《陶瓷工艺》课件-第四章　坯体成型与干燥

1第四章坯体成型与干燥2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

定义: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。

4.1坯体成型3冷法坯料含水量30～40%石膏模有模无模等静压成型法：橡皮膜，坯料含水量1.5～3%干压成型法：钢模，坯料含水量6～8%可塑成型成型方法坯料含水量18～26%注浆成型热法（热压注法）：钢模压制成型4第一节

注浆成型(浇注成型

)SlipCasting5两种观点:唐宋时期已经出现，民国初年中国才出现【景德镇陶瓷古今谈】一书载1953年民主德国陶瓷专家到景德镇帮助景德镇瓷厂掌握了注浆成型工艺；注浆成型作为卫生陶瓷产品生产工艺中的唯一的成型手段和方法

6一.定义与原理将陶瓷粉料配成具有流动性的泥浆，然后注入多孔模具内，水分在被模具吸入后便形成了具有一定厚度的均匀泥层，脱水、干燥过程中同时形成具有一定强度的坯体。模型取出后即为毛坯(生坯、坯体)。

原理：基于多孔石膏模具能够吸收水分的物理特性7二.基本方法空心注浆法（单面注浆）

draincasting泥浆与模型的接触只有一面，称为单面注浆。

8实心注浆(双面注浆)solidcasting泥浆与模型和模芯的工作面两面接触，双面吸水，称为双面注浆。

9三注浆成型的特点（优点）(1)适用性强，只要简单的石膏模就可成型；(2)能制出任意复杂外形和大型薄壁注件；(3)成型技术容易掌握，生产成本低。(4)坯体结构均匀。10四、工艺流程

(1)模型的检查处理与组装：

(2)注浆、吃浆、放浆、巩固：吃浆就是模具吸附泥浆中的水分，形成坯体的工序；

巩固：放浆后坯体很软，不能立即脱模需经过一段时间继续排出坯体水分，增加其强度，这段时间称为巩固。11(3)脱模：

脱模：从模型中取出粗坯的过程，脱模点的掌握是一个关键。脱模过早，坯休强度不够，脱模困难，且脱模后坯体易塌陷；脱模过迟，坯体会发生开裂(4)一次修坯；

12第二节

可塑成型

plasticmoulding

plasticshaping

13

可塑成型是古老的一种成型方法。我国古代采用的手工拉坯就是最原始的可塑法。常用的其它可塑成型方法主要是滚压成型、塑压铸成型、注塑成型等等。定义:可塑成型是利用外力对具有一定可塑变形能力的坯料进行加工成型的方法。基本原理:基于坯料的可塑性。

14一、陶艺成型的基本方法（1）团块成型取合适的粘土抟成块状，中间挖空，表面挤压出凸凹的形状。或人物、或动物、或抽象造型，随意象生发。15（2）泥条盘筑成型泥条盘筑成型是先将泥条搓成均匀的圆条，再根据所需的形体造型，一层层叠加或用一根长泥条作螺旋形向上盘筑成型。制作过程中作者若无意保留泥条的自然形状，在层层向上盘筑时，可将内外抹平，仅保留一些手工的痕迹和肌理。16（4）泥板成型（a）板块成型是先将泥料拍打、擀压、切割成所需形状的泥板，再根据所需的形体造型，或卷筒或镶接成型。17（5）内挖外雕成型内挖外雕成型是先根据器皿尺寸，打制一块稍大一点的泥坯，放在干燥处晾干；然后按设计形状（样稿）画线，将泥坯切割成造型形状的初坯，把造型内的泥料挖出；再将造型反扣，挖出底足。18①制坯②刻划纹样③切割、挖泥④修整作品操作上须注意：泥坯要干燥到切割时坯体不变形，不滞刀为好；切割时腹部、口延与底部的厚度要留有余地，把握好坯体的厚薄均匀，造型的对称，腹部的弧面和口延转折变化。也可以在雕挖的手法上辅之以塑，丰富造型。19（6）支撑物辅助成型支撑物辅助成型是用泡沫塑料或硬纸板做支撑物，用报纸包裹好；然后将泥板围绕着支撑物镶接，用布裹紧坯体竖立起来，再把底板粘接上；底板镶接好后，反过来竖放，抽出支撑物。①包裹纸筒②泥板围绕支撑物镶接③裹紧坯体竖立④抽出支撑物操作上须注意：抽出支撑物和修饰坯体待干燥到一定程度后进行。202、工具（1）拉坯车和轮盘拉坯车---手工拉坯和修坯的主要动力设备，动力是靠电机带动轮盘旋转。其作用是拉坯和修坯。轮盘---是靠手转动的轮式转盘。其作用是制作和修整立体造形、圆形器物，或在器皿上进行绘画。21拉坯成型有拉坯和利坯（修坯）两个部分构成。此种方法技术性较强，对泥料干湿、轮盘转速及双手的动式运用要求较高，初学者须经一段时间的练习方能掌握。

