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1、第九章第九章 陶瓷的成型陶瓷的成型 可塑成型可塑成型注浆成型注浆成型压制成型压制成型成型成型成型就是将坯料制成一定形状，强度的坯体，其过程取决于坯料的成型性能及工艺方法。可塑性好的坯料，形状简单，产量大形状复杂或较大,壁薄，产量小尺寸精确，致密度高 第一节第一节 可塑成型可塑成型 1.可塑泥团的流变特性可塑法成型可塑法成型是用各种不同的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成生坯的成型方法。弹性变形假塑性变形开裂破坏具有较高的屈服值和较大的延伸变形量吸附阳离子：H+-粘土Al3+Ba2+Mg2+Ca2+NH4+K+Na+Li+-粘土2、可塑性可塑指数：可塑指数：y
2、 p影响可塑性的因素：液相含量与性质颗粒尺寸： 颗粒越细，可塑性越好矿物种类：颗粒细，片状结构，水膜较厚1雕塑和拉坯：雕塑和拉坯：手工，适于形状特殊的制品3.成型工艺2 2旋压成型：旋压成型：利用旋转的石膏模与样板刀进行成型，分为外旋和内旋。优点：优点：设备简单、适应性强，适于成型杯、盘子、碟子等制品，以及大型深孔制品缺点：缺点：成型质量不高，劳动强度大，要有一定的操作技术，效率低等。3 3滚压成型：滚压成型：由旋压发展而来，分内滚和外滚。优点：优点：坯体结构均匀，致密，强度大，表面光滑，产量大，适于自动化生产。阳阳模模滚滚压压阴阴模模滚滚压压4 4挤压成型：挤压成型：由挤制机将泥料挤压成各种
3、管状、棒状、及断面和中孔一致的产品优点：优点：连续化生产，效率高，操作简单。适于挤制直径130mm的管、棒形制品，或各种蜂窝状，筛格式筒状制品。缺点：缺点：坯体形状简单，坯体易变形，机嘴结构复杂，加工精度高，制品烧成收缩大。活塞式挤压机活塞式挤压机螺旋式挤压机螺旋式挤压机5.5.注射成型注射成型：脊性料和有机添加剂混合后用注射成型机将泥料注射到金属模腔内而成型。优点：优点：工艺简单，成本低，压坯密度均匀，尺寸精度高，注射周期短，可自动化生产，适于复杂形状的大型制品。缺点：缺点：脱脂时间长(7296h），金属模具贵，设计困难 6 6塑压成型塑压成型: : 将泥料放在模型内，常温下通过调节模内压力
4、使泥料挤压成型。优点：优点：坯体致密，自动程度高，适于非旋转对称制品；需要高强度模型，如多孔性树脂模、多孔金属模，成本高。 7.7.轧膜成型：轧膜成型：将粉料与有机粘合剂混合，通过粗轧和精轧成膜片。优点：优点：工艺简单，生产效率高，膜片表面光滑，均匀，致密，生产设备简单，适于大批量生产1mm以下的薄片产品。缺点：缺点：干燥收缩和烧成收缩较大2后轧辊；3可移动轴承；8前轧辊；9调节螺丝第二节第二节 注浆成型注浆成型 工艺原理工艺原理: : 将泥浆注入多孔石膏模内，利用石膏的吸水性使泥浆均匀粘附在模壁上，干燥收缩后脱模取出。优点：优点：坯体结构均匀，适应性强，投资小，适用于形状复杂、不规则的、薄的
5、、体积较大且尺寸要求不严的物件，如花瓶，汤碗，茶壶等。缺点：缺点：收缩大，生产时间长，占地面积大，模型消耗大泥浆浓度,颗粒尺寸和形状温度：粘度减小，缩短脱水时间，增大强度泥浆的成型性能泥浆的成型性能: :1 1、流动性、流动性泥浆（坯料添加剂）悬浮体水原料干燥温度：影响原料中水化膜厚度泥浆粘度；0液体介质粘度；C泥浆浓度；n, m, k1, k2常数 pH值Al2O3+HCl=Al3+ +H2O (酸性溶液）酸性溶液）Al2O3+NaOH=AlO2- +Na+ (碱性溶液）碱性溶液）电解质阿拉伯树胶用量少时，粘附胶粒多而聚沉；阿拉伯树胶用量多时，有机分子形成网络结构，包覆在胶粒表面形成有机亲水
6、保护膜；2 2、吸浆速度、吸浆速度: : 泥浆水分受到模型毛细作用向模型渗入的速度3 3、触变形、触变形: : 在外力作用下,流动性暂时增加,外力去除后具有缓慢可逆的性质注浆温度和模型的气孔数量有关注浆温度和模型的气孔数量有关L-泥层厚度;S-颗粒比表面积; P-泥层两侧压力差;N-比例常数，与吸附层的疏松程度和泥浆有关； 增加水分可以增多石膏模型的气孔，毛细作用增强，降低模型的脱水阻力; 另一方面，会增加模型表面吸附层的初期密度，从而增加了坯体对泥浆脱水所形成的阻力。成型方法成型方法1 1空心注浆空心注浆（单面注浆）特点：特点：泥浆浓度稍小，稳定性要高，触变性不能太大，粒度要细，适于薄壁小型
