从模具入手解决砖坯的分层缺陷

1、从模具入手解决砖坯的分层缺陷1 前言分层是大规格抛光砖在成形过程中最常见和最严重的砖坯 缺陷之一。造成这种缺陷的主要原因有压机参数设置、 模具结构、 粉料工艺性能不好等因素， 其中排气不畅及脱模困难是造成砖坯 分层的最基本原因。 本文从模具构造入手分析了造成砖坯分层的 原因及其解决办法。2 砖坯分层原因及其解决方法2.1 分层原因2.1.1 模具上、下模芯与侧板的间隙不合理如图 1，粉料成坯前是松散状的，大量的空气填充在粉料颗 粒之间的空隙里。 当粉料在模腔里压制成形时， 随着球状颗粒的 受压及变形粘结， 粉料中大量的空气被挤压出去。 这些空气排出 的主要通道是上下模的间隙（如图1中的S1、S

2、2）。当模芯的间隙太小时， 空气的排出受阻， 导致受压缩的高压空气聚积在坯 体里面，使坯体不能粘结成一体；在脱模时，高压空气冲破坯体 排出，导致砖坯面鼓起形成分层。如模芯间隙太大，砖坯成形时 排气虽然通畅， 但由于排气间隙太大， 气体排出时带走较多的粉 料，也会导致坯边因缺料不能压实而形成边分层。 解决办法是调 整模芯间隙S1、S2的值在0.050.4mm之内；规格大的模芯间 隙大 ,规格小的模芯间隙小。不同结构的模具及不同性质的坯料 对模芯间隙的要求有所不同， 下表是佛山某陶瓷厂的模具间隙情 况。图 1 模具压制示意图2.1.2侧板角度a不合理及斜面处的粗糙度太大 如图1,侧板角度a即砖坯的

3、脱模角度。侧板角度大，砖 坯顶起脱模时砖坯四边所受侧板对它的摩擦力小， 砖坯四边就不 易被侧板拉伤而引起分层（夹层）；但侧板角度 a 也不能过大， 否则会导致上模间隙S2太大，引起上走粉分层现象。所以现在 的陶瓷模具侧板角度一般设计在 23之间。砖坯成形时 , 粗糙度大的侧板对砖坯的磨擦力大，易造成砖 坯分层，同时粗糙度大的侧板在使用过程中也会粘结粉料。 因此， 粗糙度大的侧板会造成上、 下模芯间隙变小甚至卡模 （下模芯不 能上下活动自如）现象，这样也会导致砖坯分层。一般，侧板通 过精磨后， 粗糙度应控制在 0.8 以内， 这个粗糙度在侧板使用前 后都要得到保证。因此，要使模具侧板的使用质量得

4、到保证，既 要保证其加工精度， 又要选用较好的材料来做模具侧板。 模具侧 板材料宜选用Cr12MoV D22、锆陶瓷等。合金金属侧板材料经 热处理后硬度要达 HRC58 62，这样侧板在使用过程中才不会被 刮花。2.2 解决方法2.2.1 从模芯入手砖坯成形时， 模芯与砖坯的接触面积最大， 因此模芯的结构会对砖坯排气造成影响，主要的影响因素有：（1） 模芯侧面的粗糙度图 1 中所标的下模芯侧面粗糙度 较为适用。如果粗糙度较 大，侧面在与粉料挤压时会粘住泥粉，下模芯间隙 S1 变小，造 成砖坯成形时排气困难而分层。 为使下模芯侧面粗糙度在长时间 压砖时能得到保证，下模芯侧面需堆焊23mm勺硬质不

5、锈钢层后再精磨加工。（2） 模芯 R 边尺寸及底纹筋台勺尺寸图 1 中所示勺是正打模具。上模芯 R 边勺高度 h1 越大，砖 坯边压得越结实，越有利于砖坯勺烧成。但 h1 值大，砖坯面勺 气体不能顺畅地从模芯间隙里排出从而形成分层。 下模芯底纹筋 台的脱模角度a的值大、筋台深h2的值小时砖坯不易分层，反 之亦然。然而，筋台深 h2的值为0时（即下模芯为光面模）， 砖坯却难以排气。根椐使用经验， a 值设定为 90 120,h2 值 设定为0.51mn较为适用。1压机冲头 2上模芯固定板 3压块 4上模芯 5模框 6 下模芯 7粉料 8侧板 9下模芯座 10垫板 11 防尘罩 12 推顶板 13

6、油缸 14底板 15压机顶杆 16砖坯 17模框的 浮动量图 2 浮动模具运行图2.2.2 使用一些新型的特殊结构模具各陶瓷厂为了降低产品能耗及生产成本， 要求压机的单机产 量不断增大， 相应的也就要求压机的冲压速度越来越快。 但压机 速度越快，砖坯排气时间就越短，砖坯越易分层。为了改善快速 冲压的砖坯的排气问题， 近年来一些国内模具厂相继采用插入式 浮动框模具及排气模芯。这种模具投入使用后，效果显著。（1）入式浮动框模具如图 2 所示，浮动模具的模框 5 由油缸 13支撑，油缸 13通 过减压阀与单向节流阀组成的阀组来控制。当模框在压砖位置 时，油缸活塞杆在冲头的压力下随模框一起下沉； 当模

7、具处于顶 出位置时， 模框及油缸不再受到冲头的压力， 油缸活塞则在压力 油的作用下与模框一起上升到填料位置， 这就是浮动模具的工作 原理。由图 1 可知，由于侧板的下沉，浮动模具上模芯间隙S2比定框模具（模框、侧板不会下沉）的大，砖坯排气效果较好。 另外，侧板的上下运动，使粉料不易堵塞模芯间隙也利于排气。 因此，使用浮动模具可解决砖坯分层问题。 但浮动模具模框的浮 动对砖坯脱模不利，容易引起砖坯角裂。因此，在使用浮动模具 时，应注意检查装在上模芯固定板 2 上的压块 3（共 4 个）是否 等高，不等高时会导致模框上升不平衡而造成砖坯角裂。（2） 排气模芯排气模芯是模芯冲压砖坯时， 存在坯体里的

8、气体也能从模芯 上排出的一种模芯。 如图 3 所示，在模芯胶面上开有多条排气缝 , 冲压时气体经排气缝、 出气孔排出。 非排气模芯砖坯的排气通道 只有模芯与侧板的间隙（如图 1所示的S1、S2）,但排气模芯 砖坯中的气体， 既能从模芯与侧板的间隙排出， 又能从模芯里的 多个排气孔里排出。 排气模芯气体排出时阻力更小、 排气更顺畅。 因此，排气模芯能有效地解决砖坯分层问题。图 3 排气模芯结构示意图 排气模芯也有缺陷：1) 由于模芯胶面存在排气缝，会在砖坯表面上留有几条宽0.5mm高0.3mm的印痕。因此，这种模芯比较适用于大规格抛 光砖。2) 排气缝在使用过程中会因受到粉尘的摩擦而逐渐变大。 因此，排气模芯的使用寿命比普通模芯要短。同时，排气模芯使 用时要注意定期(大约 24h)用压缩空气吹去排气缝中的粉尘， 以免排气缝堵塞，影响排气效果。3 结语虽然粉料陈腐时间不够、 粉料水分太干或太湿、 粉料颗料太 小