22拉坯先将揉好的泥料稍用力抛甩在辘轳盘轮中间，使泥团紧紧粘固在轮盘上，双手按泥，使泥团在辘轳盘轮中心成圆柱体，然后根据所需形态，拉制成器型坯胎。23①拉成柱状②开口成内窝状③调整坯体④成型取杯均匀；然后把泥团拉塑成口部略向内窝的泥柱，将手插入泥柱中心，由下向上，由内向外，均匀的用力慢慢推压扩大内腔。小件器皿取胎时要在底部留有一定的蓄泥厚度，以便利坯时修整底部。利坯湿坯晾干后，经过修整，最后成型。24（2）拉坯和利坯用具拉坯用具主要有圈尺、木制关坯刀、切割线等。利坯用具主要有条刀、挖刀、板刀、锉刀、钳具等。25二.工业生产的成型方法1.滚压成型工艺原理和特点成型时盛放着泥料的石膏模型和滚压头分别绕自己的轴线以一定的速度同方向旋转。滚压头在旋转的同时逐渐靠近石膏模型，对泥料进行滚压成型。二者之间既有滚动又有滑动，泥料主要承受压延力的作用。

26阴模滚压（内滚压）：滚压头形成坯体的内表面。

阳模滚压（外滚压）：滚压头决定坯体形状和大小，模型决定内表面的花纹。272.滚压成型的主要控制因素（1）对泥料的要求:水分、可塑性既有滚动，又有滑动，泥料主要受压延力的作用。要求有一定的可塑性和较大的延伸量。可塑性低，易开裂；可塑性高，水分多易粘滚头。28二.塑压成型模型：蒸压型的α－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

将可塑泥料放在模型中在常温下压制成型的方法。29三.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。30第三节压制成型

pressforming31一、定义将含有一定水分（或其它粘结剂）的粒状粉料填充于模具之中，对其施加压力，使之成为具有一定形状和强度的陶瓷坯体的成型方法叫做压制成型。又称模压成型（stampingprocess）、干压成型(drypressing)。粉料含水量8%~15％时为半干压成型；粉料含水量为3％~7％时为干压成型；特殊的压制工艺（如等静压法），坯料水分可在3％以下。32施压设备：机械压机、油压机或水压机等。

模具可用工具钢制成。模具设计应遵循的原则：便于粉料填充和移动，脱模方便，结构简单，设有透气孔，装卸方便，壁厚均匀，材料节约等。压制成型的模具和设备33二.等静压成型（一）等静压成型原理1.定义：是装在封闭模具中的粉体在各个方向同时均匀受压成型的方法。等静压成型是干压成型技术的一种新发展，但模型的各个面上都受力，故优于干压成型。该工艺主要是利用了液体或气体能够均匀地向各个方向传递压力的特性来实现坯体均匀受压成型的。34(2)不会在压制过程中使生坯内部产生很大的应力（压强的方向性差别小于其它成型方法，颗粒间、颗粒与模型间的摩擦力减小）。3.等静压成型的优点(1)等静压成型可以得到较高的生坯密度，且密度在各个方向上都比较均匀;35(3)成型的生坯强度高，内部结构均匀(4)可以采用较干的坯料成型，有利于减少干燥和烧成收缩。(5)对制品的尺寸和尺寸之间的比例没有很大的限制。364.2修坯与粘结37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。38湿修：坯体的水分16～19％。干修：坯体的水分<2％。粘结，是制造壶、坯及一些小口花瓶、坛子等不能一体成型的坯体所必须的工序。

394.3坯体干燥排除生坯水分的过程属于干燥过程。目的:（1）是提高生坯机械强度，减少生坯的变形和破损;

（2）提高坯体的吸水率，便于进行施釉操作;

(3)

