1、第5章 成 型,对已制备好的坯料,通过一定的方法或手段,迫使坯料发生形变,制成具有一定形状大小坯体的工艺过程称为成型,其中所应用的方法或手段叫做成型方法。,成型工序应当满足下列要求: 成型坯体应符合产品图纸或产品样品所要求的生坯形状和尺寸;以产品图纸和产品样品为依据时,生坯尺寸是根据坯料的收缩率放尺计算后的尺寸。 坯体应具有工艺要求的力学强度,以适应后续工序的操作。 坯体结构均匀,具有一定的致密度。 成型适应生产组合,尽可能与前后工序联动。,第一节 器形的合理设计 陶瓷产品的构成应包括功能效用、材质和工艺技术、艺术处理等三个方面。功能效用是首要的因素,即产品的使用功能或效用,它决定着器形的基本
2、形式;材质和工艺技术是保证器形付诸于现实的物质基础,是功能效用和艺术处理的先决条件;艺术处理决定着器形的形式美。 在进行器形设计之前,正确且全面地分析所要设计产品器形的此三项构成因素及其关系,是非常必要的。 “实用、可加工、经济和美观”是陶瓷器形设计的基本原则。陶瓷制品的器形及其尺寸比例,是随着人们生产方式、生活方式和生活习惯而变化的。陶瓷器形设计时,如何能够充分满足设计原则,既需要人机工程学、美学的知识,也需要扎实的陶瓷工艺学知识。,第二节 成型方法的分类与选择 一、成型方法分类 陶瓷制品的成型方法可以按坯料含水量、成型压力的施加方式等多种途径进行分类。 目前根据坯料含水量进行分类最为常见,
3、其主要分类为:注浆成型法,坯料含水量3040%。可塑成型法,坯料含水量1826%。干压成型法,坯料含水量68%。等静压成型法,坯料含水量1.53%。,注浆成型可进一步分为冷法和热法。热法即热压铸法,使用钢模;冷法又分常压注浆、加压注浆及抽真空法注浆,使用石膏模。 可塑成型包括:无需用模具的拉坯法和雕塑法;采用滚头(或型刀)与石膏模的滚压法和旋压法;使用钢模(或型头)的挤压法(或挤出法),使用各式样板刀的车坯法等等。 干压及等静压成型分别采用钢模和橡皮模。,二、成型方法的选择在选择成型方法时,最基本的依据是:产品的器形、产量和品质要求,坯料的性能以及经济效益。通常具体要考虑以下几方面:产品的形状
4、、大小和厚薄等。一般情况下,简单的回转体宜用可塑法中的滚压法或旋压法;大件且薄壁产品可用注浆法;板状和扁平状产品,宜用压制法。坯料的工艺性能。可塑性能好的坯料宜用可塑法;可塑性能较差的坯料可选择注浆法或压制法。,产品的产量和品质要求。产品的产量大时宜用可塑法或压制法,产量小时可用注浆法;产品尺寸规格要求高时用压制法,产品尺寸规格要求不高时用注浆法或手工可塑成型。成型设备要简单,劳动强度小,劳动条件好。技术指标高,经济效益好。,在选择成型方法时,希望在保证产品品质的前提下,尽可能地选用设备先进、生产周期最短、成本最低的成型方法。 同一产品可用多种方法成型 同一成型方法多种产品的成型 选择具有技术
5、经济最佳的成型方法,并非易事,应进行充分的论证与比较。注意:选择成型方法时,应考虑工人的素质和经验。,高电压绝缘陶瓷成型选择示例,可供选择的成型方法 1)注浆法成型:周期长,坯体干燥变形率大; 2)可塑法成型:普遍采用,可与湿法制坯工序有机衔接,可为制造优质均匀坯料创造条件。 3)干压法成型:受当前技术水平和设备的限制; 4)冷等静压成型:先压制出形状的简单但强度较高的泥段,再进行车坯,对成型设备,尤其是刀具要求较高。,第三节 可塑成型可塑成型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型方法。可分为
