TWC直通式载体的挤出成型工艺
简要介绍TWC直通式载体的挤出成型工艺。
TWC直通式载体的挤出成型工艺
TWC直通式载体通过挤出成型工艺制备,涉及配方、挤出、干燥和烧结四大环节。
原料配方
堇青石为主要材质,原料配比:
组分 | 作用 | 比例 |
高岭土 | 提供SiO₂、Al₂O₃ | 40%-50% |
滑石 | 提供MgO | 30%-40% |
氧化铝 | 调节Al₂O₃ | 10%-20% |
粘结剂 | 提高可塑性 | 3%-8% |
造孔剂 | 调节孔隙率 | 5%-10% |
混料与练泥
粉料+水+粘结剂→捏合(15-30分钟)→真空练泥(-0.09MPa,2-4次)→均匀可塑性泥料。练泥脱除气泡,是防止挤出缺陷的关键。
挤出成型
泥料通过模具挤出,形成规整孔道蜂窝坯体:
模具:模芯精度决定孔道尺寸(公差±0.05mm)
挤出速度:0.5-2m/min
孔道规格:400-600cpsi,壁厚2-4mil(0.05-0.10mm)
外形:圆柱体为主,直径76-144mm
干燥
湿坯含水率15%-20%→干燥至1%-2%
方式 | 温度 | 时间 |
微波干燥 | 微波加热 | 5-20分钟 |
热风干燥 | 80-120℃ | 4-12小时 |
工业常用微波+热风组合工艺,先微波快速脱水,再热风缓脱。
烧结
干燥坯体在隧道窑中高温烧结:
升温速率:室温-600℃(1-3℃/min,排粘结剂);600-1200℃(3-5℃/min)
最高温度:1350-1420℃,保温1-3小时
关键指标:堇青石相≥95%,热膨胀系数≤1.5×10⁻⁶/℃
后处理
端面磨削→高压吹扫→检测孔密度、壁厚、抗压强度、热膨胀系数
总结
TWC载体挤出成型可概括为:堇青石配方→混料练泥→模具挤出→微波/热风干燥→1350-1420℃烧结→后处理。 模具精度决定孔道尺寸,烧结决定堇青石相含量和低热膨胀系数。该工艺成熟、可连续化生产,是TWC载体的主流制造路线。