陶瓷成型技术(PPT145).ppt

江西陶瓷工艺美术职业技术学院 陶瓷成型技术 陶瓷成型知识 一 成型的概念成型是将制备好的坯料 用各种不同的方法制成具有一定形状和尺寸的坯体 生坯 的过程 二 陶瓷成型的分类从工艺上讲 根据坯料的性能和含水量的不同 陶瓷的成型方法可分为三类 注浆成型 可塑成型 压制成型 成型方法分类 1 注浆成型 常见的有普通注浆 高压注浆 适用范围广 常用于制作空心坯体 异型坯体 2 可塑成型 常见的有滚压 旋压 挤压 辊压 塑压 拉坯 印模 轧模 雕塑 成型方法多 多用于制作回旋体 扁平状坯体 也可用于制作大型或异型产品 3 压制成型 常见的有干压成型 等静压成型 日用陶瓷常用于制作盘 碟类产品 建筑陶瓷常用于制作平板状陶瓷砖 4 热压注成型 一般用于特种陶瓷的成型工艺 三 成型需满足的要求 由于不同的成形方法对坯料的工艺性能要求不同 成形应满足烧成所要求的生坯干燥强度 坯体致密度 生坯入窑水分 器形规整等性能 因此成形工序应满足下列要求 1 坯体应符合产品所要求的生坯形状和尺寸 应考虑收缩 2 坯体应具有相当的机械强度 以便于后续工序的操作 3 坯体结构均匀 具有一定的致密度 4 成型过程适合于多 快 好 省的组织生产 四 成形方法的选择依据选择陶瓷成型方法最基本的依据是 产品的器型 产量和品质要求 坯料的性能及经济效益 通常具体要求考虑以下几个方面 1 产品的形状 大小 厚薄等 2 产品的工艺性能 3 产品质量及品质要求 4 成形设备容易操作 操作强度小 操作条件好 并便于与前工序联动或自动化 5 技术指标高 经济效益好 劳动强度低 项目1 注浆成型技术 一 注浆成型传统的定义 在石膏模的毛细管力作用下 含有一定水分的粘土泥浆脱水硬化 成型的过程 目前 将所有基于坯料具有一定液态流动性的成型方法统归为注浆成型 工艺特点 1 适于成型各种产品 形状复杂 不规则 薄 体积较大而且尺寸要求不严的器物 如花瓶 汤碗 椭圆形盘 茶壶等 2 坯体结构均匀 但含水量大且不均匀 干燥与烧成收缩大 二 注浆成型的工艺过程将制备好的坯料泥浆注入多孔性模型内 由于多孔性模型的吸水性 泥浆在贴近模壁的一侧被模子吸水而形成一均匀的泥层 并随时间的延长而加厚 当达到所需厚度时 将多余的泥浆倾出 最后该泥层继续脱水收缩而与模型脱离 从模型取出后即为毛坯 三 普通注浆成型方法1 空心注浆法 单面注浆 draincasting 2 实心注浆 双面注浆 solidcasting 四 强化注浆方法1 离心注浆法使模型在旋转情况下进浆 料浆在离心力的作用下紧靠模壁形成致密的坯体 气泡较轻 易集中在中间最后破裂排出 故可提高吸浆速度与制品质量 要求 泥浆中的颗粒分布范围窄 否则大颗粒集中在靠近模型的坯体表面 而小颗粒集中在坯体内面 造成坯体组织不均匀 收缩不一致 2 真空注浆在模型外抽真空 或将加固后的石膏模放在真空室中负压操作 以增大石膏模内外压 提高注浆成型时的推动力 提高吸浆速度 缩短坯体形成时间 提高坯体致密度和强度 同时减少坯体的气孔和针孔 3 压力注浆通过提高泥浆压力来增大注浆过程推动力 加速水分的扩散 不仅可缩短注浆时间 还可减少坯体的干燥收缩和脱模后坯体的水分 注浆压力越高 成型速度越大 生坯强度越高 但是受模型强度的限制 模型的材料 石膏模型 多孔树脂模型 无机填料模型 根据压力的大小可将压力注浆分为 微压注浆 压力2mpa高强度树脂模型 微压注浆成型原理图 真空脱泡压力注浆示意图 高压注浆成型原理图 五 修坯与粘接1 修坯可塑法和注浆法成型的生坯件 表面不太光滑 边口都呈毛边现象 多合模型的注浆坯件会有接缝痕迹 某些产品的进一步加工如挖底 打孔等 都需要进一步加工修平 工厂称此为修坯 这是成型工艺中的一项必要的工序 决定产品的表面质量 外观质量等 通过修坯使坯体成为能适应施釉和入窑焙烧技术要求的精坯 各类产品尽管加工方法不同 但是坯体修整是必要的 不可忽视的 否则就不能保证瓷器半成品质量 在修坯中也要防止坯体产生缺陷 并修整那些能修整的带缺陷的坯体 修坯分为干修和湿修两种方式 湿修 坯体的水分16 19 干修 坯体的水分 2 1 干修适合盘 碟 碗 杯类 在修坯机上操作 含水率一般小于3 使用砂布或铜丝网将表面擦干 干修注意事项 在修坯前 坯体的表面有污物时 务必清除干净 有棕眼时用浆水糊住 坯体有气泡 一般在5mm左右 可以用干坯碎块堵 超过5mm 可用刮刀刮平 使其无明显痕迹 如气泡太大则做废气处理 表面有明显凹凸一定要刮平 2 湿修含水率较高 为16 左右 适合器形复杂 异形或大件产品 主要包括修薄 修平和修光操作 2 粘接将分别成形好的陶瓷部件粘成完整坯件的操作 有湿接和干接操作方式 湿接坯件含水率15 19 坯体在较软的情况下粘接 粘接头不易开裂 