6、以下几种成型方法:1、滚压成型2、旋压成型3、车坯成型4、挤压成型5、塑压成型6、其它可塑成型方法:雕塑、印坯、拉坯。,可塑成型方法滚压成型,滚压成型时,盛放泥料的模具和滚头分别绕自己轴线以一定速度同方向旋转。滚头一边旋转一边逐渐靠近盛放泥料的模型,并对坯泥进行“滚”和“压”,使之均匀展开,形成所需要的形状。,可塑成型方法滚压成型,图5-1 阳模滚压成型 图5-2 阴模滚压成型,可塑成型方法滚压成型,石膏模或其它多孔模具、滚头 粘土质坯料,阳模成型水分20%-30%,可塑性高;阴模成型水分21%-25%,可塑性稍低 产量大,坯体品质好,适合于自动化生产,需要大量模具。,滚压成型特点,坯体的组织
7、结构均匀:成型时受力变化比较缓和、均匀,破坏了坯料颗粒原有排列,颗粒间存在应力的可能性较小; 坯体致密度和强度高:滚头与坯泥的接触面积较大,压力也较大,受压时间较长; 成型质量好:靠滚头与坯体相滚动而使坯体表面光滑,坯体强度大,不易变形,表面品质好,规整度一致; 生产效率高,易与上下工序组成联动生产线; 应用:日用陶瓷及小件的工业陶瓷。,可塑成型方法旋压成型,石膏模、型刀; 粘土质坯料,塑性好,成型水分均匀,一般为21%26%; 设备简单,操作要求高,坯体质量不如滚压。,旋压成型示意图,适用于外形复杂的圆柱状产品,如圆柱形的套管、棒形支柱和棒形悬式绝缘子的成型。根据坯泥加工时装置的方式不同,车
8、坯成型分为立车和横车。根据所用泥料的含水率不同,又分为干车和湿车。,可塑成型方法车坯成型,可塑成型方法车坯成型,车刀,卧式或立式车坯机 坯料为真空练泥机挤出的泥段,湿车水分16%18%,干车水分6%11% 干车粉尘大,生产效率低,刀具磨损大,已渐渐由湿车代替。,挤压成型(extrusion)是采用真空练泥机、螺旋或活塞式挤坯机,将可塑料团挤压向前,经过机嘴定形,达到制品所要求的形状。 通过更换机嘴,以挤出各种形状的坯体。陶管、辊棒和热电偶套管等管状、棒状、断面和中孔一致的产品,均可采用挤压成型。 坯体的内、外形由机头及内部形状所决定,坯体的长度根据尺寸要求进行切割。挤压成型便于与前后工序联动,
9、可实现自动化生产。,可塑成型方法挤压成型,挤压成型应注意的工艺问题 严格的真空处理,以除去坯料中气泡,以免挤出时气泡在坯体表面破裂,影响表面品质。 要有合适的挤出力:挤出力的大小主要取决于机头喇叭口的锥度。 合适的挤出速度:出坯过快,坯料的弹性滞后释放,容易引起坯体变形。 管状产品壁厚须能承受其重力作用和适应工艺要求。管壁过薄,则容易软塌,使管径变形成椭圆。 承接坯体的托板必须平直光滑,以免引起坯体弯曲变形,尤其是长产品。,可塑成型方法挤压成型,可塑成型方法挤压成型,金属机嘴; 粘土质坯料,瘠性坯料。要求塑性良好,经真空处理; 产量大操作简单,坯体形状简单,可连续生产。,挤压成型设备,挤压成型
10、产品,可塑成型方法塑压成型,塑压成型机; 粘土质坯料水分为20%左右,具有一定可塑性; 适于成型各种异形的盘、碟类制品,自动化程度高,对模具要求高。,操作:靠压缩空气通入透气的石膏模中,将坯体从模中托起,达到脱模的目的。其操作步骤如下图: 将泥段切成泥饼,置于底模上,见图a; 上下抽真空,施压成型,见图b; 压缩空气从底模通入,使成型好的坯体脱离底模;液压装置返回至开启的工位,坯体被上模吸住,见图c; 压缩空气通入上模,坯体脱离上模落入操作人员手中的托板上,见图d; 压缩空气同时通入上模和底模,使模内水分排除;关闭压缩空气,揩干模型表面水分,即可进行下一个成型周期,见图e。,可塑成型方法塑压成
