《陶瓷成型工艺研究特选》由会员分享，可在线阅读，更多相关《陶瓷成型工艺研究特选（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十三章成型原理与成型技术第十三章成型原理与成型技术1行业实操2行业实操第十三章成型原理与成型技术第十三章成型原理与成型技术3行业实操13.1 13.1 注浆成型注浆成型 它是利用石膏吸水性的一种成形它是利用石膏吸水性的一种成形方法。此法适于生产一些形状复杂且不方法。此法适于生产一些形状复杂且不规则、外观尺寸要求不严格、壁薄及大规则、外观尺寸要求不严格、壁薄及大型厚胎的制品。型厚胎的制品。 对注浆成型所用的料浆，必须具备对注浆成型所用的料浆，必须具备如下性能：如下性能： 流动性、稳定性（即不易沉淀和流动性、稳定性（即不易沉淀和分层）、触变性要小、含水量尽可能少、分层）、触变性要小、含水量尽可能
2、少、渗透性要好、脱膜性要好、尽可能不含渗透性要好、脱膜性要好、尽可能不含气泡。气泡。4行业实操注浆成型法注浆成型法 : :(1)(1)空心注浆空心注浆(2)(2)实心注浆实心注浆 5行业实操第十三章成型原理与成型技术第十三章成型原理与成型技术6行业实操第十三章成型原理与成型技术第十三章成型原理与成型技术7行业实操第十三章成型原理与成型技术第十三章成型原理与成型技术13.213.2热压铸成型热压铸成型 利用含蜡料浆加热熔化后具有利用含蜡料浆加热熔化后具有流动性和塑性，冷却后在金属模中流动性和塑性，冷却后在金属模中凝固成一定形状。凝固成一定形状。 8行业实操第十三章成型原理与成型技术第十三章成型原
3、理与成型技术预热预热熟瓷粉熟瓷粉石蜡石蜡表面活性物质表面活性物质熔化熔化搅拌搅拌除气、进热压铸机除气、进热压铸机浇成蜡饼存放浇成蜡饼存放1.1.蜡浆的制备蜡浆的制备9行业实操n n熟瓷粉熟瓷粉是预先煅烧的瓷料。目的，除使反应是预先煅烧的瓷料。目的，除使反应充分均匀之外，还可减少石蜡用量，降低烧充分均匀之外，还可减少石蜡用量，降低烧结收缩和变形。结收缩和变形。n n石蜡石蜡是作为增塑剂使用，具有很好的热流动是作为增塑剂使用，具有很好的热流动性、润滑性和冷凝性。性、润滑性和冷凝性。n n表面活性物质表面活性物质油酸、硬脂酸、蜂蜡等，使油酸、硬脂酸、蜂蜡等，使瓷粉与石蜡更好地结合。这些表面活性物质瓷
4、粉与石蜡更好地结合。这些表面活性物质不仅能提高蜡浆的热流动性和冷凝蜡坯的强不仅能提高蜡浆的热流动性和冷凝蜡坯的强度，而且可以减少石蜡的用量，防止瓷粉分度，而且可以减少石蜡的用量，防止瓷粉分层。层。10行业实操2.2.2.2.蜡浆的性能蜡浆的性能蜡浆的性能蜡浆的性能 （1 1 1 1）稳定性好）稳定性好）稳定性好）稳定性好（2 2 2 2）可铸性好）可铸性好）可铸性好）可铸性好（3 3 3 3）收缩率低）收缩率低）收缩率低）收缩率低3.3.3.3.热压铸成型的特点热压铸成型的特点热压铸成型的特点热压铸成型的特点 适用于外形复杂、精密度高的中小型制品。适用于外形复杂、精密度高的中小型制品。适用于外
5、形复杂、精密度高的中小型制品。适用于外形复杂、精密度高的中小型制品。其成型设备不复杂，模具磨损小，操作方便，生其成型设备不复杂，模具磨损小，操作方便，生其成型设备不复杂，模具磨损小，操作方便，生其成型设备不复杂，模具磨损小，操作方便，生产效率高。热压铸成型的缺点是，工序较繁，耗产效率高。热压铸成型的缺点是，工序较繁，耗产效率高。热压铸成型的缺点是，工序较繁，耗产效率高。热压铸成型的缺点是，工序较繁，耗能大，工期长，对于壁薄、大而长的制品不宜采能大，工期长，对于壁薄、大而长的制品不宜采能大，工期长，对于壁薄、大而长的制品不宜采能大，工期长，对于壁薄、大而长的制品不宜采用。用。用。用。11行业实操
6、12行业实操第十三章成型原理与成型技术13.313.3干压成型干压成型 将陶瓷粉体经过塑化、造粒，制将陶瓷粉体经过塑化、造粒，制备成流动性好、粒配合适的粉料，装入备成流动性好、粒配合适的粉料，装入模具内，通过压机的柱塞施以外加压力，模具内，通过压机的柱塞施以外加压力，使粉料压制成一定形状的坯体。使粉料压制成一定形状的坯体。13.3.113.3.1塑化与造粒工艺塑化与造粒工艺 通过造粒工艺，把陶瓷粉料制通过造粒工艺，把陶瓷粉料制成具有良好流动性和一定强度的颗粒成具有良好流动性和一定强度的颗粒（同时具有一定的粘性），以便干压成（同时具有一定的粘性），以便干压成型型。13行业实操塑化原理14行业实操