粘接泥较易配制 同时粘接成功率较高 干接含水3 以下 操作过程坯体变形小 接头处易开裂 粘接技术要求高 适合接头面积大且附件较重坯件 粘接泥工艺性能及配制方法粘接泥工艺性能 1 黏着性好2 干燥收缩小 干燥强度大 干燥时不开裂3 与坯釉结合良好烧结性能 烧成温度与坯釉相适应4 烧成时应与坯件粘为一体 5 热稳定性好 配制粘接泥的方法 1 坯泥加部分釉料2 坯泥加少量熔剂3 坯泥加可塑性粘土4 坯泥加少量瘠性料 粘接技术要点 1 坯件与附件含水率相近 零件含水率较高 2 3 2 坯件与附件接口匹配 同时对粘接面作一定处理3 粘接泥含水率要适宜 为粘接牢固 可考虑加粘结剂4 粘接技术 七 石膏及石膏模1 石膏的性能caso4 2h2o 2caso4 h2o2caso4 h2o 2caso4 h2o2 熟石膏的制备 1 半水石膏 片状晶体 干燥大气中 常压下160 170 炒制 2 a 半水石膏 柱状晶体 在水蒸气存在的条件下加热加压脱水制得 3 炒制温度适宜的石膏粉 初凝时间在4min以上 终凝时间在6 25min 3 石膏模的制造1 石膏浆的调制塑性成形模 石膏 水 1 0 7 0 8注浆成形 石膏 水 1 0 8 0 9翻制母模 石膏 水 1 0 0 4调制石膏浆时必须搅拌 必须将石膏加入水中 不可将水加入石膏中 可以加入少量添加剂改善浆体流动性 2 模型的设计a 准确设计尺寸b 设计应以脱模容易且利于成形c 复杂模型应考虑分割d 大型复杂模具应合理安排注浆 排浆 出气孔等 便于操作 保证制品质量 e 实心注浆用模型部分 保证均匀一致 符合坯体规格要求 3 注浆成型对石膏模型的要求 1 设计合理 易于脱模 各部位及吸水均匀 能保证坯体收缩一致 2 孔隙率和吸水率适度 比可塑成型模型略大 3 模型的湿度要严格控制 一般应保持5 左右的吸水率 过干会引起坯体开裂 过湿会延长注浆时间 甚至难于成型 4 陶瓷生产对石膏模型的主要性能要求 1 要求模型有合适的气孔率和足够的机械强度 2 保证有良好的吸水性 又要有良好的耐用性能 相同材质的石膏模型 气孔率高则强度下降 生产中注浆成形的石膏模气孔率要求达到40 50 可塑成形的石膏模气孔率则要求30 40 且这些气孔又要求呈毛细孔状态 不同的产品对模型的机械强度要求也不完全相同 一般好的石膏模型其抗压强度达90kg cm2 882pa 以上 抗折强度在80kg cm2 784pa 以上 此外 模型的工作面要光滑 尺寸要正确 规格要统一 4 石膏模型的维护与保养1 注浆前的扣模 擦模操作 要注意模型对口面必须清扫干净 注意保护好模型的棱角 防止磨损 2 湿坯揭模以后 对口缝上的跑边泥必须用软物及时清理干净 3 避免使用过湿模型 4 湿模型在干燥过程中容易变形 撤下来集中干燥的湿模型要讲究放置方法 最好不要分块放置 应当清理好泥边 上紧夹具 合理放置 待湿模至半干时再将夹具上紧一次 这样本来不严密的模型可以吻合得很严密 相反就可能出现较严重的变形 5 在生产中 经常遇到模型使用后期的 粉化 现象 即模型的外侧出现粉化 脱落的现象 产生这种现象的原因 主要是由于模型干燥过程中随着模型内部的水分向模型表面运动 当水份蒸发到空气中 这些盐类的一小部分的碱毛的形式在模型表面析出 而大部分则滞留在模型表层的空隙中 随着时间的延长 这些盐类越积越多就与模型发生了化学反应 造成模型的粉化现象 防止粉化的方法有 适当降低模型的干燥速度 使水分能够从模型四周均匀地蒸发 采取提前合模的办法 夜间让模型整体干燥 因模型湿不宜提前合模的 可在芯子上部盖塑料布 以防止大量的水分从顶点蒸发 待模型的外吃浆面刮去一层 增加透气性 使水分向外吃浆面蒸发 5 延长石膏模型的使用寿命1 石膏模型有一定的使用寿命 一般可塑成型用模型的使用寿命约100 250次 注浆成型用模型只有50 150次 其损坏原因主要有以下三方面 其一是模型本身强度不高 易被碰裂或压裂 其二是模型工作面被坯料中泥粒磨损而报废 其三是注桨用模型由于模型与坯料桨中电解质起休化学反应造成模型的毛细孔中与表面上产生硫酸钠析晶 而降低吸水能力 石膏模的寿命不但取决于合理的使用 还与制模的石膏质量和操作工艺过程有关 如石膏粉炒温度过高或过低 石膏粉颗粒粗大 浇注时加水过多 混合不均匀 制备好的石膏粉放在潮湿的地方等情况均会影响模型使用寿命 2 为了延长石膏模的使用寿命 应正确掌握制造模型的工艺操作和合理使用外 还可从提高石膏模的机械强度入手 具体调节方法石膏浆中掺入少量硅酸盐水泥 强度提高 但吸水率有所下降 掺入10 30 碳酸钙的石膏模抗折强度和抗压强度均比单独用石膏粉浇注的模型大 为了延长石膏模的使用寿命 可以在烧注模型时 使用真空处理 用钾矾 蓝矾 硼砂溶液浸润模型 加热固化合成树脂的聚脲树脂加入石膏浆中可以提高强度 