一、斑點:
因高鋁瓷球本體為白色,如果出現斑點將特別明顯,且易于發現。根據斑點多少及尺寸,大體分為以下三種情況。
1、斑點較少,且直徑小于1mm。出現這種情況的斑點缺陷,主要是由于a氧化鋁粉中鐵雜質以及各種輔料中鐵含量超過U.3%而引起的;
2、斑點較多,且直徑小于2mm。這可能是由于球磨機掉磚,或球磨和噴霧過程中漿料未除鐵等原因造成。
3、頂層出現斑點,且斑點較大。這一般是由窯爐預熱帶風管帶入鐵銹或耐火磚掉入產品表面而所致。
綜上所述,為減少或消除斑點缺陷應使用純凈的a氧化鋁粉及其它輔助原料;在放漿、噴粉和放料是均需多次除鐵,并及時清理除鐵器;要定期清理窯爐各風管。
二、起泡
起泡缺陷一般出現在滾制成型工藝制作的高鋁瓷球中。由于滾制成型時成品球抷是通過許多半成品小球之間的互相碰撞長大并完成致密化過程,在滾制完成前需要進行10-120min的拋光,以調整半成品球抷的球形度和表面光潔度。燒成時由于球抷表而溫度高,首先燒結形成致密表面層,阻礙內部水分的蒸發、排出,從而導致成品瓷球表面起泡。基于以上原理,為消除起泡缺陷:
1、在滾制高鋁瓷球胚體的過程中,應兼顧半成品致密度和光潔度,同時盡量減少出鍋前的拋光時間。
2、減少配方中低溫溶劑和高溫易揮發物質的含量。
3、燒制前烘干半成品水分,使其不能超過0.3%。
三、粘損
瓷球的粘損缺陷較為常見。高鋁瓷球采用高溫燒成工藝,為確保燒成產品的性能,常常需要在高溫下進行2-10h保溫。一旦高溫時出現較多液相,就會出現瓷球與瓷球之間,以及瓷球與碳化硅硼板之間的粘損。
針對此問題的處理方法:
1、在瓷球與瓷球、瓷球與碳化硅硼板、瓷球與立柱之間,通過撒剛玉砂、放剛玉墊板等進行隔離;
2、在兼顧產量的同時減少每層瓷球的裝窯高度;
3、設計固相燒結配方,減少瓷球內部出現的玻璃相,在燒成溫度范圍的下限燒成,適當延長保溫時間。以上措施均能很好地解決粘損缺陷,提高產品合格率
四、風晶
風晶缺陷是指在窯爐冷卻帶高鋁瓷球出現的風晶炸裂。這主要是因為產品在高溫燒成情況下已達到致密化,燒結瓷化的高鋁瓷球具有較小的氣孔率,而在冷卻至570℃和790℃時,石英相變產生較大的體積變化而導致產品炸裂。因此一旦出現風晶炸裂情況時,如果是輥道窯或隧道窯要及時降低進窯車速度,降低冷卻帶的進風量,調整產品裝窯高度,并避免冷風直接吹響熱的產品;如果是梭式窯只需降低冷卻風進風量即可。風晶炸裂在滾制成型的大尺寸瓷球中出現較多,很少出現在半等靜壓或等靜壓成型的高鋁瓷球中。這是因為滾制成型瓷球難以釋放石英相變產生的應力。因此,在滾制成型方式制備高鋁瓷球的組成配方設計上,應盡量降低出現游離SiO2的可能性,在配方設計上考慮促進形成一定量的莫來石或尖晶石的生成,來防比風晶缺陷的產生
五、腰裂
腰裂是一種在出窯產品中很難直接被發現和檢測的缺陷,他是在高鋁瓷球預磨完后表面出現的環形裂紋。該裂紋較多地位于球冠下方5mm處左右,并因此而得名。缺陷嚴重時會有0.5mm寬度的裂紋環繞瓷球一周。含有該缺陷的瓷球在使用過程中會出現碎球、裂球等嚴重質量事故。根據我們的經驗,這種裂紋在半成品球坯中既已存在,主要集中出現在全自動化半等靜壓成型的瓷球中。主要原因是粉料空心度大、流動性差,導致在成型過程中產生大量的高壓密閉氣體無法順利及時排除所致,從而在燒制排氣的過程中留有成片分布的裂紋去域,預磨去高鋁瓷球外表層后,腰裂就顯露出來了。出現腰裂情況時要及時調整前期原料制備工藝,以增加粉料流動性,并延長壓機泄壓和保壓時間;采用煤油進行半成品浸泡篩選(砸開半成品才能看見);如果半成品球石異形就需要換橡膠模具;延長產品燒成時經過1000-1300℃溫度區間的升溫時間。采取以上措施可以徹底地解決高鋁瓷球出現腰裂的問題。
六、生燒
生燒缺陷指的是高鋁瓷球由于未充分燒結致密化而使理化性能不達標的情況。一般可通過檢測瓷球吸水率、比重等指標加以判斷。高鋁瓷球若出現生燒的情況,排除簡單停電、停氣等生產因素外,技術角度分析的直接原因可能有:配料差錯、漿料粒度偏粗、球磨時間不夠、成型壓力和窯爐溫度波動等。在上述所有工藝控制點都確定無差錯的情況下、則需考慮更換a氧化鋁粉和配方。
七、磨耗大
磨耗大缺陷指在高鋁瓷球正常生產的情況下,部分產品磨耗突然變大,超出正常波動范圍,無法判斷為合格產品的。磨耗作為研磨介質的重要指標,直接影響高鋁瓷球的品質。出現磨耗大的情況主要原因有;
1、原料性能指標急劇下降、雜質多;
2、高鋁瓷球出現生燒情況;
3、高鋁瓷球內部晶粒異常長大,過燒產生大量氣孔;
4、配方體系不穩定,燒成溫度窄。針對磨耗突然增大的情況,應選擇穩定的原料供應商,做到每批必檢,如遇到不合格原料要盡量不用,少用;出現生燒的高鋁瓷球要進行返燒處理;降低窯爐燒成溫度,延長保溫時間,避免晶粒因過燒異常長大;同時確保高鋁瓷球內部燒制均勻性;重新選擇燒成溫度較寬的配方體系,并加入微量的MgO,在晶界處形成鎂鋁尖晶石抑制晶粒異常長大。