陶瓷成型工艺.ppt

第十三章成型原理与成型技术 第十三章成型原理与成型技术 13 1注浆成型 它是利用石膏吸水性的一种成形方法 此法适于生产一些形状复杂且不规则 外观尺寸要求不严格 壁薄及大型厚胎的制品 对注浆成型所用的料浆 必须具备如下性能 流动性 稳定性 即不易沉淀和分层 触变性要小 含水量尽可能少 渗透性要好 脱膜性要好 尽可能不含气泡 注浆成型法 1 空心注浆 2 实心注浆 第十三章成型原理与成型技术 第十三章成型原理与成型技术 第十三章成型原理与成型技术 13 2热压铸成型利用含蜡料浆加热熔化后具有流动性和塑性 冷却后在金属模中凝固成一定形状 第十三章成型原理与成型技术 预热 熟瓷粉 石蜡 表面活性物质 熔化 搅拌 除气 进热压铸机 浇成蜡饼存放 1 蜡浆的制备 熟瓷粉是预先煅烧的瓷料 目的 除使反应充分均匀之外 还可减少石蜡用量 降低烧结收缩和变形 石蜡是作为增塑剂使用 具有很好的热流动性 润滑性和冷凝性 表面活性物质 油酸 硬脂酸 蜂蜡等 使瓷粉与石蜡更好地结合 这些表面活性物质不仅能提高蜡浆的热流动性和冷凝蜡坯的强度 而且可以减少石蜡的用量 防止瓷粉分层 2 蜡浆的性能 1 稳定性好 2 可铸性好 3 收缩率低3 热压铸成型的特点适用于外形复杂 精密度高的中小型制品 其成型设备不复杂 模具磨损小 操作方便 生产效率高 热压铸成型的缺点是 工序较繁 耗能大 工期长 对于壁薄 大而长的制品不宜采用 第十三章成型原理与成型技术 13 3干压成型将陶瓷粉体经过塑化 造粒 制备成流动性好 粒配合适的粉料 装入模具内 通过压机的柱塞施以外加压力 使粉料压制成一定形状的坯体 13 3 1塑化与造粒工艺通过造粒工艺 把陶瓷粉料制成具有良好流动性和一定强度的颗粒 同时具有一定的粘性 以便干压成型 塑化原理 第十三章成型原理与成型技术 3 干压成型对粒料的工艺要求粒度和粒度分布压制大的坯件 粒料可适当粗些 较小的坯件 粒料需稍细 粒度不当 成型的坯件密度低 强度差 粒料过细 坯件易出现起层 层裂 现象 粒料的流动性粒料的自然息角 越小 流动性越好 第十三章成型原理与成型技术 13 3 2干压成型方法 1 单向加压 2 双向加压13 3 3干压成型应注意的问题坯件的密度称为成型密度 成型密度愈均匀愈好 控制因素 1 成型压力的大小 2 加压速度与保压时间 第十三章成型原理与成型技术 13 3 4干压成型的特点由于坯料中含水或其它粘合剂比较少 干压成型的坯体致密度高 尺寸比较精确 烧成收缩小 瓷件的机械强度高 电性能好 主要用于圆形 薄片状的简单形状制品 第十三章成型原理与成型技术 第十三章成型原理与成型技术 13 4等静压成型等静压成型又称静水压成型 它是利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力性的一种成型方法 冷等静压成型热等静压成型 第十三章成型原理与成型技术 13 4 1湿式等静压成型先将配好的坯料装入塑料或橡胶做成的弹性模具内 置于高压容器内 密封后 注入高压液体介质 压力传递至弹性模具对坯料加压 然后释放压力取出模具 并从模具取出成型好的坯件 传压液体可用水 甘油或重油等 弹性模具材料应选用弹性好 抗油性好的橡胶或类似的塑料 第十三章成型原理与成型技术 第十三章成型原理与成型技术 13 4 2干式等静压成型干式等静压成型的模具是半固定式的 坯料的添加与坯件的取出都是在干燥状态下操作 干式等静压成型模具 两头 垂直方向 并不加压 适于压制长型 薄壁 管状产品 第十三章成型原理与成型技术 13 4 3热等静压成型对坯体加温加压同时进行 陶瓷致密度更高 特点 1 适于压制形状复杂 大件且细长的新型陶瓷制品 2 湿式等静压容器内可同时放入几个模具 压制不同形状的坯体 3 可以任意调节成型压力 4 压制产品质量高 烧成收缩小 坯件致密 不易变形 5 设备成本高 湿式等静压成型不易自动化生产 生产效率不高 第十三章成型原理与成型技术 第十三章成型原理与成型技术 13 5挤压成型将经真空练制的泥料 置于挤制机内 通过挤制机的机嘴 挤压出各种形状的坯体 13 5 1挤压成型泥料的性能要求 1 粉料有足够的细度和圆润的外形 2 溶剂 增塑剂等用量要适当 第十三章成型原理与成型技术 13 5 