还可采用 型熟石膏 它的强度比 一型的高 废石膏采用上法也可获得 一型熟石膏 但其气孔率稍增加而强度降低 八 热压注成型热压注成形 利用蜡类材料热熔冷固的特点 将配料混合后的陶瓷细粉与熔化的蜡料粘合剂加热搅拌成具有流动性与热塑性的蜡浆 在热压注机中用压缩空气将热熔蜡浆注满金属模空腔 蜡浆在模腔内冷凝形成坯体 再行脱模取件 蜡浆制备过程示意图 热压注成形工艺流程图 2 蜡浆粉料可使用废瓷和矿物料 需预烧 配制 粉料细度 在工艺上一般控制万孔筛的筛余不大于5 并要全部通过0 2mm孔径的筛 试验证明 若能进一步减少大颗粒尺寸 使其不超过60um 并尽量减少1 2um细颗粒 则能制成性能良好的蜡浆和产品 此外 粉料的含水量应控制在0 2 以下 含水过多配成的蜡浆粘度大 甚至无法调成均匀的浆料 粉料在与石蜡混合前需在烘箱中烘至60 80度 拌蜡前的陶瓷细粉应充分干燥并加热至60 80 再与熔化的石蜡在和蜡机中混合搅拌 陶瓷细粉过冷易凝结成团块 难以搅拌均匀 石蜡作为增塑剂 具有良好的热流动性 润滑性和冷凝性 其加入量通常为陶瓷粉料用量的12 16 加入表面活性物质 如油酸 硬脂酸 蜂腊等 的目的是使陶瓷细粉与石蜡更好结合 减少石蜡用量 改善蜡浆成形性能与提高腊坯强度 al2o3陶瓷热压注成形应用实例 热压注时的蜡浆可如下配制 以al2o3为100 加油酸0 3 0 7 石蜡16 18 热压注成形时 蜡浆温度一般为65 75 模具温度为15 25 注浆压力为0 3 0 5mpa及压力持续时间通常为0 1 0 2s 热压注成形的腊坯在烧结之前 要先埋入疏松 惰性的吸附剂 一般采用煅烧al2o3粉料 中加热 一般为900 1100 进行排蜡处理 以获得具有一定强度的不含蜡的坯体 若腊坯直接烧结 将会因石蜡的流失 失去粘结而解体 不能保持其形状 应用 批量生产外形复杂 表面质量好 尺寸精度高的中小型制品 且设备较简单 操作方便 模具磨损小 生产效率高 但坯体密度较低 烧结收缩较大 易变形 不宜制造壁薄 大而长的制品 且工序较繁 耗能大 生产周期长 用压缩空气向蜡浆加压的压气式热压注机 是利用恒温密闭的浆桶及压缩空气送蜡浆进入注模 成型前 把熔热压注成型化好的蜡浆放入浆桶中 通电加热使蜡浆达到要求的温度 浆桶外面是维持恒温的油浴桶 桶内插入节点温度计 接上继电器控制温度 成型时 将模具的进浆口对准注机出浆口 脚踏压缩机阀门 压浆装置的顶杆把模具压紧 同时压缩空气进入浆桶 把浆料压入模内 维持短时间后 停止进浆 排出压缩空气 把模具打开 将硬化的坯体取出 用小刀削去注浆口注料 修整后得到合格的生坯 项目2 塑法成型技术 一 塑法成形可塑法成形是利用模具或刀具等工艺装备运动所造成的压力 剪力或挤压力等外力 对具有可塑性的坯料进行加工 迫使坯料在外力作用下发生可塑变形而制作坯体的成形方法 具体有拉坯 滚压 旋压 挤压 塑压 雕塑 印坯等 一 旋压成形又称刀压成形 利用型刀和石膏模进行成形的一种可塑成形方法 粘土质坯料 要求塑性好 成形水分均匀 一般为21 26 形状规范 坯体致密度及光滑性不如滚压法 坯体易变形 1 旋压成形过程及特点将定量坯料投入石膏模中 使石膏模置于模座中 使之旋转 然后将型刀慢慢置于坯料之上 由于型刀和模型之间的相对运动 使泥料在型刀的压挤和刮削作用下沿着模型的工作面均匀延展成坯件 多余的泥料粘附于型刀的排泥板上 用手清除 型刀的工作弧线与模型工作面决定坯件的内外表面 型刀口与模型工作面之间的距离决定了坯件的厚度 2 旋压成形的工艺要求 1 坯泥水分均匀且含水率较高 2 型刀具有一定角度 钝 15 45 3 模型要求 工作表面无空洞 无外来杂质 含水为4 14 并定期更换 4 对主轴转速的要求 深腔 直径小 阴模成形主轴转速较高 旋压成形优点 设备简单 适应性强 可以旋制深凹制品 缺点 劳动强度大 生产效率低 坯泥加工余量大 占地面积大 且要求具有一定操作技术 3 旋压成形缺陷 1 夹层缺陷坯体内有空隙 泥料有分层现象 2 外表开裂坯体形状复杂 厚度急剧改变处 二 滚压成形1 特点 1 成形时 滚头和模型分别绕自己的轴线以一定速度同方向旋转 泥料在滚头 滚 和 压 的作用下延展成坯体 2 滚压过程压力由小至大 比较缓和 均匀 成形后坯体质量好 3 滚头和模具的相对运动可以使坯体表面光滑 4 生产效率高 易于组织机械化和自动化生产 滚压成形 使用石膏模具或其他多空模具 滚头 生产圆形制品如盘 碗 杯 碟等 使用粘土质坯料 阳模成形水分20 23 阴模成形含水21 25 品质 坯体致密 表面光滑 不易变形 工艺特点 产量大 坯体品质好 适合自动化生产 需要大量模具 滚压成形方式阴模成形 滚头形成坯体内表面 模具决定外表面 主轴转速较快 含水率较高 脱模容易 