11、型过程,可塑成型方法塑压成型过程,滚压、压制法和塑压法的比较,可塑成型方法塑压成型过程,1. 雕塑 对象:异形产品,如人物、鸟兽或方形、多角形等器物, 方式:手捏、雕塑、雕削、雕镶法成型。 雕镶法是先将练好的塑性泥料用印坯和拍打相结合的方法制成适当厚度的泥尺,然后切成所需形状大小,再用刀、尺等工具进行修、削以制成符合要求的式样和厚度,最后用泥浆粘镶成坯体。,其它可塑成型方法,雕塑法示例,将揉好无气泡的粘土用泥拍打成长方体。,按设计用线弓割出大体形状。,雕塑法示例,拿起坯体,用刮刀从底部挖去多余粘土。,仔细雕塑外形。,2.印坯 对象:异形且精度要求不高的产品,如六角瓶、菱形花钵、人物禽兽中某些局
12、部器形、琉璃瓦中的屋脊等都常常采用印坯法成型; 方法:塑性泥料在石膏模中印制成型; 方式:分单面印坯和双面印坯。然后经过修整再和其它部分粘结成整个坯体。 优点:不需要机械设备,手工操作,印坯成型,但效率低,且常由于印坯时施压不均,干燥收缩不匀而引起开裂变形。,其它可塑成型方法,3.拉坯 定义:又称做坯,是一种万能成型法。 对象:碗类、盘碟、壶类、杯类、瓶类等。 操作:靠手掌力和手指力对塑性泥料进行拉、棒、压、扩等作用,使泥料变成所需要的器形。拉坯时还可利用竹片、木棒及样板等进行刮、削、插孔,形成弧线等。 要求:泥料屈服值不宜太高,延伸变形量则要求宽些。坯料含水率稍高于其它塑性成型法。,其它可塑
13、成型方法,拉坯成型示例,双手扶住泥块,右手拇指从顶部中心点压下。,把扶正的粘土用双手的中指指起适当大小的一块。,拉坯成型示例,左手在内,右手在外,左手中指与右手拇指相对,从底部向上缓缓提起,保持匀速,将坯体拉高。,左手辅助,右手拇指从底部中心外扩,井平整底部。,拉坯成型示例,将坯体拉高、修薄时注意整体带动,保持四线平整,形状固定后双手夹薄皮条将口缘压光。,双手指尖内外相对,左手稍用力外扩逐渐拉薄坯体,可反复保持坯体的薄厚、均匀。,拉坯成型示例,拉坯机减慢速度,双手平行轮盘拉紧割线,轻轻靠近并嵌入底足部位约三分之一处,左手松开任割线卷入,拔出割线。,用手指平稳利平底足台,除去多余的粘土。,第四节
14、 注浆成型,注浆成型是基于石膏模(或多孔模)能吸收水分的特性,可分为三个阶段: 从泥浆注入石膏模吸入开始到形成薄泥层; 泥层逐渐增厚,直到形成注件; 从雏坯形成后到脱模为收缩脱模阶段。,提高注浆成型的速率的方法,1.降低泥层的阻力 泥层的阻力由泥浆的组成、浓度、添加物的种类等因素所决定。 适当减少塑性原料,增粗泥浆颗粒粒子,可加快吸浆速度,其对大件产品的注浆成型尤为重要。 在保证泥浆流动性前提下,减少泥浆中的水分,可提高吸浆速度。用高效的解凝剂(稀释剂)。 加入解凝剂可改善其流动性,但完全解凝的泥浆,其坯体致密度高,使泥层阻力增加反而影响注浆效率,若在泥浆中加入少量絮凝剂,使形成的坯体结构疏松
15、,可加快吸浆过程。如加入少量Ca2+、Mg2+的硫酸盐或氯化物都可增大吸浆速度。,提高注浆成型的速率的方法,2.提高吸浆过程的推动力提高石膏模的毛细管吸力。其大小与石膏模的渗透率有关。影响因素:石膏模制造工艺,如水膏比(78:100时可制得具有最大毛细管力)可影响石膏模的毛细管力的大小。增大泥浆与模型之间压力差:在生产中常采用压力注浆、真空注浆和离心注浆等方法。,提高注浆成型的速率的方法,3.提高泥浆和模型的温度温度升高,水的粘度下降,泥浆粘度也因而降低,流动性增大。实践证明,若泥浆温度为3540,模型温度为35左右,则吸浆时间可缩短一半,脱模时间也相应缩短。,注浆成型对泥浆的基本要求, 流动