2挤压成型的特点挤压成型适于连续化批量生产 生产效率高 环境污染小 易于自动操作 但机嘴结构复杂 加工精度要求高 耗泥量多 制品烧成收缩大 挤压成型适于挤制直径1 30mm的管 棒形制品 细管壁厚小至0 2mm 或用以挤制径幅800mm 100 200孔 cm2的蜂窝状 筛格式穿孔瓷筒 第十三章成型原理与成型技术 第十三章成型原理与成型技术 13 6注射成型注射成型是将瓷粉和有机粘结剂混合后 经注射成型机 在130 300 温度下将瓷料注射到金属模腔内 待冷却后 粘结剂固化 便可取出毛坯而成型 P51 图18 1 第十三章成型原理与成型技术 注射成型的特点注射成型法可以成型形状复杂的制品 毛坯尺寸和烧结后实际尺寸的精确度高 尺寸公差在1 以内 而干压成型为 1 2 注浆成型法 5 注射成型工艺的周期为10 90s 工艺简单 成本低 压坯密度均匀 适于复杂零件的自动化大批量生产 但是它脱脂时间较长 金属模具昂贵 设计较困难 第十三章成型原理与成型技术 13 7轧膜成型轧膜成型是将准备好的陶瓷粉料 拌以一定量的有机粘结剂 如聚乙烯醇等 和溶剂 通过粗轧和精轧成膜后再进行冲片成型 轧膜成型的工艺流程如下 第十三章成型原理与成型技术 粗轧是将粉料 粘结剂和溶剂等成分置于两辊轴之间充分混合混练均匀 伴随着吹风 使溶剂逐渐挥发 形成一层厚膜 精轧是逐步调近轧辊间距 多次折叠 90 转向反复轧练 以达到良好的均匀度 致密度 光洁度和厚度 轧好的坯片 在一定湿度的环境中储存 防止干燥脆化 最后在冲片机上冲压成型 轧膜成型用塑化剂轧膜成型用塑化剂由粘合剂 增塑剂和溶剂所组成 P23 表13 4 第十三章成型原理与成型技术 轧膜成型对粉料粒度的要求是越细越圆润 含粘合剂量越多 轧辊的精度要求也越高 轧膜成型的特点轧膜成型具有工艺简单 生产效率高 膜片厚度均匀 生产设备简单 粉尘污染小 能成型厚度很薄的膜片等优点 但用该法成型的产品干燥收缩和烧成收缩较干压制品的大 第十三章成型原理与成型技术 13 8流延成型流延成型又称带式浇注法 刮刀法 是一种目前比较成熟的能够获得高质量 超薄型瓷片的成型方法必要时添加抗聚凝剂 除泡剂 烧结促进剂等进行湿式混磨 再加入粘合剂 增塑剂 润滑剂等进行混磨以形成稳定的 流动性良好的浆料 第十三章成型原理与成型技术 第十三章成型原理与成型技术 13 8 1成型方法流延成型时 料浆从料斗下部流至向前移动着的薄膜载体之上 坯片的厚度由刮刀控制 坯膜连同载体进入巡回热风烘干室 烘干温度必须在浆料熔剂的沸点之下 否则会使膜坯出现气泡 或由于湿度梯度太大而产生裂纹 从烘干室出来的膜坯中还保留一定的溶剂 连同载体一起卷轴待用 并在储存过程中使膜坯中的溶剂分布均匀 消除湿度梯度 最后用流延的薄坯片按所需形状进行切割 冲片或打孔 第十三章成型原理与成型技术 13 8 2流延成型的特点流延成型的坯料因溶剂和粘合剂等含量高 因此坯体密度小 烧成收缩率有时高达20 21 流延成型法主要用以制取超薄型陶瓷基片等 第十三章成型原理与成型技术 13 9其它成型方法13 9 1纸带成型法它与流延成型法有些类似 以一卷具有韧性的 低灰分的纸 如电容纸 带作为载体 让这种纸带以一定的速度通过泥浆槽 粘附上合适厚度的浆料 通过烘干区并形成一层薄瓷坯 卷轴待用 在烧结过程中 这层低灰分衬纸几乎被彻底燃尽而不留痕迹 第十三章成型原理与成型技术 13 9 2滚压成型法它与轧膜成型有些相似 是以热塑性有机高分子物质作为粘合载体 将载体与陶瓷粉料放在一起 加入封闭式混练器进行混练 练好后再进入热轧辊合 轧制成一定厚度引出 用冷空气进行冷却 然后卷轴待用 第十三章成型原理与成型技术 13 9 3印刷成型法将超细粉料 粘合剂 润滑剂 溶剂等充分混合 调制成流动性很好的稀浆料 然后采用丝网漏印法 即可印出一层极薄的坯料 每印刷一次瓷浆 约可得6 m厚的坯层 通常必须重复印2 3次 方能达到必要的厚度和良好的匀度 第十三章成型原理与成型技术 13 9 4喷涂成型法此法所用的浆料与流延法 印刷法相似 但必须调得更稀一些 以便利用压缩空气通过喷嘴 能使之形成雾粒 喷涂时以事先刻制好的掩膜 挡住不应喷涂的部分 到一定程度可让其干燥 干后再作第二次 第三次喷涂 到达预定厚度时 再更换掩膜 喷上所需的另一浆料 按这种金属浆料和陶瓷