较易变形 适合生产口径较小而深凹制品 阳模成形 滚头形成坯体外表面 模具决定内表面 要求石膏模转速较慢 坯料含水较少 带模干燥脱模困难但变形少 适合生产扁平 宽口器皿和坯体内表面有花纹的产品 为防止滚头粘泥 可采取如下措施 1 调整坯料 2 采用热滚头 3 合理选择滚头材料 2 滚压成形的工艺性能要求 1 对泥料的要求泥料屈服值高 延伸变形量大 含水率低 阳模成形 冷滚压 大件产品成形 大件产品含水少 阴模成形 热滚压 小件产品成形主轴转速快含水高 2 对滚头的要求a 滚头的选用滚头可以符合产品所要求的尺寸 不易产生缺陷 滚压有利于泥料的延展和排除 使用寿命长 制造 维修 调整 拆装方便 价格便宜 b 滚头的设计滚头倾角过大 则易引起粘滚头 坯体底部不平 坯体致密度不高 滚头倾角小 易引起排泥间隙小 造成排泥困难 甚至空气也难以排除 一般产品直径大 倾角大 产品直径小 倾角小 c 滚头的平移 滚头设计时须滚头中心线平移1 3mm 3 转速和转速比国内瓷厂主轴转速300 800r min 主轴转速比 阴模成形 1 0 3 0 7 阳模成形 1 0 65 0 9 合适的具体转速比须根据实际情况来确定 4 滚压过程a 布泥阶段 6 7mm sb 定压阶段 2 3mm sc 抬滚阶段 缓慢 5 对石膏模型的要求为延长石膏模具的使用寿命 一般采用下列措施 a 增强措施b 石膏模局部厚度加强c 模具中心降低d 模具与模座配合度 3 滚压成形常见缺陷 1 粘滚头1 泥料可塑性太强 水分含量高 2 滚头转速过快 滚头过于光滑 下压速度过快 3 滚头倾角过大 2 坯体开裂1 坯料可塑性差 2 水分少 不均匀 3 热滚压滚头过热 3 鱼尾1 主要因型刀和排泥器装置不当 余泥未排尽就起刀 2 型刀刀口磨损后角度增大 3 石膏模与模座吻合不好 4 主轴或刀架松动 凸轮磨损导致起刀时振动 4 底部上凹1 泥料水分过低 2 滚头造型设计不当 角度不合适或顶部磨损 3 滚头中心过坯体中心过多 5 花底1 石膏模过干 过热 2 泥料的水分过低 投泥过早 3 转速过快 滚头中心温度过高 4 滚头下压过猛 带有油污 三 塑压成型将可塑泥料放在模型中在常温下压制成型的方法 模型 蒸压型的 半水石膏 内部盘绕多孔性纤维管 用以通压缩空气或抽真空 成型时施以一定的压力 坯体的致密度较旋坯法 滚压法都高 因此 需要提高模型强度 采用多孔性树脂模 多孔金属模 项目3 压制成型技术 一 压制成型将含水率为 4 7 的粉状泥料在较高压力下在模型内压制成形 根据加压方式 具体方式有单面加压 双面加压 双面同时加压 双面先后加压 压制成型是生产陶瓷墙地砖的主要成型方法 由于墙地砖器型简单 规整 故一般采用干压成型方法 二 成形原理压制成型是在较大压力下 将粉状坯料在钢模中压制而成的 压制成型过程中 随着压力增加 粉料颗粒产生移动和变形逐渐靠拢 粉料中所含气体被挤压排出 模腔中松散的粉料形成了较致密的坯体 加压开始时 颗粒滑移重新排列 将空气排出 坯体的密度急剧增加 压力继续增加时 颗粒接触点发生局部变形和破裂 砖坯密度比前一阶段增加缓慢 当压力超过某一数值 粉料的极限变形应力 后 再次引起颗粒滑移和重排 砖坯密度又迅速加大 三 压制成型的过程1 填料 喂料 将颗粒状粉料均匀地加入模型内 一般地讲模腔的填料深度是制品厚度的 2 2 5 倍 为了保证填料均匀 模套或下冲模稍许振动 2 预压以最大成型压力的 1 3 1 6 倍进行预压 要点是速度快 压力小 以便能排除空气 在压制过程中 粉料中的空气被压缩 压力可达 3 4 kgf cm2 3 排气预压时造成坯料中的空气被压缩 若不排除则导致坯体形成缺陷 此时 上冲模抬起 1 2 mm 短时间释压 让受压的空气膨胀排除 4 终压加压到最高压力 并在最高成型压力到达后保压一段时间 借以将坯体压实 5 出模 顶出 将成型坯体从模型内顶出 推坯 将坯体推出模框的同时完成喂料 上冲模缓慢抬起 下冲模向上升起 加料器前进 推走压好的坯体 然后进入下一个循环 整个循环时间为 3 4 秒 自动压机的成型速度较快 目前的发展趋势是加快压制速度 四 压制成型过程中粉料的变化在压制成型过程中随着压力的增加 松散的粉料中气体被排除 颗粒被压紧 靠近 密度和强度不断地增大 具体可分为密度增加 强度增加两部分 1 密度的变化相对体积密度分为四个阶段 1 球形粉团压紧球形粉团在压力作用下 产生相对滑动和位移 位置重新排列 孔隙减少 坯体密度增加迅速 2 球形粉团发生塑性变形或被压碎球形粉团塑性变形 或者破碎成型压力成真颗粒 拱桥破坏 空隙度进一步下降 坯体密度增大 3 粉团之间的空隙被填满 这时 坯体中宏观的大量空隙已不存在 颗粒间的接触由简单的点 线或小块面的接触发展为较复杂的点 线 面接触 