16、性好。应象乳酪一样,流成一连绵不断的细线。 稳定性好:不会出现任何组分的沉淀。 适当的触变性:太大易稠化,不便浇注,太小则生坯易软塌。 含水量少:可减少在装成型时间,增加坯体强度,降低干燥收缩,缩短生产周期,延长石膏使用寿命。 滤过性好,通过调整泥浆中瘠性原料和塑性原料的含量可以调整滤过性。 注浆成型后坯体要容易脱模且要有足够的强度。 泥浆中尽可能不含气泡。,注浆成型对泥浆的基本要求,在生产中常用泥浆密度、粘度、稠化度、含水量、悬浮性等指标来控制泥浆性能。另外也可通过测定泥浆的吸浆速度、脱模情况、坯体含水量和生坯强度等来表示泥浆的成型性能。,基本注浆方法,(一) 单面注浆 特点:泥浆与模型的接
17、触只有一面, 决定因素: 外形,模型工作面的形状,而内表面则与外表面基本相似。 厚度,泥浆在模型中停留的时间。坯体的厚度较均匀。若需加厚底部尺寸时,可以进行二次注浆,即先在底部注浆,待稍干后再注满泥浆,这样可加厚底部尺寸。,基本注浆方法,基本注浆方法,(二)双面注浆 特点:将泥浆注入两石膏模面之间(模型与模芯)的空穴中,模型与模芯的工作面同时从泥浆中吸水,由于泥浆中的水分不断被吸收而形成坯泥,注入的泥浆就会不断减少。 要求:陆续补充泥浆,直到空穴中的泥浆全部变成坯时为止。 决定:坯体厚度由模型与模芯之间的空穴尺寸来决定,没有多余的泥浆被倒出。,基本注浆方法,双面注浆可以制造两面有花纹及尺寸大而
18、外形比较复杂的制品。但其模型比较复杂,注件的均匀性并不理想,通常远离模面处致密度小。,强化注浆,压力注浆:根据泥浆压力的大小,分为微压(0.05MPa以下) 、中压(0.150.20MPa)和高压(大于 0.20MPa)注浆 。高压注浆须采用高强度树脂模具。,强化注浆,真空注浆:真空度为300mmHg柱(O.4MPa)时,坯体形成时间为常压下的1/2以下,真空度为500mmHg(0.665MPa)时,坯体形成时间仅为常压下的1/4。真空注浆时要特别严格的操作,否则易出现缺陷。,强化注浆,离心注浆:使模型在旋转情况下注浆,泥浆受离心力的作用紧靠模壁形成致密的坯体,泥浆中的气泡由于比较轻,在模型旋
19、转时,多集中在中间,最后破裂排出,因此也可以提高吸浆速度与制品的品质。 当模型旋转速度为 1000r/min时,吸浆时间可缩短75,一般模型的转速常在500r/min以下。离心注浆时,泥浆中的小颗粒易集中在模型的内表面,而大颗粒都集中在坯体内部,组织不匀,易使坯体收缩不匀。,强化注浆,成组注浆:将许多模型叠放起来,由一个连通的进浆通道来进浆,再分别注入各个模型内。国内不少企业成型鱼盘、洗面器时多采用成组注浆。,强化注浆,热浆注浆:在模型两端设置电极,当泥浆注满后,接上交流电,利用泥浆中的少量电解质的导电性来加热泥浆,把泥浆升温至50左右,可降低浆粘度,加快吸浆速度。当泥浆温度由15升至55时,
20、泥浆的粘度可降低5060,注浆成型速度可提高3242。,强化注浆,电泳注浆原理:粘土粒子带负电荷,在电场作用下能向阳极移动,把坯料带往阳极而沉积在金属模的内表面而成型的。模具:铝、镍、镀铝的铁等材料来制造。操作电压:120V,电流密度约为0.01A/cm2;特殊要求:金属模内表面涂上甘油与矿物油组成的涂料。利用反向电流促使坯体脱模。特点:结构很均匀,坯体生成的速度比石膏模成型时要快9倍左右,但对注造大形陶瓷制品目前尚有困难。,第五节 干压成型,干压成型是将干粉坯料在钢模中压成致密坯体的一种成型方法。 干压成型对形状复杂的制品难以成型,多用来成型扁平状制品。,干压成型特点,工艺简单、操作方便、生
