セラミックがいしの製造プロセスは何ですか?

セラミック絶縁体の製造の中核には、電気セラミック原料の加工、成形、焼結と、それに続く金属金具 (鉄キャップと鋼ピン) への接着が含まれ、電気絶縁と機械的サポートの両方を提供できる完成品を作成します。全体のプロセスは、-原材料の準備、成形、乾燥、グレージング、焼結、取り付け組立、最終検査の 7 つの主要な段階で構成されています-。各段階は相互に関連しており、製品の品質に直接影響します。

 

原料の準備（核となる基礎段階）
原材料の純度、配合、研削精度によって、セラミック部品の絶縁性能と機械的強度が決まります。この段階は、バッチ化、破砕、粉砕、鉄分除去、熟成という 5 つの主要なステップで構成されます。

バッチ処理: コア原料 (長石、石英、粘土、アルミナなど) は、製品仕様 (たとえば、高-電圧または超-高-用途) に従って配分されます。アルミナは機械的強度を高め、石英は絶縁特性を高め、粘土は成形のための可塑性を確保します。後続の成形および焼結プロセスの品質が損なわれないように、バッチ誤差は ±1% 以内に制御する必要があります。
粉砕: 塊状の原料 (長石や石英など) を粉砕機に投入し、その後の粉砕を容易にするために 5 ～ 10 mm の粒子に小さくします。粉砕後、材料はふるいにかけられ、セラミック体の均一性に影響を与える可能性のある不純物（石や金属片など）が除去されます。
粉砕：粉砕した原料を適量の水と混合し、ボールミルに投入して湿式粉砕します。スラリーの細かさが、10,000 メッシュのふるい上の残留物が 0.5% 以下という基準を満たすまで粉砕を続けます (粒子の大部分が 10 μm 未満であることを意味します)。このプロセスではスラリー濃度が制御され、その後の成形に必要な可塑性と流動性が確保されます。
除去鉄：粉砕後のスラリーは磁選機を通過し、鉄不純物（原料に混入した鉄粉や粉砕時に発生する金属粉など）を除去します。鉄の不純物は絶縁性能を低下させ、さらには焼結中にセラミック本体に亀裂を引き起こす可能性があります。このステップの後、鉄含有量は 0.1% 未満に制御する必要があります。熟成: 鉄-を除去したスラリーを熟成タンクに移し、光を避けて周囲温度で 24 ～ 72 時間放置します。このプロセスにより、均一な水分分布と完全な粒子結合が保証され、それによってスラリーの可塑性と成形安定性が向上し、成形後のセラミック部品の亀裂が防止されます。

 

フォーミング（セラミック部品の成形）
セラミック絶縁体の構造タイプ（ディスク-、ピン-タイプ、またはポスト-タイプなど）の構造タイプに応じて、適切な成形プロセスが選択されます。主な目的は、準備されたスラリーまたは粘土体を、設計寸法を満たすセラミック素地に成形することです。次の 3 つの一般的な成形方法が使用されます。

スリップキャスティング: 複雑な構造または大きな寸法を持つセラミック部品 (ポストタイプの絶縁体ボディなど) に適しています。-熟成させたスラリーをあらかじめ製作した石膏型に流し込みます。石膏の吸水特性により、スラリーが型の内壁で固まります。-グリーンボディが十分な硬度（約 70% 硬化）に達したら、型から取り出されます。脱型時には変形や破損を防ぐため、慎重な取り扱いが必要です。
プレス成形: 上屋やディスク サスペンション インシュレーターのディスクなどの単純な構造に適しています。{0}}スラリーを脱水して粘土ケーキにし、プレス金型に入れ、プレス機（圧力は 15 ～ 25 MPa に制御）を使用して成形します。この方法により、均一な密度と優れた基礎機械強度を備えたグリーンボディが得られます。
ジガリング（ローラーフォーミング）: ピン-タイプの絶縁体などの細長いセラミック部品に適しています。粘土材料を成形機の型に置き、回転移動するローラー ヘッドで粘土を目的の形状に成形します。成形後、グリーンボディはトリミングおよび成形を受けて、寸法公差が規格を満たすことを保証します（たとえば、直径の偏差が±0.5 mm以下）。

 

乾燥（グリーンボディの水分を除去する）
形成されたグリーン ボディには、かなりの量の水分 (約 20% ～ 30%) が含まれています。直接焼結すると急速な水分の蒸発が起こり、亀裂や変形が発生します。そのため、自然乾燥と人工乾燥の2段階からなる乾燥工程が必要となります。自然乾燥: 型から取り出されたグリーン ボディを、-換気が良く、乾燥した、ほこりのない作業場-に置き、24 ～ 48 時間自然乾燥させます。-これにより、表面の水分が除去され、初期硬化が可能になり、その後の人工乾燥中に過度の水分勾配によって引き起こされる亀裂が防止されます。
人工乾燥: 自然乾燥させたグリーンボディを乾燥窯に移します。{0} 12 ～ 24 時間かけて徐々に加熱プロセス (温度を 50 度から 120 度に上げる) を適用して、内部の水分含有量を 1% 未満に減らします。乾燥中は、乾燥割れや反りを防ぐため、加熱速度（1時間あたり10度を超えない）と窯の湿度を厳密に制御してください。

 

釉薬（セラミックの性能を高める）
釉薬掛けには、乾燥した素地の表面にセラミック釉薬の層を塗布することが含まれます。このプロセスにより、耐水性、絶縁性、耐食性が向上し、メンテナンスが簡単な滑らかできれいな表面が作成されます。一般的なグレージング方法には、浸漬およびスプレーが含まれます。