在压力使颗粒变形和断裂前 不会再出现大量孔隙被填充和颗粒重新排列 因而 坯体密度变化很小 4 真颗粒破碎以及 或 塑性变形由于压力继续增加足以使真颗粒发生塑性变形或破碎 颗粒的棱角压平 微细孔隙继续填充 所以 坯体密度进一步提高 提高半干压成型坯体密度实质就是要减少坯体中的孔隙的密度 其途径有 提高粉料装填时的填充率 加大容重 降低粉料的孔隙率 提高成型压力 延长加压时间 降低颗粒间的摩擦力 颗粒与模壁之间的摩擦力 降低压缩比 2 强度变化在整个压制过程中 坯体的强度与体积密度一样 也是不断增加的 坯体抗折强度 分三个阶段 第一阶段 强度不大但增速很快 这是由于此时成型压力较低 粉料颗粒位移 填充空隙 坯体中的空隙由大空隙转为小空隙 颗粒间的接触面小而且接触不紧 第二阶段 强度增大速度迅速 这是由于团聚的假颗粒变形破碎 在成型压力的作用下 颗粒间由简单的点 线 面接触发展为复杂的点 线 面接触 颗粒间接触面积大大增加 强度呈直线提高 第三阶段 强度继续增加 但增速变小 此阶段成型压力继续增大 真颗粒变形 破碎 棱角压平 颗粒间的范德华力作用增强 使强度进一步得到增强 坯体相对密度 坯体强度与成形压力的关系曲线图 坯体相对密度与成形压力的关系 坯体强度与成形压力的关系 3 坯体内压力分布状态在压制过程中 由于内摩擦力和外摩擦力的存在 阻碍了压力的传递 受压面离开加压面愈远 则受到的压力愈小 靠近模壁的压力损失高于模芯处的压力损失 制品愈是细长 则受压愈是不均 为了消除或减少压力分布不均匀造成的缺陷 常采用下面措施 降低内 外磨擦阻力 制品的厚度要尽可能地小 采用双向加压或多次双向加压的压制方法 陶瓷砖制品大多数是薄片状制品 h d值很小 一般小于0 05 可以采用单面加压的方法压制 目前进口的大吨位全自动压砖机可以自动进行双向加压 从图可以明显地看出 当h d 1时 压力损失特别大 分布不均匀 当h d 1时 压力损失较小 压力分布状态较好 h 制品的厚度 或高度 d 制品的等效直径由于压力分布不均匀 导致坯体各部分密度不一致 烧成时收缩不一致 易于引起制品变形和开裂 五 压制成型的特点1 压制成型特点1 采用钢性模型压制 2 应有足够大的成型压力 3 成型压力在坯体内的传递呈递减方式 4 升压速度和保压时间直接影响坯体质量 2 压制成型对粉料的要求1 粉料的各成分分布均匀 体积密度大 气孔率小 可降低成型的压缩比 2 流动性要好 颗粒间内摩擦力要小 能顺利填满模型的各个角落 粉料的流动性可用自然安息角 偏角 来表示 一般粉料的自然安息角 为20 40 如粉料呈球形 表面光滑 易于向四周流动 角就小 如下图所示 粉料自然堆积的外形图 3 具有一定的颗粒大小及级配 颗粒的细度和级配直接影响成型后坯体的致密度 收缩及强度 4 颗粒易于破碎 这样可获得致密的坯体 5 水分分布要均匀 局部过干或过湿时会导致砖坯开裂和变形 六 影响压制成型质量因素影响压制成形质量的因素主要有粉料的工艺性能 成形压力的大小 加压制度以及模具的质量 一 粉料工艺性能1 粒度和粒度分布1 干压粉料的粒度包括坯料的颗粒细度和造粒后的团粒 假颗粒 大小 这些都直接影响坯体的致密度 收缩和强度 2 粒度分布是要求团粒有适当的颗粒级配 2 粉料含水率粉料含水率的高低直接影响坯体的密度和收缩率 一般要求水分波动范围越小越好 最后控制在1 5 以下 3 粉料的流动性粉料的流动性决定了成形时粉料在模型中的充填速度和充填密度 流动性好的在成形时能较快填充模型的各个角落 粉料的流动性与颗粒之间的内摩擦力及粉粒颗粒的形状 大小 表面状态和粒度分布等有关 二 成形压力成形压力是影响压制坯体质量的一个极重要的因素 成形压力不够 坯体致密度低 强度小 收缩率大 从而导致坯体变形 开裂 规格不准等缺陷 1 成型压力对坯体烧成收缩和吸水率的影响提高成型压力 增加了坯体的致密程度 减小了制品的烧成收缩 吸水率下降 但过大的压力对吸水率与收缩的影响变小 因而过大的压力作用不大 反而造成能源的浪费 成型压力对吸水率的影响 成型压力对收缩率的影响 2 成型压力与坯体含水率对坯体干燥程度的影响成型压力提高 坯体的抗折强度增大 在一定的成型压力下 具适宜含水量的粉料压制后的坯体具有最高的机械强度 在保证坯体相同抗折强度的前提下 提高成型压力 则可以使用低含水率的粉料 成型压力 坯体强度与粉料含水率关系图 3 成型压力与坯体烧成温度的关系提高成型压力 坯体的体积密度提高 空隙率下降 颗粒间的接触面增加 可以降低烧成温度 可知有利烧结的 4 成型压力的确定可以根据本厂的实际 对吸水率与压力进行相关分析 在固定其他条件的前提下 确定成型的压力 三 加压方式压制成形有三种加压方式 即单面加压 双面同时加压 双面先后加压 1 单面加压 由一个方向对粉料进行施压 