21、产效率高,有利于连续生产; 所得坯体密度高、尺寸精确、收缩少、制成品性能好; 模具加工复杂,寿命短、成本高,坯体密度分布不均匀,收缩时易产生开裂和分层现象。,干压成型基本要求,流动性好; 较高的体积密度,以降低其压缩比; 合理的颗粒级配; 水分要均匀。,干压法成型基本要求,三级颗粒配合后的孔隙率 为了获得更高的充填密度,常要考虑颗粒的级配。,干压法成型基本要求,拱桥现象,实际粉料自由堆积孔隙率比理论值大得多,因为实际粉料往往是非球形的,加之颗粒表面的粗糙结构使得颗粒之间互相咬合,形成拱桥现象。,粉末在压力下的运动行为,加压的初期,粉料颗粒产生位移,发生重排,颗粒间的架桥现象被部分消除,接触程度
22、增加,密度急剧提高; 随成型压力的增加,颗粒位移填充孔隙的同时,颗粒的弹塑性变形使颗粒间接触面大大增加,密度缓慢增加,强度增加很快。颗粒强塑性变形的大小取决于粉末材料的延性。注意:同样的延性材料一样的压力下,并不一定得到相同的坯体密度,还与粉末的压缩性能有关。 进一步提高压力,颗粒发生断裂,形成较小的碎块,但坯体密度、孔隙率和强度变化都不十分明显。,粉末在压力下的运动行为,这三个阶段常相互交叉。总的来说,在压制过程中,随着压力的增加,粉体的密度增加、气孔率降低。,干压法成型工艺条件,(1)一定的颗粒度:它影响坯体致密度、收缩率和强度,一般与可塑坯料的要求基本相同。由几十个甚至更多的坯料细颗粒、
23、水和空气所组成的集合体构成的团粒占3050,其大小在0.253mm间,团粒形状最好是接近圆球状为宜。 (2)合适的含水量:它与坯体的形状、干燥性能和成型压力等有关。半干压坯料的含水量可控制在815,一般干压坯料的含水量控制在47。 (3)可塑性:在保证生坯强度的前题下,可以少用或不用可塑粘土,以降低干压坯体的收缩率,获得尺寸准确的制品。有些特殊坯可用有机增塑剂。,干压法成型干压工艺,1.成型压力:取决于坯体的形状、高度、粉料的含水量及其流动性、要求坯体的致密度等。一般粘土质坯料的干压成型压强可为250320MPa。坯体尺寸小时取下限;尺寸大,且坯料的含水量低时,压强可再大一些。 压力的增加有利
24、于提高坯体的密度,压制过程中的总压力包括克服粉料阻力和克服粉料颗粒与模壁的摩擦力,一般先进陶瓷的成型压力为40100MPa。,干压法成型干压工艺,2. 加压方式:有单面加压和双面加压两种形式。后者主要有两种情况:一是两面同时加压,粉料间的空气易被挤压到模型的中部,生坯中部的密度较小;另一是两面先后加压,空气易排出。,干压法成型干压工艺,加压方式与坯体中密度分布,干压法成型干压工艺,密度变化化随坯体高度L与直径D的比值增更加显著。单向加压坯体在上方和近模壁处密度最大,下方和中心部位最小,双向加压坯体在中心部位最低,模压成型时应控制坯体的L/D1,最大不宜超过1.4。 密度的不均匀会造成烧成时坯体
