提高石膏模强度的一些方法.

1、提高石膏模强度的一些方法当 前 ，在 国 内 外 陶 瓷 成 型 生 产 中 ，石 膏 模 型 仍 然 是 陶 瓷 生 产 的 主 要 辅 助 工具。原因是制作模型的石膏取用方便，物美价廉;石膏粉按比例与水 混合后，有良好的流动性和凝结性能;模型有良好的吸水性能和干燥功 能 。所 以 陶 瓷 企 业 仍 将 其 做 为 制 作 模 型 的 主 要 材 料 ，用 于 制 作 注 浆 、滚 压 和 冷 压 成 型 的 模 型 。但 石 膏 也 有 其 致 命 的 缺 点 ，就 是 做 出 的 模 型 强 度 低、耐磨性差，容易破损，故使用寿命短，在生产中需频繁更换，消耗 量很大，加大了生产制造成本

2、。石膏模型在实际生产中损坏和不停地更 换 ，一 方 面 是 因 为 其 在 搬 运 和 安 装 使 用 过 程 中 需 要 经 过 多 次 的 翻 转 、挤 压，受到撞击，从而产生掉角、裂纹、变形;另一方面是因为其在使用 时受到擦模、泥浆的侵蚀作用，内表面易受到磨损而变得粗糙，出现麻 面，从而影响半成品的表面质量、外形尺寸以及坯体的重量。以上都与 模 型 的 强 度 低 有 关 。可 见 ，强 度 是 影 响 模 型 质 量 、使 用 寿 命 的 主 要 因 素 。 随 着 陶 瓷 行 业 的 发 展 ，成 型 方 式 向 机 械 化 方 向 发 展 ，对 模 型 的 强 度 要 求 的 越

3、来 越 高 ，故 提 高 模 型 强 度 放 到 更 加 突 出 的 位 置 ，成 为 科 技 人 员 不 断 研 究 的 课 题 。本 文 根 据 生 产 经 验 体 会 ，介 绍 一 些 提 高 石 膏 模 型 强 度 的 一 些方法。选用优质石膏粉目 前 市 场 上 的 石 膏 粉 种 类 繁 多 、 质 量 参 差 不 齐 ，价 格 高 低 不 一 ，有 每 吨 400 、 500 元 钱 的 ， 有 每 吨 1000 元 的 ， 还 有 每 吨 4000 元 、 5 000 元 的。应了解采购石膏粉的用途，是注浆成型用还是滚压成型用，是返胎 母 模 用 还 是 成 型 模 型 用 ，

4、是 普 通 注 浆 用 还 是 机 械 化 压 力 注 浆 成 型 用 ，是 日用瓷用还是卫生瓷用，是小件模型用还是大件模型用，等等。只有这 样，才能选择适宜的石膏粉：做到价格合理，使用优良，满足生产。在 生 产 实 际 中 我 们 体 会 到 ：同 种 型 号 类 型 的 石 膏 粉 ，因 产 地 生 产 厂 家 不 同 ， 其 石 膏 粉 的 质 量 会 有 很 大 的 差 别 （ 我 们 选 用 市 场 上 一 些 较 大 规 模 石 膏 厂 家 生 产 的 石 膏 粉 ，在 同 样 的 膏 水 比 例 和 同 等 的 实 验 条 件 下 ，进 行 了 对 比 实验，其强度会有很大的差别

5、）。出现这种情况的原因，主要是由于各 石 膏 粉 生 产 厂 家 所 用 原 料 的 原 矿 品 位 、晶 相 结 构 不 同 ，生 产 加 工 工 艺 水 平、设备水平和质量控制水平不同所致，使得石膏 粉的质量有差异 。石 膏原矿品位好、炒制工艺设备先进、生产量较大、质量控制稳定、检测 手段完备的厂家石膏粉质量 好，也比较稳定 ，做出的石膏模型强度 也高。 石膏矿石的化学成分是 CaSO4·2H2O， 其内含有 石英、石 灰石、黄 铁矿 等 杂 质 。若 石 膏 中 含 有 过 多 的 杂 质 或 由 于 其 它 种 种 原 因 在 石 膏 浆 体 中 带 入杂质，一方面半水石膏含

