東邑精密陶瓷股份有限公司

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應用技術

Q1:混用不同尺寸的介質 , 可否提高研磨的效能?

否! 珠子大小的分佈在珠磨的運作過程中非常重要。
請參考珠磨設備的運作原理。 大小差異大的介質在高速運轉的過程中 , 會產生以下問題:
(1) 由於重量不同 , 大磨珠與小磨珠容易產生分離現象 , 小磨珠容易被推擠到出料口處 , 造成嚴重的局部液壓上升 , 以及因推擠壓力而產生的滾動不順暢之現 象。此現象將造成珠子的不正常損耗 , 更近一步因磨珠的損耗變形 , 導致機台葉片與內壁的不均勻磨耗。
(2) 大磨珠重量大 , 衝撞力強 , 易導致小磨珠的傷害與變形。
(3) 磨珠之間的間隙不同 , 於操作過程中 , 漿料的流動會傾向流往壓力較低 , 剪切力較小的 " 大間隙 " 而 " 逃過 " 被研磨。其結果是研磨漿料的粒徑分佈變寬。
下圖顯示 , 大磨珠與小磨珠的混用 , 造成小磨珠嚴重受損變形( 箭頭指處 ), 不僅影響研磨效率 , 並且對機台造成傷害。

資料來源 : 達邑應材客服部 / 使用機台 : 德國 Netzsch 臥式珠磨機 / 使用介質 : 0.65mm 混合 0.4mm / 研磨漿料 : 無機氧化物

Q2:介質的圓度很重要嗎 ?

是! 無論是立式或臥式的研磨機 介質的圓度都具關鍵性的影響。
如下圖所示,圓度不良的介質在操作過程中會產生"不合群"的滾動, 介質間的間隙 ( 提示 : 間隙間的剪切力是研磨或分散的動力來源) 會忽大忽小. 而漿料會傾向流經大間隙 ( 因壓力較小 ), 而"閃過" 壓力較大的小間隙,造成剪切效果不穩定。
當整體介質中有非常多這種現象產生時,漿料粒徑分佈便會受到影響。( 分佈將被拉寬 );同時,不圓的介質容易被推擠到外側(因其運動速度較慢),沿著側壁運轉的結果便是對機台的磨耗及不正常熱能的產生,造成機台的損耗或是材料的損壞。

資料來源 : 達邑應材客服部 / 使用機台 : 德國 Netzsch 臥式珠磨機 / 使用介質 : 0.65mm 混合 0.4mm / 研磨漿料 : 無機氧化物

Q3:介質表面的光滑度重要嗎 ?

介質的表面狀況透露此介質使用材料的緻密性。 緻密性高, 材料才能有預期的表現, 例如硬度, 韌性, 耐磨性等。一般而言, 在設計良好的機器中以正確的方式操作, 緻密性高的磨珠除了均勻磨耗, 會在尺寸上緩慢縮小之外, 其表面光滑度與圓度並不會因為使用時間而有所改變。(參見下圖1)
而不良的緻密性, 例如材料中孔洞過多, 過大, 雜質太多, 都會影響磨珠的特性, 導致耐磨度不佳, 污染漿料, 碎裂等問題。
對於有色原料的研磨, 緻密性不良的磨珠會由於表面粗糙而導至原料滯留在隙縫中不易清洗乾淨, 影響下一批原料的生產(特別是顏色不相同時)。(參見下圖2, 3)
緻密性不良的磨珠會因結構的鬆散而在研磨過程中產生粗顆粒的磨屑, 由於這些磨屑是經過燒結的陶瓷, 硬度通常很高, 混入漿料中不易被磨細, 但也不容易被檢測出, 對於粒徑分佈要求嚴格的產品(例如紡纖添加物, 奈米材料等), 將造成生產上不易找出原因的不穩定現象。(參見下圖4)。

圖1, 高緻密性磨珠於研磨前與研磨後之比較圖上方為研磨前磨珠外觀。 圖2, 知名品牌矽酸鋯珠研磨上述竹碳之前後比較 圖3, 緻密性不良之鋯珠研磨上述竹碳之前後比較 圖4, 不同緻密性磨珠於珠磨後磨屑大小之比較,由此圖顯示, 緻密性不佳磨珠研磨後其磨屑大小為高緻密性磨珠之100倍
資料來源 : 達邑應材客服部
(客戶使用經驗)
使用設備 : 德國Netzsch臥式珠磨機, 線速度約10m/s 累計操作時間 : 120小時 使用磨珠 : 達邑0.65mm YSZ 研磨介質 研磨漿料 : 竹碳
資料來源 : 達邑應材研發部 使用設備 : 小型球磨機及球磨罐 累計操作時間 : 2小時球磨後以水洗至澄清無色 研磨漿料 : 竹碳, 粒徑約1μm   資料來源 : 達邑應材客服部 (客戶使用經驗) 使用設備 : 臺灣品牌臥式珠磨機, 線速度約10m/s 累計操作時間 : 純水中自磨2小時, 取漿料量測磨屑粒徑 使用磨珠 : 達邑1mm YSZ 研磨介質及某同材質同尺寸研磨介質品牌
Q4:介質的材料密度和所謂的充填密度有何意義 ?

(1)介質的材料密度所代表的意義為材料的緻密性. 緻密性高, 材料的特性才能有較好的發揮. 緻密性低, 意味孔洞多, 或純度不良, 介質耐磨性便不佳, 研磨的污染率就相對提高。 以下幾張電子顯微鏡圖及資料可以說明緻密性與耐磨度的關係 :

緻密性不良?鋯珠剖面圖(某廠牌1mm產品) 緻密性優良釔鋯珠剖面圖 (達邑公司1mm產品) 右圖顯示以上述二種鋯珠進行80小時耐磨測試(以一般球磨機進行純水中自磨)。左瓶為緻密性不良介質之研磨水, 與右瓶(本公司產品)相較, 純水遭污染的程度相當嚴重。
(2) 充填密度的定義為每立方體積的介質重量 除了用來計算研磨機中介質的填充量之外,這項特性還透露幾項重要訊息 :
除了用來計算研磨機中介質的填充量之外,這項特性還透露幾項重要訊息 :
- 介質的材料密度 : 如上所述, 材料密度不良, 耐磨性差, 充填密度相對低。
- 介質的圓度 : 圓度為判斷介質優劣的重參考. 圓度不良的產品, 無法形成緊密堆積 (參考下圖), 造成充填密度不良。
圓度佳, 堆積密
圓度不佳 , 堆積鬆散