25、各部位收缩的不一致,引起产品变形与开裂。,干压法成型干压工艺,单向加压坯体的密度 (a)矮模,L/D0.45;(b)高模,L/D1.75;,干压法成型干压工艺,3.加压速度和时间:加压过程中,应该有充分的时间排出空气。加压速度最好是先轻后重多次加压,达到最大压力后要维持一段时间,让空气有机会排出。 延长加压时间有利于减少气孔率,也可采取逐步增加压力、多次加压的方式,以利于坯体中空气的排出和压力的传递,提高坯体密度和密度的均匀性。 卸压速度过快,也会造成坯体中残留空气急剧膨胀而产生裂纹。,第六节 其他成型方法,一、等静压成型 等静压是指对密封于塑性模具中的粉料各向同时施压的一种成型工艺技术。 等
26、静压和干压在粉料成型过程中的规律基本是一致的,包括致密化过程。 影响致密化的主要因素:粉料特性、添加剂的作用等。,等静压成型,等静压设备主要由高压缸、高压发生装置和辅助设备组成。其构成如下图:,等静压成型,图例 1 高压缸 2 带操作机构的盖 3 带过滤器的储油箱 4 高压发生装置 5 卸压系统 6 液体输送系统 7 控制系统 8 模具,等静压设备原理图,等静压成型,等静压的生产工艺流程,等静压成型的特点, 有利于把粉料压实到相当的密度,同时粉料颗粒的直线位移小,消耗在粉料颗粒运动时的摩擦功相应小了,提高了压制效率。 可以得到较高的生坯密度,且在各个方向上都密实均匀,不因形状厚薄不同而有较大变
27、化。 粉料颗粒间和颗粒与模型间的摩擦作用显著地减少,故生坯中产生应力的现象是很少出现的。 成型的生坯强度较高。 成型采用粉料含水率很低(13),也不必或很少使用粘合剂或润滑剂。 对制品尺寸没有很大限制。另外,可以与高温等静压联动,使成型与烧成合为一个工序。,等静压成型的主要操作过程,备料:对于无塑性的粉料颗粒则要求细一些(20m以下粉料的含水量13)。采用喷雾干燥的料粉颗粒是较好的,它易于均匀填满模具内。 装料:采用振动装料,有时还一边振动一边抽真空,效果更好。粉料振紧后,把模具封严,封处涂上清漆,放入高压容器中。 加压:一般陶瓷料压力为1.96MPa,无塑性的坯料压力要高些,例如无线电瓷用压
28、力为5.889.8MPa,耐火砖可加压至9.813.7MPa。 降压:模具内的粉料,残余空气的体积被压缩(在100MPa下,空气体积会减小到原来体积的0.2),它只占据颗粒之间的空间。成型后要避免突然降压,以免生坯内外气压不平衡会使坯体碎裂,所以要均匀缓慢地降压。,等静压设备特点,等静压成型设备与干压法相比有如下优点: 便于采用组合模具,适应复杂产品的成型; 同样的生产能力,等静压设备的投资较低的; 设备体积较小,占地面积小,建造成本较低; 模具成本较低,复制模具方便; 便于实现自动化。,等静压成型优越性, 用弹性模代替强度低,耐磨性差,易破损,消耗量大,成本高的石膏模; 不用干燥,降低能耗,
29、也降低了开裂变形等干燥缺陷。等静压成型干压料含水率13,生坯可直接入窑素烧或上釉本烧。 可使用塑性差的瘠性料,有的瓷区原料除塑性剂外,不要进行任何加工。 可直接使用原料加工厂的干粉,成型前除加入少量塑性剂外,不要进行任何加工。 制品密度均匀,干燥烧成变形小。 生坯强度高,破损极小。 厂房面积可减小7080。,国外等静压发展概况,美国: 1913年H.D.马登最早提出等静压成型法(压制WNO粉)。 1915年美国D.W.马克内尔提出压制陶瓷制品的专利。 1916年日本优根公司提出盘类等静压成型模具。 20世纪30年代,美国用等静压成型法压制火花塞、陶瓷绝缘于金属陶瓷元件。美国用于等静压成型的干压
