предварительный и окончательный);

- окончательная  механическая обработка;

- глазурование.

2. Химический анализ и подготовка исходного керамического сырья.
1. Контроль физико-химических свойств используемых материалов.
1. Устанавливается содержание различных примесей, которые не должны превышать установленного предела.
2. Очистка сырья от различных загрязнение, железистых включений и других примесей (промывка раствором соляной кислоты, электромагнитная сепарация, водная промывка, гидравлическая сепарация тяжелыми жидкостями, флотационное обогащение).
1. Органические примеси удаляются с помощью предварительного обжига.
3. Сырье подвергают грубому дроблению. При этом производится обработка каждого отдельного компонента (каолин, кварц, тальк, окись циркония, глина, мрамор и т.д.).
1. Дробление на гинековых или валковых дробилках.
2. Дробление на бегунах с подвижным поддоном.
4. Просеивание материала через сито.
5. Очистка фракций от металлических частиц.
3. Тонкий помол и смешивание компонентов.
1. Измельчение и одновременное смешивание материалов, в заданных пропорциях производится на вибрационных мельницах. Длительность цикла составляет 30–90 мин.
1. Помол производится с добавкой воды.
2. В бак загружаются материалы и фарфоровые шары диаметром от 20 до 70 мм.
2. Шликер пропускается через магнитный сепаратор для удаления железистых включений и через сито (900–1600 отв/см2) для удаления прочих механических примесей.
4. Сушка шликера.
1. Осуществляется сушка, выгруженного из мельниц материала в установках распылительной сушки, виброкипящего слоя и пр., а чаще в металлических (стальных) кюветах, используя специальные сушильные шкафы.
2. Очищенный шликер подвергается уплотнению с целью удаления излишков воды и пузырьков воздуха.
1. Влажность массы шликера доводиться до 22–25%.
5. Формование заготовок осуществляется одним из способов: сухим прессованием, пластичным прессованием (штамповкой), выдавливанием через мундштук, горячим литьем под давлением.
1. Сухое прессование.
1. Заготовки из влажного шликера высушивают в сушильных шкафах или токами высокой частоты до влажности 4–5%.
2. производится размельчение заготовок и их просеивание через сито (64–81 отв/см2).
3. В полученный порошок вводится пластификатор – парафин или водный раствор поливинилового спирта.
4. Массу формуют в металлических пресс-формах на гидравлических или пневматических прессах.
2. Пластическое прессование (штамповка).
1. Подготовка массы производится также, как и при сухом прессовании.
2. В качестве связки применяется древесная смола или керосин.
3. Влажность порошка доводится до такой степени, при которой давление при штамповке может вызвать некоторую его текучесть.
4. Используются высокопроизводительные эксцентриковые прессы.
3. Выдавливание через мундштук.
1. Керамическая масса должна содержать от 20 до 25% влаги.
2. Для повышения пластичности в неё добавляют декстрин и тунговое масло.
3. Все это многократно пропускается через мешалку для получения однородной массы.
4. Масса загружается в мундштучный пресс.
1. В пустотелый цилиндр загружается керамическая масса.
2. Под действием приложенной силы поршень выжимает массу через мундштук.
4. Горячее литье под давлением.
1. Суспензия керамического материала со связкой (воск + парафин + олеиновая кислота) разогреваются до 60–100º С.
2. Все это под давлением подается в металлическую форму.
3. После охлаждения из металлической формы извлекается готовая заготовка.
6. Механическая обработка необожженных заготовок.
1. Выполняется на токарных, фрезерных, сверлильных и других станках.
2. Применяется режущий инструмент с наконечниками из сверхтвердых сплавов.
7. Сушка.
1. Естественная воздушная сушка.
1. Заготовки выдерживаются в сушильных шкафах при t=18–22º С в течении 10–25 суток.
2. Горячая сушка в сушильных шкафах.
1. Заготовка постепенно нагревается до 70º С и выдерживается там необходимое время (10–15 часов).
3. Сушка токами промышленной частоты.
1. По заготовке пропускается электрический ток.
4. Сушка токами высокой частоты.
1. Заготовки размещаются между обкладками контурного конденсатора генератора высокой частоты (5–10 МГц).
2. Заготовки нагревают электрическим полем тем сильнее, чем выше влажность его участков.
5. Заготовки пропитывают горячим парафином (90–110º С) и подвергают дополнительной механической обработке.
8. Обжиг.
1. Предварительный обжиг производится при t=800–1000º C в электрических печах непрерывного действия.
2. Окончательный обжиг производится при t=1250–1450º C.
3. Процесс охлаждения обожженных деталей - масса затвердевает. Режим охлаждения должен быть равномерным.
9. Окончательная механическая обработка.
1. Изделие подвергается шлифованию, сверлению, резанию. Точность обработки составляет ±0,01 мм.
10. Глазурование.
1. Глазури изготавливаются из материалов, близких по составу к керамическим массам, с добавкой стеклообразующих веществ.
2. Глазури наносятся на изделия погружением или пульверизацией с использованием механической смеси тонкодисперсного порошка и воды.
3. Температурный коэффициент линейного расширения глазури подбирается близким по величине к коэффициенту линейного расширения керамики.

 

3. ОБОРУДОВАНИЕ, ОСНАСТКА И ИНСТРУМЕНТ.

 

1.  Изготовление  керамических деталей электронной  техники производится на технологической  линии, в состав которой входят: гинековые, валковые дробилки, бегуны  с подвижным поддоном, установки  для магнитной сепарации, вибрационные  мельницы, магнитный сепаратор, сушильные шкафы, гидравлические прессы, пневматические прессы, эксцентриковые прессы, мундштучные прессы, токарные станки, фрезерные станки, сверлильные станки, контурный конденсатор, генератор высокой частоты, электрические печи непрерывного действия.