减少燃料消耗，缩短烧成周期。404.3.1坯体中水分的类型与结合方式自由水

(机械结合水):自由水与物料结合松驰，容易排除。干燥过程排除。吸附水：坯体中的粘土能从大气中吸附一定的水分，它也较易排除。

化学结合水：原料矿物分子结构中的水分，如结构水、结晶水等。最牢固，排除时需要较大的能量，如高岭土的结构水的排出需在400—600℃内进行。

414.3.2坯体干燥过程介质与坯体之间既有热交换，又有质交换，可以将其分为下面三个既同时进行又相互联系的过程：

(1)传热过程干燥介质的热量以对流方式传给坯体表面，又以传导方式从表面传向坯休内部。(2)外扩散过程（表面蒸发）

坯体表面产生的水蒸汽，在浓度差的作用下，以扩散方式由坯体表面向干燥介质中移动。42

(3)内扩散过程

由于湿坯体表面水分蒸发，使其内部产生湿度梯度，促使水分由浓度较高的内层向浓度较低的外层扩散，称湿传导或湿扩散。434.3.3.干燥过程及干燥收缩与变形（1）干燥过程升速干燥阶段等速干燥阶段降速干燥阶段平衡阶段（预热阶段）干燥过程曲线图44(1)升速干燥阶段(加热阶段)

由于干燥介质在单位时间内传给坯体表面的热量大于表面水分蒸发所消耗的热量，因此受热表面温度逐步升高，直至等于干燥介质的湿球温度，此时表面获得热与蒸发耗热达到动平衡，温度不变。此阶段坯体水分减少，干燥速率增加。时间很短，排除水分不多。

45(2)等速干燥阶段由于坯体含水分较高，表面蒸发了多少水量，内部就能补充多少水量，即坯体内部水分移动速度(内扩散速度)等于表面水分蒸发速度，亦等于外扩散速度。本阶段是排除自由水，故坯体会产生体积收缩;若操作不当，干燥过快，坯体极易变形、开裂，造成干燥废品。46

(3)降速干燥阶段坯体含水量减少，内扩散速度赶不上表面水分蒸发速度和外扩散速度，表面不再维持潮湿，干燥速率逐渐降低。当物料水分下降至等于平衡水分时，干燥速率变为零，干燥过程终止。由于本阶段排除的是大气吸附水，坯体不产生体积收缩，不会产生干燥废品。474.3.4干燥缺陷产生的条件及开裂类型（1）条件干燥制度或坯体造型不妥等情况。坯体干燥过程中形成的水分梯度使坯体出现不均匀的收缩，从而产生应力。当应力大于呈塑性状态的坯体强度时，就会引起开裂。48（2）开裂类型

整体开裂边缘开裂中心开裂

表面裂纹

结构裂纹494.3.5.干燥制度的确定而干燥速度一般通过介质温度和湿度、流速和流量控制。最佳干燥制度：在最短时间内获得无干燥缺陷的生坯的制度。干燥制度是坯体进行干燥时的条件总和。它包括干燥时间（干燥速度）、进入和排出干燥剂的温度和相对湿度、坯体干燥前的水分和干燥终了后的残余水分等。

501.影响干燥速度的因素（1）

影响内扩散的因素内因：含水率、生坯的组成与结构等。(粗颗粒和瘠性料)外因：生坯温度温度升高,内扩散阻力减小（2）

影响外扩散的因素干燥介质及生坯表面的蒸气分压、干燥介质及生坯表面的温度;干燥介质的流速和方向;生坯表面粘滞气膜的厚度、热量的供给方式、干燥方法等。512.其它影响因素

坯体的形状、大小和厚度干燥器的结构是否合理

坯体在干燥器中的放置方式与空气流通情况

干燥的均匀程度a.一个坯体的每个部位b.整个干燥器同时干燥的各各坯体间524.3.6

干燥方法1.自然干燥最古老、传统的干燥方法。利用自然的空气对流使坯体内的水分蒸发并带走而干燥的方法。532.对流干燥是利用热气（烟气或热空气）的对流传热作用，将热传给坯体，使坯体内的水分蒸发而干燥的方法。陶瓷工业应用最广泛。室式干燥54隧道干燥器1-鼓风机；2-总进热气道；3-连同进热气道；4-支进热气道；5-干燥隧道；6-废气排除道；7-排风机55总的来说，热扩散方向与湿扩散方向相反，不利于干燥速度提高。可调整干燥制度：分段控制、多次循环、高速送风、脉冲送风等。563.工频电干燥是将工频电流通过坯体进行干燥的方法。属内热式干燥。特点：（1）能实现均匀干燥（2）热扩散、湿扩散方向一致，干燥速度快，单位热耗小。574.微波干燥是以微波辐射使生