Sintrauksesta tarkkuushiontaan: tehokkaan{0}}keraamisen pumpun ytimen luominen
Minkä tahansa pumpun sydän on sen sisään piilotettu patruuna. Käyttäjille, jotka arvostavat kestävyyttä ja hiljaista toimintaa, keraamiset pumppupatruunat ovat tulossa suosittu valinta huippuluokan riippumattomilla sivustoilla. Toisin kuin metallikasetteja, tehokkaita{3}}keraamisia patruunoita ei työstetä leikkaustyökaluilla. Niiden muotoilu, sintraus ja viimeistely noudattavat täysin erilaista valmistuspolkua.
Se alkaa erittäin{0}}hienosta alumiinioksidi- tai zirkoniumoksidijauheesta. Mikroskoopilla hiukkaset paljastavat melko epäsäännöllisen rakenteen sarjana polyhedroneja, joiden koko on yleensä muutama mikrometri. Kuivaan jauheeseen sekoitetaan jonkin verran nestettä ja se voidaan muuttaa pehmeäksi kappaleeksi muodostumista varten, jos siihen lisätään sopiva määrä orgaanista sideainetta ja deionisoitua vettä, ja materiaaleja sekoitetaan kuulamyllyssä tuntikausia. Tämän prosessin tavoitteena ei ole vain sekoittaminen, vaan myös ohuen, yhtenäisen kerroksen laittaminen jokaisen hiukkasen pinnan päälle. Märkä liete syötetään edelleen suihkukuivaimeen, jossa kuuma ilma poistaa kosteuden nopeasti ja sen seurauksena jäljelle jää hienojakoisia, vapaasti virtaavia pallomaisia rakeita. Näiden rakeiden bulkkitiheys ja se, kuinka hyvin ne pakkautuvat puristuksen aikana, määräävät suoraan raakakappaleen tasaisuuden.
Muotoilu tehdään yleensä kuivapuristuksen tai isostaattisen puristuksen avulla. Kuivapuristuksessa sumutus{1}}kuivatut rakeet ladataan tarkkuussuuttimeen, ja ylempi ja alempi meisti kohdistavat painetta molemmista suunnista ennalta asetettua käyrää pitkin. Vakavin riski tässä vaiheessa on laminointi-mikrohalkeamia, jotka muodostuvat osan sisään, jos painetta vapautuu liian nopeasti. Nämä näkymätön viat aiheuttavat osan epäonnistumisen sintrauksen aikana. Monimutkaisemmissa muodoissa, kuten roottoreissa, isostaattinen puristus toimii paremmin. Rakeet suljetaan joustavaan muotiin ja upotetaan korkeapaineiseen nestekammioon, jossa tasainen paine kaikista suunnista tuottaa vihreän kappaleen, jonka tiheys on tasaisempi.
Tässä vaiheessa muodostunut vihreä kappale on hauras kuin liitu. Sitten se käy läpi kaksi lämpövaihetta: sidosten poisto ja sintraus. Sidosten poistaminen tapahtuu hitaasti alemmissa lämpötiloissa, jolloin orgaaninen sideaine voi hajota ja poistua vähitellen sisältä ulospäin. Lämmitysnopeuden on oltava riittävän hidas, jotta kaasut leviävät ulos aiheuttamatta rakkuloita tai halkeamia. Sidoksen poistamisen jälkeen kappale siirtyy sintrausuuniin, jossa lämpötila nousee yli 1600 astetta. Tällä alueella materiaalin kulkua tapahtuu jauhehiukkasten välillä, raerajat siirtyvät ja huokoset poistetaan tai suljetaan asteittain. Koko vartalo kutistuu tilavuudeltaan 15-20 prosenttia muuttuen tiheäksi, kovaksi keramiikaksi. Tämän kutistumisen tasaisuus on suurin tekninen este tässä. Pienetkin vaihtelut voivat tehdä osan pelastamisen mahdottomaksi myöhemmässä hionnassa.
Sintrattu keraaminen patruuna on erittäin kova, mutta silti kaukana käyttökelpoisesta mittatarkkuuden ja pinnan viimeistelyn suhteen. Se on hiottava tarkasti-timanttityökaluilla. Ulkohalkaisijat, päätypinnat, sisäreiät ja akselin istukkapinnat hiotaan kaikki peräkkäin keskittömillä tai jigihiomakoneilla. Koska keramiikka on kovuudeltaan timantin jälkeen toiseksi suurin, leikkaussyvyys on hyvin matala-usein vain muutama mikroni ajokertaa kohti-ja hiomalaikat tarvitsevat pintakäsittelyä paljon useammin kuin metallia hiottaessa. Tavoitteena ei ole vain saavuttaa mittatoleransseja. Tietty pinnan mikro-tekstuuri on myös kriittinen. Täydellisesti kiillotettu peilipinta ei pysty pidättämään vettä, mikä tekee kuivista aloituksista alttiita rappeutumiseen. Hallittu karheus pitää sisällään pieniä määriä vettä, mikä tarjoaa rajavoiteluvaikutuksen.
Hionnan jälkeen tulee puhdistus ja tarkastus. Ultraäänipuhdistus poistaa hiontajäännökset pinnoilta ja mikrohuokosista, ja jokainen patruuna tarkastetaan sitten -tarkkuusilmamittareilla tai CMM:illä. Sisäporauksen pyöreys, sylinterimäisyys ja akselin juoksu ovat pakollisia tarkistuksia. Näytteistä otetut osat siirretään myös kulumis-testauslaitteisiin sisäänajoa-ja varten käyttämällä nopeutettuja käyttöiän simulaatioita parillisen parin tribologisen yhteensopivuuden varmistamiseksi.
Raakajauheesta valmiiseen patruunaan ei lisätä metalli- tai polymeerimateriaaleja. Kyse on lämpötilakäyrien, paineen jakautumisen ja jauhatusparametrien ohjaamisesta. Tämän materiaalin ja prosessijärjestelmän avulla valmistettu keraaminen pumppupatruuna tarjoaa korkean kovuuden, alhaisen kulumisnopeuden ja vahvan kemikaalinkestävyyden. Akselin ja reiän välinen välys pysyy suunnittelun rajoissa pitkällä aikavälillä. Jopa pumpattaessa lievästi happamia liuoksia tai merivettä, ajokitka akselin tiivisteessä ei kasva merkittävästi ajan myötä. Riippumattomille sivustomyyjille tämän prosessilogiikan ymmärtäminen tekee selväksi, miksi tehokkailla{5}}keraamisilla patruunoilla on niin suuri painoarvo hiljaisten-meluisten ja pitkäikäisten{7}}pumppujen valinnassa.