由于作用力在传递过程中要克服粉粒间及粉粒与模壁之间的摩擦阻力 会导致压强分布不匀 坯体较厚时反应更明显 将形成低压区和死角 严重影响坯体的致密度和均一性 不适于厚件制品 上加压 下加压 2 双面加压 双面同时加压虽能消除下部死角并改善压强分布 但粉料中的空气易被挤压至中部 使生坯中部密度减小 效果也并不好 3 双面先后加压 采用双面先后加压不仅有效增加生坯致密度且较为均匀 是压制厚件坯体的好方法 粉料中空气能否顺利排出与加压速度有直接关系 生产中采用先轻后重 多次 2 3次 加压的操作方法 双面加压 四 加压速度和时间t0时区 加料阶段 要尽可能缩短该时区所用时间 t1时区 预压阶段 此时 坯体疏松 排气通道较多 加压速度可快一些 但不能施以高压 否则在坯体表面形成一致密层 既影响压力传递 又影响气排出 t2时区 排气阶段 上冲模作短暂的快速提起 释放压力 使受压的空气释放出去 t3和t4时区 为终压阶段 用高压使颗粒紧密靠拢 速度不宜太快 同时要有一定的保压时间 使坯料颗粒产生塑性变形 减轻坯体反膨胀 t5时区 出模阶段 此时减压不宜过急 以防坯体中残留的空气急速膨胀 造成开裂的缺陷 加压速度与时间关系图 五 成形模具目前陶瓷砖生产常用的模具形式主要有三种 即塞模 盖模 混合模 前两种模具用于单面加压 第三种模具用于双向加压 塞模的上 下冲模均作上下往复运动 且考虑出模 模具的上口比下口要大一些 但压制时坯体是从上向下运行的 即排气通道越压越小 因此不易排气 会导致开裂 盖模是上冲模盖在模套上 压制时与模套一起向下运行 下冲模向上运行 排气效果优于塞模 盖模与插模相比 插模的制成品质量好 但模具的寿命短 而盖模则刚好相反 由于插模精度高 易排气 目前国内大多数墙地砖生产厂家都采用插模 插模 盖模 七模具的安装模具的安装应具备下列几个要求 1 冲模与模套必须保持水平 不得歪斜 2 冲模与周边的模壁之间保持相同的间隙 不得出现偏芯的安装 3 模具安装必须牢固 不得出现窜动或晃动 八压制成型设备操作与维护一使用与操作二维护保养 九压制成形常见缺陷 一 均匀性不一致1 粉料的流动性差对于自动压砖机而言 粉料流动性f为32 5 35 休止角 30 粉料的颗粒形状呈圆形 手动压砖机粉料流动性可略差些 2 粉料的含水率不均匀粉料应陈腐 1 3 天再使用 全自动液压压砖机要求粉料水分 4 5 6 手动摩擦压砖机水分为 6 7 3 粉料的颗粒级配不当超细粉料过多 易产生分层 4 可压性不够可压性以可压指数ps表示 ps s ns 干坯抗折强度 mpa n 湿坯抗折强度 mpa 工艺要求ps为2 4之间 否则会产生分层及密实度不够的现象 5 厚坯 现象主要是在成型时 即闭模时可移动压头产生的空气流拖卷一些细粉使边角增厚 因此有必要增加粉料的水分或降低闭模速度 6 粘模原因是粉料含水量过大 模具加热温度不够 模具光洁度不够 擦模次数太少 二 方正度缺陷1 布料不均匀 布料不匀 压制后各部密度不等 烧后收缩不等 引起 弯边 或 楔形 产品大小 2 模具安装不平行 底模与冲头不平行 坯体受力不均匀 厚薄不一致 三 压后膨胀1 层裂压制时排气不良 在压力作用下气体沿加压方向垂直的平面分布 当压力撤除后气体膨胀形成层状裂纹 产生原因是粉料含水率太高 排气不良 粉料含水率太低 湿坯强度低 粉料级配不当 压力过大 残留全体过分压缩 而压后膨胀过大 2 裂纹 3 麻面 4 掉边 掉角 四 尺寸偏差加料偏少或偏多 加料不均 引起四角厚薄不一 五 坯角开裂边角填料太松 强度低引起开裂 六 硬裂坯料水分不均匀 陈腐时间短 局部粉料有硬块造成坯体各处密度不一 七 掉边 掉角操作不当 模具使用寿命过长 缝隙大而使砖坯角部疏松 粗糙 十 等静压成型 一 等静压成型原理等静压成形原理 加在密闭液体上的压强 能够大小不变地被液体向各个方向传递 利用液体或气体介质均匀传递压力的性能 把陶瓷粒状粉料置于有弹性的软模中 使其受到液体或气体介质传递的均衡压力而被压实成形的一种新型压制成形方法 二 等静压成型过程 三 等静压成形坯体特点 坯体密度高且均匀 烧结收缩小 不易变形 制品强度高 质量好 适于形状复杂 较大且细长制品的制造 但等静压成形设备成本高 四 等静压成型分类根据成型温度 常温等静压 或冷等静压 cip 高温等静压 或热等静压 hip 烧结根据所用的模具 湿袋等静压法 干袋等静压法 1 湿袋等静压法2 干袋等静压法 五 等静压工艺控制 1 粉料与干压成形粉料要求基本相同 但规格上更为严格 粉料为流动的无尘颗粒 并具有一定的结构粒度和均匀适宜的水分 结构粒度应为0 2 0 4mm 含水率在1 3 2 成形压力等静压成形压力坯体强度随压力的增大而增加 但达一定值后没有帮助 一般日用瓷成形压力 20mpa 3 