提高石膏模强度的一些方法

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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。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

2、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 、 5000 元 的。应

3、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，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）。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

4、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CaS042H20 ,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

5、 石CaSO42H2O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a石膏粉在模型制造中使用高强度石膏粉（即a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

6、提到a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B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a石膏强度高，但气孔率和吸水率低；而B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 用各自的特点，一般采用混合石膏粉（a +B ）制造模型。通过a石膏和 B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a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a石膏在强度方面的优越性。否则，如果按B石膏的比例使 用a石膏，凝固

7、时间长，注出的模型上面有浮水，模型的强度并不比B 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(一般指a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

8、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B 石膏粉所无法做到的。石膏粉的细度以100120目为宜。采用适宜的水温水 的 温 度 对 石 膏 的 凝 结 时 间 和 模 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

9、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810 C,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 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

10、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 。

11、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 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. 1 5 1. 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

12、 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（1.61.8） : 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， 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 2 4 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

13、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 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/min 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. 065-0. 079Mpa ,搅拌时间控制在24分钟。

14、使用外加剂外加 剂的 种类 繁多 ， 既 有有 机的 又有无机 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22. 5倍。为了确保模型的强度，一是干燥温度不要超过50 C ;

15、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 质 量 的 稳 定 ， 防 止 模 型 发 生 变 形 ， 最 终 延 长模型的使用次数。模型内部放置增强钢筋卫 生 瓷 模 型 体 积 大 ， 在 生 产 中 极 易

16、 损 坏 ， 造 成 使 用 次 数 低 。 主 要 原 因是因模型强度低导致的断裂和变形引起。通过在模型内部放入少12mm 左 右 的 钢 筋 ， 可 解 决 以 上 问 题 ， 将 明 显 提高 其 抗 折 强 度 ， 延 长 模 型 使 用 次 数 。 同 时 还 确 保 操 作 者 的 人 身 生 命 安 全 。总 之 ，提 高 石 膏 模 强 度 的 方 法 很 多 。各 种 方 法 并 不 是 孤 立 起 作 用 的 ， 而 是 相 互 关 联 一 起 起 作 用 的 。 只 有 各 种 因 素 达 到 最 佳值 ， 才 能 起 到 整 体 的 增 强 效 果 ， 从 而 为 延 长 模 型 的 使 用 次 数 创 造 条 件 。