6、量少，造成强度低;另一方面浇注模型时， 这些杂质会沉积在模型的表 面，当模型使用到一段 时间后，这些杂 质会 在模型的内表面显露出来，严重影响坯体的质量。模型不得已需更换， 从而缩短模型的使用次数。要获 得高质量的石膏粉，工艺上要求石 膏矿 石 CaSO4·2H2O的含量（纯度 ）至少大于 95%，大 于 98%则更好。世界 上 卫生陶瓷先进的国家如日本、德国等很重视石膏粉的质量和模型的强 度，他们使用的石膏粉的纯 度都控制在 98%以上，同时还掺加化学合成 石膏制造模型，并对许 多指标进行严细的工艺控制，所以它们的模 型强 度高、质量好，使用寿命长。使用高强度石膏粉在模型制造中使用

7、高强度石膏粉（即石膏粉）是提高模型强度有 效的方法之一。过去，高强 度石膏粉 仅用于日 用陶瓷的滚压成型生 产中， 在卫生瓷生产中很少使用。随着卫生瓷组合浇注机械化成型工艺的发 展，对石膏模 型的强度 要求的越来越高，卫生瓷中采用高强度石膏 粉才 逐渐增多。人们提到石膏强度高，是因为它的标准稠度需水量低（一 般为 45%55%），也 即膏水比例大，所 以模型 强度高;而普通的 粉标准 稠度需水量大（一般 为 70%80%），也即膏水比例小，所以 模型强 度低。 虽然石膏强度高，但气孔率和吸水率低;而石膏粉虽然强度低，但 气孔率和吸水率高，注 浆成型吸浆性能良好。卫生瓷注浆成型生产 中利 用各自

8、的特点，一般采用混 合石膏粉 （+）制造模型 。通过 石膏和 石膏的混合，能制得强度高且其它性能指标都比较优良的模型。在生 产中使用石膏时，必 须提高它的膏水比例 ，这样才能 提高模型的 强度， 才能体现出石膏在强度 方面的优越 性。否则，如果按石膏 的比例使 用石膏，凝固时间长，注出的模型上面有浮水，模型的强度并不比 石膏模型强度高多少;另外这种模型在生产中易变形。使用较高细度的石膏粉在 一 定 的颗 粒 细 度范围 内，石膏 粉的 细 度 越细 ，其 颗 粒的 比表 面积 大，表面活性大，与水结合后反应充分，形成的网络结构多，则模型强 度高。在生产实际中我们体会到，采用较高细度的石膏粉(一

9、般指石 膏粉)不仅能显著地提高模型的强度，而且更为重要的是其表面细腻光 滑 ，耐 磨 性 强 。在 模 型 使 用 到 中 后 期 ，与 其 它 模 型 相 比 其 表 面 仍 然 光 滑 ， 坯 体的 外 观 质量 好，减 轻了 工人 刷 坯 的劳 动 强 度，同 时 也 延长 了模 型的 使用寿命。生产中还体会到，石膏粉的细度越细，凝固时间越长。故为 了 提高 模 型 的强 度，可 以继 续提 高 石 膏和 水 的 比例 。这 一 点也 是普 通 石 膏粉 所 无 法做 到 的 。石膏 粉的 细度 以 100 120 目为 宜 。采用适宜的水温水 的 温 度对 石 膏 的凝结 时间 和模

10、型的 强度 也有 较大 的影 响。随 着水 温 的升 高 ，搅 拌时 间缩 短 ，凝 结时 间加 快，模 型的 强度 明显 下降 。可 见 ， 采 用较 低 的 水温 制 模 能提高 模型 的强 度 。日 本 东 陶公 司 (TOTO)在卫 生 瓷 生 产技 术 管 理方 面 世 界领先 ，管 理很 严细 ，它 们 在夏 季 卫 生瓷 模型 制造 中 采用 低 温 水， 将 水 温控制 在 8 10，其 目 的 是降 低 半 水石 膏 在 水中 的 溶解 速 率 ，延长 石膏 在水 中的 溶 解 和晶 核 形 成时 间，即 延缓 石膏 与水 的反应速度，从而可延长搅拌时间，也使浆体中的气泡顺利