添加剂可以加入粘结剂增加颗粒的结合力 从而提高生坯强度 六 模具及弹性软模 项目4 其它成型技术 一 热浆注浆在模型两端设置电极 料浆注满后 马上接交流电 利用料浆中少量电解质的导电性加热 升温至50 左右 可加快吸浆速度 当泥浆温度为15 55 粘度会降低50 60 坯体成型速度提高32 42 二 电泳成型根据料浆中粘土粒子 带有负电荷 在电流作用下能向阳极移动 把坯料带往阳极而沉积在金属模的表面而成型的 模型用铝 镍 镀钴的铁等 影响因素 主要为电压 电流 成型时间 泥浆浓度及电解质含量等 圆筒式电泳成型机 三 流延法成型是超薄型瓷片的成型方法 可成型厚度 0 05mm的薄膜 浆料由粉料 一般 3 m 塑化剂和溶剂组成 将浆料充分混合 搅拌除泡 真空脱气 过滤 最后利用流延机进行成型 影响因素 1 塑化剂用量和浓度 2 排出气泡 3 干燥条件 四 注塑成型 注射成型 瘠性物料与有机添加剂混合加压挤制的成型方法 1 坯料的制备坯料由陶瓷瘠性粉料与结合剂 热塑性树脂 润滑剂 增塑剂等有机添加剂构成 制备过程 配料 加热混合 固化 粉碎造粒 有机物含量直接影响坯料的成型性能剂烧结收缩性能 2 成型过程 3 脱脂除去有机添加剂的工序4 注射成型与热压注成型的比较 相同点 1 瘠性料与有机添加剂混合 成型 脱脂 排腊 三个主要工序 2 在一定温度 压力下成型 不同点 1 热压注在烧结前需制成可以流动的腊浆 注射成型是制备出粉状干粉料 注入模具后加热至塑性状态 填充模具 2 热压注压力0 3 0 5mpa 注射成型压力130mpa 五 轧膜成型是薄片瓷坯的成型工艺 主要用在电子陶瓷工业中直至瓷片电容 独石电容及电路基板等瓷坯 适于1mm以下 常见为0 15mm 1 坯料的制备瘠性粉料 预烧 过筛 塑化剂 由粘合剂 pva 聚羧酸乙烯酯 甲基纤维素 增塑剂 甘油 己酸三甘醇 临苯二甲酸二丁酯 和溶剂 水 甲苯 乙醇 配置而成 将瘠性粉料和塑化剂搅拌均匀 利用轧膜机混炼使之充分混合 吹风 使溶剂挥发 粗轧 2 轧膜成型工艺炼泥与成型同时进行 粗轧后的厚膜仍要多次反复轧炼以保证泥料高度均匀并排出气泡 在轧膜过程中逐步缩小轧辊间距 至所需厚度 最后进行冲切 轧膜过程中只在长度 厚度方向受碾压 宽度方向缺乏足够的压力 故具有颗粒定向排列 导致烧成收缩不一致 从而使产品的致密度 机械强度具有方向性 解决办法 轧膜时不断将膜片作90 倒向 折叠 项目5 施釉技术 施釉技术一 施釉工艺对釉浆的技术要求1 釉浆的细度釉浆细度直接影响釉浆的稠化性 悬浮性 附着性 釉层收缩 熔融特性及釉面质量 2 釉浆的相对密度釉浆的相对密度决定着施釉时间和釉层厚度 3 釉浆流动性与悬浮性釉浆的流动性和悬浮性是施釉工艺技术中的重要指标 二 陶瓷施釉方法1 喷釉1 原理利用压缩空气产生的高速气流将釉浆吹成滴状 形成釉雾 当坯体经过时 釉滴均匀的粘附在坯体表面 形成釉层 2 喷釉的特点釉层的厚度比较均匀 易控制 与其他的施釉方法比较 容易实现机械化和自动化 可以掩盖坯体表面的小缺陷 釉面与坯体结合牢固 可以使用数量较少的釉 可以对形状复杂的制品施釉 施釉灵活 适应各种场合的施釉需要 可施高粘度的釉 易产生釉面不光滑 釉滴易四处飞扬 造成空气污染 多余的釉不易回收 形成浪费 3 影响喷釉效果的因素 喷口与坯体的距离 喷口与坯体的间距加大 则雾滴降落面积加大 但单位时间内坯体获得的釉浆较少 釉层较薄 喷釉压力 压力提高 可使釉层厚度增加 釉浆密度 釉浆密度增加 釉层增厚 传送带速度 坯体的传送速度慢 釉层厚度增加 喷口的位置 喷口位置必须对准坯体中心 否则易产生施釉厚薄不均匀的现象 各种喷釉设备 多色喷釉机 喷釉柜 云彩式喷釉机 喷釉壶 多角度 多喷枪组合喷釉机 喷釉台 2 淋釉1 机理通过溢流或下落的方法使釉浆形成薄膜 让坯体从釉膜下通过 在坯体表面粘附一层釉 在陶瓷墙地砖生产中常采用鸭嘴式或钟罩式淋釉方法 2 淋釉方法 鸭嘴式淋釉方法 鸭嘴式淋釉器为一扁平状漏斗 经漏斗中流出的釉浆将形成连续线型釉幕 漏斗出口与砖坯间距应调整为 30 50 mm为宜 然后施于坯体上 采用鸭嘴式淋釉法施釉时 在釉面上易产生有规律和无规律的沟纹缺陷 有规律沟纹缺陷的主要原因是淋釉装置被阻塞或变形或喷头内部与外部的釉料过量而改变了釉流出的均匀程度 无规律或不均匀沟纹缺陷的原因是釉浆过稀 釉料排气不够所引起的 钟罩式淋釉方法 釉浆是由釉碗与钟罩之间的长方形扁口流出 在钟罩表面形成一张或两张连续稳定的弧形釉幕 当坯体以一定的速度经过釉幕时 釉幕将均匀地平铺在坯体表面上 从而进行了一次或两次施釉 多余的釉浆由底部的盛釉池收集后回收使用 钟罩式淋釉法适宜采用高密度的釉浆当釉浆密度过低 砖坯输送过慢 钟罩振动时产生的沟纹或波纹方向与砖坯输送方向垂直当釉流速度大于送砖速度时 