7、坯件。2.2.实心注浆实心注浆（双面注浆）特点：特点：泥浆可比空心注浆浓，触变性可稍大，粒度也可以稍大，适于内外表面形状、花纹不同地厚壁、大件的成型。微压注浆3.9MPa3.3.真空注浆真空注浆,离心注浆和压力注浆离心注浆和压力注浆提高成型质量和速度，增加致密度，缩短时间厚度均匀，坯体致密，适于旋转体模型注浆操作注意事项操作注意事项 :1新制成的泥浆陈腐一天以上，用前再搅拌5-10min；2温度大于10-12；3模型湿度一致；4注意不让气体残留；5模具可加滑石粉以便脱模；6回收余浆时要去钙；7操作轻。 4.流延成型（刀片法） 料浆均匀流到或涂到支撑板上，或用刀片均匀的刷到支撑面上，形成浆膜，经
8、干燥形成一定厚度的均匀的素坯膜的一种料浆成型方法。粉料溶剂粉碎混合粘结剂可塑剂带状生膜带式浇注二次加工解凝剂等混合消泡剂素烧工艺过程工艺过程:优点：优点：设备不太复杂，工艺稳定，可连续生产，效率高，自动化程度高，坯膜性能均一且易于控制, 适于制造各种超薄形陶瓷器件，氧化铝陶瓷基片等缺点：缺点：坯体密度小，收缩性高5.热压铸成型 利用含蜡料浆加热熔化后具有流动性和塑性，冷却后能在金属模中凝固成一定形状的坯体的成型方法。粉料石蜡加热混练凝固成蜡板成型用料压入成型一次成型体脱脂煅烧工艺过程工艺过程:优点：优点：设备简单，操作方便，生产效率高，模具磨损小，寿命长，适合形状复杂，精度要求高的中小型产品。
9、缺点：缺点：工序复杂，能耗大，工期长，大而长的薄壁制品不适合。注浆压力：0.3-0.5MPa压注时间：0.1-0.2s第三节第三节 压制成型压制成型 工艺原理工艺原理: : 在坯料中加入少量水或塑化剂，置入金属模具中加较高压力而成型。工艺简单，密度高，收缩小，尺寸精确，不利于压制复杂形状的制品。 （1）粒度和粒径分布；粉料的拱桥效应；进行造粒。（2）粉料的流动性。安息角越小流动性越好。（3）粉料的含水率；太大会粘模，太小坯体密度不够。1.1.粉料的工艺性质粉料的工艺性质 粉粉料料堆堆积积的的拱拱桥桥效效应应自自然然堆堆积积的的外外形形粉粉料料堆堆积积的的拱拱桥桥效效应应细粉料在堆积时，质量小，
10、比表面积大，颗粒间的附着力大，易产生拱桥效应而增加气孔率 此外，细粉料在加压成型时，颗粒间分布的大量空气会沿着与加压方向垂直的平面逸出，产生层裂。2.2.压制过程中的坯体变化压制过程中的坯体变化 密度变化密度变化坯体密度与压力关系坯体密度与压力关系 坯体强度与成型压力的关系坯体强度与成型压力的关系 调节粒径分布，延长加压时间，增加粉料流动性（2）压力分布）压力分布粉料间的抗力粉料模壁间的摩擦力单面加压单面加压: :H/D越大，压力分布越不均匀；离开加压面越远，压力越小,适于瓷砖、地面砖。3. 3. 加压制度加压制度 成型压力： 坯体的形状，高度，粉体的流动性，坯体致密度等，工业成型40100M
11、Pa，含粘土1060MPa。 加压速度和时间： 加压方式：4. 4. 压制成型的宏观缺陷及控制压制成型的宏观缺陷及控制 分层：压力轴向分布不均而引起轴向回弹力剥离：压力径向分布不均引起的径向回弹；控制途径：控制途径：减小物料模壁摩擦力；卸压应该缓慢；保持模具光洁度减小模具磨损量；减小压力和物料厚径比；5.5.压制成型工艺压制成型工艺 干压或半干压成型干压或半干压成型快速加压 短暂释放压力 缓慢加压摩擦压机: 加压速度快,保压时间短,不利于厚坯; “一轻,二重,慢提起”, 多次加压液压机: 压力恒定,保压时间长2.2.等静压成型等静压成型 利用液体介质的不可压缩性和均匀传递压力的特性来实现均匀施
12、压成型，压力均匀,坯体密度大,强度高, 尺寸精确,膜具制备简单，但投资大，操作复杂。 湿袋法适用范围广，制备形状复杂和特大制品等，但操作复杂，不能连续生产；干袋法操作简单，效率高，对柱状或管状构件适合，但受压不如湿袋法均匀第四节第四节 成型膜具成型膜具 1石膏膜具根据坯体的收缩和加工余量加以放大只能向水中加石膏, 可加入少量纸浆液等增加流动性种膜表面涂隔离剂, 初凝和硬化性能要求性能要求要有符合要求的气孔率;工作面平整,干净,不要被油腻污染;使用时所含水分宜在4%;改进改进加入缓凝剂(硼砂,纸浆废液等)真空处理石膏浆(消除针孔,硬块)合成树脂增强(提高强度)2. 新型多孔膜具塑料膜具: 热塑性合成树脂, 强度高,耐磨耐腐蚀,吸水慢,使用温度低;无机填料膜具: 热固性树脂+无机填料, 强度高,吸水性好,耐热能力好;素陶膜具: 高岭土+粘合剂+气孔形成剂, 吸水率好, 强度高, 易变形。金属填料膜具: 金属填料+热固性树脂,导电, 导热性好 作业1.阐述陶瓷成型与玻璃成型工艺的差异？2. 已知一瓷胎的坯式如下：2220.1204.0330.0770.9820.0880.0180.010KOSiONaOAl2O3CaOFe2O3MgO计算该坯料的化学组成计算该坯料的化学组成