 

4. КОНТРОЛЬ  КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ.

 

1. Детали  керамические - контроль по внешнему виду.
2. Детали установочной керамики - контроль геометрических размеров.
3. Заготовки керамические, панели - приемка по внешнему виду и контроль по электрическим характеристикам.
4. Детали установочной керамики различной конфигурации - контроль геометрических размеров с применением оптических приборов.
5. Детали керамические - контроль чистоты поверхности после механической обработки с применением профилометров и профилографов.

 

5. ТРЕБОВАНИЯ  ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ И ПРОМЫШЛЕННОЙ САНИТАРИИ.

 

1.  На предприятиях должен быть организован постоянный контроль за взрывоопасностью отходящих газов из сушилок и печей, использующих в качестве топлива газ, автоматическими газоанализаторами.
2. Глазурование изделий при помощи пульверизаторов или центробежных дисковых распылителей должно производиться в специальных камерах, подсоединенных к аспирационным системам с аппаратами для очистки воздуха.
3. Работы, выполняемые внутри печей, боровов, газоходов, сушильных и пылеосадительных камер, барабанов мельниц, сушильных барабанов и т. п. следует производить при температуре воздуха в них не выше 40 °С. При температуре воздуха 40 °С рабочие места должны быть оборудованы обдувочными вентиляторами, а рабочие обеспечены специальной одеждой по ГОСТ 12.4.044—78 с изм., ГОСТ 12.4.045—78 с изм. и специальной обувью по ГОСТ 12.4.050—78 с изм.

При температуре воздуха 40 0С и тепловом излучении от 4,2Х х103 Вт/м2 время  пребывания не должно превышать 15 мин  с последующим десятиминутным перерывом для отдыха в специально отведенных помещениях с местами для лежания. При температуре воздуха выше 40 °С работа запрещается

4. Дробильные машины должны быть оборудованы системами звуковой и световой сигнализации (электрозвонками, электролампами), обеспечивающими двухстороннюю сигнальную связь площадок для обслуживания приемных и транспортирующих устройств с пультом управления (местом пуска) дробильных машин.
5. Запрещается:

во  время работы дробильных машин проталкивать и извлекать застрявшие куски  материала или случайно попавшие недробимые предметы, а также ликвидировать завалы в камерах дробления в течках;

устанавливать над приемными отверстиями дробильных машин, лестницы и площадки для их обслуживания;

эксплуатировать дробильные машины при отсутствии или неисправности защитных ограждений и системы сигнализации.

6. Чаша бегунов должна быть закрыта сплошным металлическим кожухом, подсоединенным к аспирационной системе с аппаратами для очистки воздуха.

Для осмотра и проверки крепления  катков, направляющих скребков и других деталей в кожухе должны быть оборудованы смотровые люки с плотно закрывающимися крышками, сблокированными с приводом бегунов так, чтобы при их открывании привод бегунов автоматически отключался.

7. Барабаны шаровых мельниц (кроме мельниц с периферической разгрузкой) со стороны проходов должны быть ограждены сетчатыми ограждениями, выполненными из отдельных секций.
8. Запрещается:

применять сжатый воздух для ускорения слива  шликера из барабанов шаровых мельниц;

находиться  на барабане во время открывания загрузочного люка.

9. Фильтрация шликера должна производиться на фильтр-прессах, имеющих полный комплект рам.
10. На фильтр-прессах запрещается:

использовать  для фильтрования рваные и ветхие фильтрующие полотна;

работать  с неисправными манометрами, неисправными или неотрегулированными предохранительными клапанами и течи масла в уплотнениях гидросиетемы.

11. Прессы должны быть оборудованы звуковой и световой сигнализацией (электрозвонками, электролампами) для предупреждения о пуске их в работу.
12. Система автоматики печей должна обеспечивать прекращение подачи газа при:

недопустимом  отклонении давления газа от заданного;

нарушения тяги,

прекращении подачи воздуха к горелкам с принудительной подачей воздуха.

13. Во избежание отравления угарным газом перед розжигом печи с площадок для обслуживания сырьевых питателей и газопылеулавливающих устройств все рабочие должны быть удалены в места, определенные технологической инструкцией, утвержденной в установленном порядке. Возвратиться на рабочие места эти рабочие могут только по указанию сменного мастера.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Технологическая схема изготовления керамических деталей.

                                                       
 

 
 
 
 
 

 
 

Список  литературы: 
 

      

1. Технология  производства ЭВМ / А.П. Достанко, М.И. Пикуль, А.А. Хмыль:       Учеб. – Мн. Выш. Школа, 2004 – 347с.
2. Технология деталей радиоэлектронной аппаратуры. Учеб. пособие для ВУЗов / С.Е. Ушакова, В.С. Сергеев, А.В. Ключников, В.П. Привалов; Под ред. С.Е. Ушаковой. – М.: Радио и связь, 2002. – 256с.
3. Тявловский М.Д., Хмыль А.А., Станишевский В.К. Технология деталей и периферийных устройств ЭВА: Учеб. пособие для ВУЗов. Мн.: Выш. школа, 2001. – 256с.
4. Технология конструкционных материалов: Учебник для машиностроительных специальностей ВУЗов / А.М. Дольский, И.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова и др.; Под ред.А.М. Дольского. – М.: Машиностроение, 2005. – 448с.
5. http://www.graton.su/