1. Ưu điểm của corundum nâu nung
1. Độ cứng và khả năng chống mài mòn cao
Ưu điểm: Độ cứng của corundum nâu sau khi nung có thể đạt tới Mohs 9.0-9.2, gần bằng kim cương, có khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Thích hợp để chế tạo khuôn mẫu có độ chính xác cao, bánh mài hoặc dụng cụ mài.
Các trường hợp ứng dụng: Thích hợp cho khuôn mẫu và vật liệu mài mòn để xử lý vật liệu cứng (như kim loại, gốm sứ và thủy tinh).
2. Độ ổn định nhiệt tuyệt vời
Ưu điểm: Hệ số giãn nở nhiệt thấp sau khi nung (khoảng 7,0×10⁻⁶/℃), không dễ biến dạng ở nhiệt độ cao, khả năng chịu nhiệt có thể đạt tới hơn 1800℃, thích hợp cho khuôn đúc nhiệt độ cao.
Các trường hợp ứng dụng: khuôn ép nóng, khuôn đúc hoặc khuôn thiêu kết nhiệt độ cao.
3. Tính trơ về mặt hóa học và khả năng chống ăn mòn
Ưu điểm: Hàm lượng Al₂O₃ cao (≥95%), khả năng chống ăn mòn mạnh đối với axit, kiềm và kim loại nóng chảy, thích hợp cho môi trường ăn mòn.
Các trường hợp ứng dụng: khuôn hóa chất, dụng cụ mạ điện hoặc khuôn đúc kim loại nóng chảy.
4. Độ đồng đều của hạt và hiệu suất gia công
Ưu điểm: Sau khi nung, các hạt có hình dạng đều đặn và kích thước hạt đồng đều, dễ kết hợp với chất kết dính (nhựa, gốm, v.v.) để cải thiện bề mặt hoàn thiện của khuôn.
Các trường hợp ứng dụng: khuôn ép phun chính xác, khuôn đúc thủy tinh quang học.
5.
Ưu điểm về mặt kinh tế: Mặc dù giá thành cao nhưng tuổi thọ cao, chi phí bảo trì thấp, tiết kiệm chi phí hơn khi sử dụng lâu dài.
2. Nhược điểm của corundum nâu nung
1. Độ giòn cao
Nhược điểm: Độ cứng cao nhưng độ dẻo dai thấp, khả năng chịu va đập kém, dễ nứt khi va đập mạnh hoặc tập trung ứng suất.
Hạn chế: Không phù hợp với khuôn có tải trọng tác động lớn (như khuôn rèn).
2. Khó gia công
Nhược điểm: Độ cứng cao đòi hỏi phải sử dụng dụng cụ kim cương để cắt, tạo hình và đánh bóng, chi phí gia công cao và hiệu quả thấp.
Hạn chế: Chu trình sản xuất khuôn có hình dạng phức tạp dài và yêu cầu về quy trình cao.
3. Nhược điểm chi phí cao
: Quá trình nung phức tạp, tiêu thụ năng lượng cao, chi phí nguyên liệu thô (bauxit có độ tinh khiết cao) cao.
So sánh: Corundum nâu thông thường (chưa nung) rẻ hơn nhưng hiệu suất kém hơn.
4. Nhạy cảm với tạp chất
Nhược điểm: Nếu quá trình nung không được kiểm soát đúng cách (chẳng hạn như nhiệt độ không đồng đều), tạp chất còn sót lại (Fe₂O₃, SiO₂) có thể ảnh hưởng đến hiệu suất.
Hạn chế: Nguyên liệu thô và quá trình nung phải được kiểm soát chặt chẽ, nếu không có thể xảy ra nứt hoặc giảm độ bền.
5. Độ dẫn điện kém
Nhược điểm: Al₂O₃ là chất cách điện và không thể sử dụng trong các khuôn đặc biệt yêu cầu độ dẫn điện hoặc dẫn nhiệt (như một số khuôn đúc linh kiện điện tử).
Giải pháp thay thế: Trong những trường hợp như vậy, nên sử dụng vật liệu composite gốc kim loại hoặc silicon carbide.
3. So sánh với các vật liệu khác
Ưu điểm của vật liệu Nhược điểm
Corundum trắng Độ tinh khiết cao hơn, độ cứng tốt hơn một chút Độ dẻo dai thấp hơn, chi phí cao hơn
Silic cacbua Độ dẫn nhiệt và khả năng chống sốc nhiệt tốt hơn Giá cao hơn, độ dẫn điện có thể không áp dụng được
Corundum nâu chưa nung Chi phí thấp, dễ gia công Khả năng chống mài mòn kém và chịu nhiệt độ cao
4. Tóm tắt
Các tình huống áp dụng:
Corundum nâu nung thích hợp cho các khuôn mẫu chính xác (như khuôn thủy tinh, khuôn gốm, khuôn đúc chính xác) có yêu cầu cao về độ cứng, khả năng chống mài mòn và khả năng chịu nhiệt độ cao, nhưng cần lựa chọn thận trọng trong các tình huống có tải trọng va đập lớn, độ dẫn điện hoặc chi phí thấp.
Gợi ý lựa chọn:
Ưu tiên: khuôn chịu nhiệt độ cao, chống mài mòn cao và có độ chính xác cao.
Tránh sử dụng: các kịch bản có tác động thường xuyên, hình dạng phức tạp hoặc ngân sách hạn chế.
Xét về ưu điểm, nhược điểm và nhu cầu thực tế, corundum nâu nung vẫn là vật liệu hiệu suất cao không thể thay thế trong các lĩnh vực cụ thể.