釉幕在砖坯表面出现堆积 反之 出现拉扯 鸭嘴式淋釉 钟罩式淋釉 3 淋釉工艺特点淋釉法得到的釉面平整光滑 烧后几乎没有波纹但易产生缩釉 施釉浪费少 没有空气污染 工作环境比较好 设备操作简单 易维护和清洗 适于平板制品的施釉 4 影响淋釉效果的因素 釉幕的厚度 釉幕太薄 则釉层偏薄 釉幕太厚 则釉层不均匀 一般要求釉幕厚度为1mm左右 釉浆的浓度 釉浆的浓度大 将增加釉幕的厚度 从而影响釉面质量 釉浆的粘度 釉浆的粘度直接影响釉幕的形成情况 釉浆粘度过大 不易形成釉幕 粘度过小 釉幕太薄 釉易流到砖体反面 增加了除去底釉的困难 否则 导致粘辊 送坯速度 送转速度大 釉幕平铺在砖体表面的瞬间被拉扯 导致釉层偏薄 反之 被堆积 釉层偏厚或流釉至砖体背面 导致粘辊 3 甩釉1 甩釉原理釉浆经过釉管压入甩釉盘中 依靠其自身的高速旋转所产生的离心力甩出 飞散成釉滴 坯体在其下通过 从而在坯体表面吸附飞散的釉滴 形成釉层 2 影响甩釉的因素 影响甩釉的因素可以分为旋转速度 甩釉盘的缝隙 釉浆粘度和表面张力 增加旋转速度 减小釉盘缝隙 增加釉浆粘度和表面张力可以减小釉粒尺寸 生产上可以分别改变上面某因素来调整釉的颗粒大小 以满足装饰效果或釉面质量的要求 3 甩釉设备该设备对釉料的密度无特殊要求 该方法施釉使砖坯边缘不带任何釉料 无需进行刮边的清理工作 双尖峰柜 双尖峰甩釉机 单尖峰甩釉机 4 干法施釉1 干法施釉用釉料干法施釉是一种代替传统的以釉浆进行施釉的方法 它采用干粉釉 可获得新的美观而又耐磨的表面 干粉釉可分为以下四种 熔块粉 粒度较小 一般为 40 200 微米 它是细磨熔块而成能形成逼真的仿石效果或其它自然效果 熔块粒 将熔块经球磨机或锤式粉碎机粉碎 再进行多级筛分而制成 粒度在 0 2 2 mm 富含锆和钙的熔块 以获得不同明亮程度的白色颗粒斑晶 锌无光熔块 以获得半透明的斑晶 富硼熔块或硼 钙熔块 使其与其它熔块反应 形成斑晶间的界面效果 透明的无铅熔块 以产生光亮的斑晶 熔块片 是在熔块出炉时用钢辊轧成薄片后水淬 然后再破碎而成 其装饰效果是在砖面上形成岛屿状的大斑晶 用量多时类似水磨石 造粒釉粉 其特点是熔块和生料经过造粒而成 造粒釉粉有可灵活变换釉组成 可获得柔和光滑的釉面 能使用虹彩釉无光釉及结晶釉和粗面釉 不会产生熔块未熔透和熔炉耐火材料落渣缺陷等优点 2 干法施釉方法干法施釉的方法有多种 如流化床施釉 干法静电施釉 撒干釉 干压施釉和热喷施釉等 它能获得传统施釉方法得不到的斑晶状多色装饰效果 也能产生大理石 花岗岩般的仿石效果 撒干釉的工艺大体分为两大类 一类是将干釉粉撒到用传统施釉方法施的湿的底釉层上 然后再根据需要施一层薄的透明釉 另一类是先在坯体上施一层粘接剂 然后再施干粉釉 再根据需要施加透明釉等 另外 还可以配合丝网印刷 以获得不同花纹图案的装饰效果 常用的撒干釉工艺流程 砖坯 施湿釉 撒干釉 吹粉 施湿釉 视需要 入窑 砖坯 施湿釉 印花 印胶花 撒干粉 吹粉 入窑 砖坯 印胶水 或胶花 撒干粉 吹粉 施湿釉 视需要 入窑 撒干釉常用装饰方法有 将乳白熔块粒或熔块片撒在彩色的透明釉上 在有光釉上形成无光的斑晶 或相反在无光的或缎光的釉面上形成有光的斑晶 将硬熔块粒或熔块片分布在光滑的釉面上 形成高硬度 耐磨和防滑的釉面 在撒干釉前进行彩绘 使图案透过较厚的干釉层 形成轮廓朦胧的效果 使熔块粒或片呈现不同的颜色 并以不同的比例 使它们混合 形成各种装饰效果 5 静电施釉利用带电的粉状物料同性相斥 异性相吸的原理 将釉粘附在坯体上形成釉层 6 坯釉一次压制施釉通过二次喂料处的液压压砖机 将混合好的熔块和生釉干粉由计算机控制喂入模腔内 再喂入坯料后一次压制而成 7 施釉线施釉线是根据所要生产的产品品种设置的 就表面装饰效果来分 主要有以下设置 1 平面单色 有各种颜色 釉表面有光 无光或半无光 粗糙防滑面等 2 平面底釉 有或无化妆土 丝网印刷1次或2次 3 平面底釉 色点1次或2次 皮革效果 4 平面底釉 印刷1次或2次 打点 5 平面 印刷 油印 平面 釉料施到砖面时遇油再分离 类似雕刻模效果 6 平面 喷雾 形成所谓 云彩 或 火焰 效果 7 平面 打点 喷雾 如用在前述之 皮革效果 上 8 底釉 固定剂 干粒釉 形成仿石面效果 9 雕刻模 上述各种方法 在上模的工作面雕刻线条或图案 形成雕刻模 三 建筑陶瓷常见施釉缺陷1 甩釉缺陷分析1 甩出的釉不成釉滴 原因是釉料的粘度过小 供给圆盘装置上的釉料量过多 2 垂直于送砖方向的釉面不平整 原因是圆盘间振动和送砖系统不稳定 3 平行与送砖方向的釉面不平整 原因是圆盘高度与砖坯宽度比太小 圆盘组合体内的釉料分配管没有对准中心或局部阻塞 4 施釉不连续 原因是釉料中存有大颗粒