浸漬: 乾燥した素地を、調製した釉薬スラリーに浸漬します。本体の厚さに基づいて浸漬時間 (通常 30 ～ 60 秒) を制御し、均一な釉薬層 (厚さ約 0.3 ～ 0.5 mm) を確保します。浸漬後、本体を取り外し、釉薬層が厚くなりすぎたり垂れたりしないように、余分なスラリーを排出します。
スプレー: 複数のシェッドを備えた複雑な形状（ディスク-タイプの吊り下げ碍子など）に適しています。スプレー機を使用して、釉薬スラリーを 0.3 ～ 0.5 MPa の圧力で表面に均一に塗布し、小屋の内面と外面の両方を均一に覆うようにします。しっかりと密着させるため、スプレー後は10～20分ほど本体を休ませてください。
釉薬仕上げ：釉薬掛け後にムラやタレ、ピンホールなどが発生した場合は手作業での仕上げが必要です。余分な釉薬を取り除き、ピンホールを埋めて、滑らかで欠陥のない表面を確保します。-釉薬層から表面の水分を取り除くため、完成後は作品を休ませて再度乾燥させます。 V. 焼結（コア固化段階）
焼結では、釉薬を施した本体を焼結窯に入れ、高温に加熱して本体と釉薬層の両方に物理的および化学的変化を引き起こし、緻密で硬い磁器本体を形成します。これは、セラミックがいしの性能を決定する重要な段階であり、予熱、加熱、定温（浸漬）、冷却の 4 つのフェーズで構成されます。

予熱段階: 成形体を焼結窯に入れ、温度を室温から 600 度まで 4 ～ 6 時間かけて徐々に上げます。主な目的は、磁器本体と釉薬層から残留水分を除去し、高温での急速な水分蒸発による磁器本体の亀裂を防ぐことです。
加熱段階: 温度は 15 ～ 20 度 / 時間の制御された速度で 600 度から焼結温度（1280 ～ 1350 度）まで上昇します。これにより、体内の原材料が徐々に結晶化および溶融反応を起こし、緻密な磁器構造が形成されます。完全な反応を確実にするために、この段階ではキルンの雰囲気 (主に酸化性) を制御する必要があります。
恒温段階: 磁器本体と釉薬層が完全に融合するように温度を焼結レベルに 6 ～ 8 時間維持し、磁器本体の密度と機械的強度をさらに高めます。温度変動による磁器本体の変形や釉薬の剥がれを防ぐために、この段階での窯温度の安定性 (許容誤差は ±5 度以下) が非常に重要です。
冷却段階: 温度は、10～15 度/時間の制御された速度で焼結レベルから室温まで徐々に下げられます。勾配冷却法は、大きな温度差によって引き起こされる過度の熱応力-が磁器本体に亀裂を入れるのを防ぐために採用されています。-冷却が完了すると、焼結した磁器コンポーネントが取り出されます。これらは、絶縁体のコア磁器体として機能します。

金具組立（最終製品組立）
磁器本体が焼結された後、セメントベースの接着剤を使用して金属金具（鉄のキャップと鋼のピン）で組み立てて、完全なセラミック絶縁体を形成する必要があります。{0}この段階は金具処理、組立て、硬化の3つの工程から構成されます。

金具処理：鉄キャップ、鉄ピンはサビ取り、亜鉛メッキ処理を行っております。錆を除去した後は、表面に酸化スケールや錆があってはなりません。耐食性を高め、その後の使用中の錆を防ぐには、亜鉛めっき層の厚さは 80 μm 以上である必要があります。そうしないと、絶縁体の機械的性能が損なわれる可能性があります。セメンティング：金具の加工（磁器本体の上部に鉄のキャップをはめ込み、下部に鋼のピンを差し込みます）し、調製したセメント結合剤（セメント、ケイ砂、水を混合したもの）を注入します。接着剤が気泡や空隙がなく、空間を完全に満たしていることを確認します。セメント固定後、磁器本体とフィッティングの同軸配置が規格を満たしていることを確認するために、フィッティングの位置を調整します。
硬化: 接着された碍子を硬化窯に移します。温度 20 ～ 25 度、湿度 80% 以上の環境で 72 時間硬化させて、セメント接着剤を完全に硬化させ、継手と磁器本体の間の確実な接着を確保します。硬化が完了したら、表面から余分な接着剤を除去し、外観を整えます。

 

完成品検査（適合性の確認）
検査は製品の品​​質を保証するための最終ステップです。絶縁体の外観、寸法、絶縁性能、機械的特性の包括的なテストが必要です。 -準拠していない製品は再加工するか廃棄する必要があります。主な検査項目は次のとおりです。

外観検査: 磁器本体の表面に亀裂、釉薬の欠陥、ピンホール、気泡がないかを目視検査し、釉薬層が滑らかで均一であることを確認します。金具にサビや亜鉛メッキの剥がれがないか、セメント接合部に緩みや亀裂、セメント漏れがないか点検してください。
寸法検査: ノギスや巻尺などのツールを使用して、絶縁体の全長、磁器ディスクの直径、シェッドの数、取り付け寸法をチェックし、設計基準への準拠を確認し、偏差を許容範囲内に保ちます。
絶縁性能検査：絶縁抵抗計、耐電圧計を用いて絶縁抵抗（10¹⁰Ω以上）と絶縁破壊電圧を測定し、定格電圧で漏電や絶縁破壊が無いことを確認します。
機械的性能検査: 引張試験機と圧縮試験機を使用して引張強度、圧縮強度、曲げ強度を測定し、絶縁体が{0}導体の重量や風力などの外部荷重-に割れたり壊れたりすることなく耐えられることを確認します。

検査に合格した製品は洗浄され、マーク (モデル、仕様、製造バッチ、日付を示す) が付けられ、梱包され、すぐに使用できる状態で保管されます。