11、逸出，石膏 和水充分接触反应，形成均匀的微晶网络结构，提高了模型的强度。提高膏水比例石膏和水的比例是模型制造中重要的工艺参数。它对模型的强度、 气 孔率 和 吸 水率 等 指 标起着 决定 性的 作 用 。模 型 的强 度 和 膏水 比 例 成正 比 例关 系，提 高模 型的 膏水 比例 是 提 高强 度 最 有效 的方法 。随 着膏 水比 例的增大，模型的强度也提高。在日用陶瓷、卫生陶瓷生产中，都使用 大量的石膏模型，根据不同成型方法的特点，对膏水比的要求则不同。 卫 生陶 瓷 全 部是 注 浆 成型，日用 陶瓷 有注 浆 成 型、滚 压 成 型和 冷塑 压成 型 。注 浆成型 生产 首先

12、要强 调模 型 的 吸水 性 能 ，故模 型 的 膏水 比例 不宜 过 高， 一 般 在(1. 151. 46) ：1， 根据 成型 工 艺 的不同 和产 品体 积的 大 小 进行 比 例 的调 整 。小 件模 型比 例低些 ，大 件 、受 力件 的 模 型比例 大些 ; 日 用陶 瓷 滚 压成 型 、冷 塑 压 成型 要 求 把模 型 的 强度 、耐磨 性 、耐 热 性放 在首位，故特别强调模型有很高的强度，模型的膏水比例一般使用在 (1. 6 1. 8)：1，根 据件 的大 小和 石膏 粉的 质量 进行比 例 调 整。适当延长搅拌时间在 石 膏 搅拌 过 程 中，适 当延 长搅 拌时 间

13、，可 有利 于 石 膏粉 与水 的充 分 接触 和 反 应，有 利于 石膏浆 体中 气泡 的排 出，有 利于 提 高 模型的 强度 。 但搅拌时间也不是无限地延长，尤其是当石膏浆体接近稠化时仍在搅 拌 ，会 破 坏 石 膏 晶 核 的 正 常 生 长 和 网 络 结 构 的 形 成 ，会 降 低 模 型 的 强 度 。 正 常合 理 的 搅拌 时 间 应在 24 分 钟 。掌握合理的搅拌速度当 搅 拌 速度 过 慢 时，石 膏和 水不 能很 好 地 结合 与反应 ，不 会提 高强 度;当转速过快时，也会降低模型的强度。原因是当搅拌速度过快时， 破坏了石膏晶核的正常生长和网络结构的形成，导致石膏

14、晶体结构松 散，强度下降;另一方面原因，转速高时，会带入气泡，模型中含有大 量 的气 泡 会 降低 其 强 度。搅 拌速 度以 300 400r/ mi n 为 宜。采用真空脱泡工艺模型在混料、搅拌过程中，会带入许多气泡。注模操作中采用真空 脱 泡搅 拌 工 艺是 一 种 提高 石膏模 强 度 很有 效的 方法 。因 为 通过 真空 脱泡 处理，排出石膏浆中的气泡，可使模型结构变得致密，会明显提高模型 的 强 度 。真 空 度 控 制 在 - 0. 06 5 - 0. 07 9 Mpa ，搅 拌 时 间 控 制 在 2 4 分 钟 。使用外加剂外 加 剂 的种 类 繁 多，既 有有 机的 又有

15、 无 机 的。常 用 的 外加 剂有 焦磷 酸 钠、 腐 植 酸钠 、 硼 砂、 AST 剂 、桃 胶等。 这 些 外加 剂 除 了使 石膏 的网 络 结构 连 生 有一 定 的 增强效 果外 ，主 要的 是 具 有缓 凝作用 ，这 为延 长搅 拌时间、采用真空搅拌工艺、提高膏水比例创造了条件，从而也提高了 模型的强度。确保模型有效干燥干燥是模型生产和成型使用的一个很重要的环节。模 型是否干燥对 其强度和使用寿命有很大的 影响。模型经干燥可明显提高其强度，约提 高 2 2. 5 倍 。为 了 确 保 模 型 的 强 度 ，一 是 干 燥 温 度 不 要 超 过 5 0 ; 二 是 干燥时要注意空气的流动 ;三是模型脱模倒出后应最好 在常温下保持 24 小时，再推入干燥室干燥;四是确保干燥的模型上线使用，同时在模型 使用中也要保持干燥。这既可保 证成型正常生产，又可提高模型的 强度 和耐磨性能，确保坯体尺寸和