30、料是由不同大小的球状颗粒组成的,是由喷射法制成的,其含水率为3。,国外等静压发展概况,原联邦德国 DORST机械公司20世纪70年代设计了全自动式等静压成型机(PIT250型),每小时生产220mm平盘 600件。 1978年原联邦德国WALUELE瓷厂订购了该设备,至1979年2月开始生产中19cm以内的盘子,产量750件小,较原有产量增加了20。 1982年DORST公司又研制PH500型等静压成型机,原联邦德国内契(NETZSCH)公司自70年代以来研制成功的等静压成型机是卧式的,工作原理大同小异,主要适用于1632cm的盘子成型,最大素坯直径36cm,产量600950件中,成型压力为5
31、.68.5MN,装机容量4552kW。,国外等静压发展概况,国内外日用瓷厂,等静压技术目前还未普遍推广,其原因恐怕与设备的一次性投资高有关。另外,等静压成型对原料的严格要求包括流动性和含水率以及弹性软模等技术问题也是较难满足的。此外,高压作业下的安全防护也是一个值得注意的问题。,二、热压铸成型,把坯料烧结成瓷,粉碎,再加入粘结剂加热化浆,并在一定温度压力下铸造成型,脱蜡烧成,产品尺寸精确,结构致密,各种异形产品都能成型,成型后无需干燥,生坯强度大,便于机械化生产。 用注浆成型、塑性成型、干压成型的滑石瓷瓷件,均存在多孔性问题,而热压铸成型的滑石瓷则无此现象。,热压铸的工艺过程,用煅烧过的熟瓷粉
32、和石蜡等制成料浆,然后在压缩空气的作用下使之迅速充满模具各个部分,保压冷凝,便可脱模得到蜡坯。在惰性粉粒的保护下,将蜡坯进行高温排蜡,然后清除保护粉粒,得半熟的坯体,再进一步经高温烧结成瓷。,热压铸流程,热压铸成型工艺参数控制,(1) 蜡浆温度:在一定温度范围内(如 6090)浆温升高则浆料粘度减小,可使坯体颗粒排列致密,减少坯内缩孔。浆温过高则坯体体积收缩加大,表面容易出现凹坑。,热压铸成型工艺参数控制,(2)铸模温度:决定于坯体冷却凝固速度和质量,也决定于坯体形状、厚度,形状简单和厚壁坯体压铸时,模型温度要低些,形状复杂和薄壁坯体压铸时,模型温度高些。使用有许多零件插入的模型时,模温要高些
33、。但升高模温会降低致密度和增多内部气孔。一般模温在2030。生产上一般用两副模型轮换压铸,一副模型在压铸,另一副模型放在冰块上冷却。,热压铸成型工艺参数控制,(3)压力制度: 压力大小:取决于蜡浆的粘度和流动性。采用粘度大的蜡浆和成型薄或大件坯体时,压力应加大。提高压力会降低坯体冷却时收缩率,增大颗粒排列的致密度,减少缩孔。生产上常用的成型压力为0.30.5MPa。 加压持续时间:除使蜡浆充满模型外,还可弥补坯体冷凝时发生的体积收缩,并使坯体充分凝固硬化。稳压时间同样和坯体的形状有关。小型坯体在0.30.4MPa下维持515s,大型坯体在0.40.5MPa下稳压lmin左右,这样可使坯体收缩时
34、得到蜡浆补充,减少内部缩孔和总收缩。,热压铸成型工艺参数控制,(4)排蜡 排蜡时,坯体需埋在吸附剂(预烧过的Al2O3粉)中,以防排蜡时变形。 石蜡熔化时(60100)体积会膨胀,这时要保持一定时间,使坯体内的石蜡完全熔化(100300),石蜡在吸附剂中渗透、扩散,然后蒸发,升温要缓慢,使坯体体积均匀变化,以免起泡、分层和脱皮,一般排蜡温度为9001100,坯体能初步发生化学反应,有一定的力学强度。,热压铸成型工艺参数控制,(5) 热压铸成型的优缺点 适合形状复杂,精度要求高的中小型产品的生产。设备简单,操作方便,劳动强度不大,生产效率较高,模具磨损小,寿命长,因此在特种陶瓷生产经常采用。 但工序比较复杂,耗能大(需要多次烧成),工期长,对于壁薄的大而长的制品,由于不易充满模腔而不太适宜。,