7、15行业实操16行业实操17行业实操18行业实操第十三章成型原理与成型技术3 3干压成型对粒料的工艺要求干压成型对粒料的工艺要求n n粒度和粒度分布粒度和粒度分布 压制大的坯件，粒料可适当粗些，压制大的坯件，粒料可适当粗些，较小的坯件，粒料需稍细。粒度不当，成较小的坯件，粒料需稍细。粒度不当，成型的坯件密度低，强度差。粒料过细，坯型的坯件密度低，强度差。粒料过细，坯件易出现起层（层裂）现象。件易出现起层（层裂）现象。n n粒料的流动性粒料的流动性 粒料的自然息角粒料的自然息角越小，流动性越小，流动性越好。越好。19行业实操第十三章成型原理与成型技术13.3.213.3.2干压成型方法干压成型方
8、法 （1 1）单向加压）单向加压 （2 2）双向加压）双向加压13.3.313.3.3干压成型应注意的问题干压成型应注意的问题 坯件的密度称为成型密度。成型密坯件的密度称为成型密度。成型密度愈均匀愈好。度愈均匀愈好。 控制因素：控制因素：（1 1）成型压力的大小）成型压力的大小（2 2）加压速度与保压时间）加压速度与保压时间20行业实操21行业实操第十三章成型原理与成型技术13.3.413.3.4干压成型的特点干压成型的特点 由于坯料中含水或其它粘合剂比较少，由于坯料中含水或其它粘合剂比较少，由于坯料中含水或其它粘合剂比较少，由于坯料中含水或其它粘合剂比较少，干压成型的坯体致密度高，尺寸比较精
9、确，烧成干压成型的坯体致密度高，尺寸比较精确，烧成干压成型的坯体致密度高，尺寸比较精确，烧成干压成型的坯体致密度高，尺寸比较精确，烧成收缩小，瓷件的机械强度高，电性能好。主要用收缩小，瓷件的机械强度高，电性能好。主要用收缩小，瓷件的机械强度高，电性能好。主要用收缩小，瓷件的机械强度高，电性能好。主要用于圆形、薄片状的简单形状制品。于圆形、薄片状的简单形状制品。于圆形、薄片状的简单形状制品。于圆形、薄片状的简单形状制品。22行业实操第十三章成型原理与成型技术23行业实操第十三章成型原理与成型技术13.413.4等静压成型等静压成型 等静压成型又称静水压成型，等静压成型又称静水压成型，它是利用液体
10、介质不可压缩性和均匀传它是利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力性的一种成型方法递压力性的一种成型方法 。n n冷等静压成型冷等静压成型 n n热等静压成型热等静压成型24行业实操第十三章成型原理与成型技术13.4.113.4.1湿式等静压成型湿式等静压成型 先将配好的坯料装入塑料或橡先将配好的坯料装入塑料或橡胶做成的弹性模具内，置于高压容器内，胶做成的弹性模具内，置于高压容器内，密封后，注入高压液体介质，压力传递密封后，注入高压液体介质，压力传递至弹性模具对坯料加压。然后释放压力至弹性模具对坯料加压。然后释放压力取出模具，并从模具取出成型好的坯件。取出模具，并从模具取出成型好的坯件。 传压液体
11、可用水、甘油或重油传压液体可用水、甘油或重油等。弹性模具材料应选用弹性好、抗油等。弹性模具材料应选用弹性好、抗油性好的橡胶或类似的塑料。性好的橡胶或类似的塑料。25行业实操第十三章成型原理与成型技术26行业实操第十三章成型原理与成型技术13.4.213.4.2干式等静压成型干式等静压成型 干式等静压成型的模具是半固定干式等静压成型的模具是半固定式的，坯料的添加与坯件的取出都是式的，坯料的添加与坯件的取出都是在干燥状态下操作。干式等静压成型在干燥状态下操作。干式等静压成型模具，两头（垂直方向）并不加压，模具，两头（垂直方向）并不加压，适于压制长型、薄壁、管状产品。适于压制长型、薄壁、管状产品。2
12、7行业实操第十三章成型原理与成型技术13.4.313.4.3热等静压成型热等静压成型 对坯体加温加压同时进行，陶瓷致密对坯体加温加压同时进行，陶瓷致密度更度更高.特点： （1 1 1 1）适于压制形状复杂、大件且细长的新）适于压制形状复杂、大件且细长的新）适于压制形状复杂、大件且细长的新）适于压制形状复杂、大件且细长的新型陶瓷制品。型陶瓷制品。型陶瓷制品。型陶瓷制品。 （2 2 2 2）湿式等静压容器内可同时放入几个模）湿式等静压容器内可同时放入几个模）湿式等静压容器内可同时放入几个模）湿式等静压容器内可同时放入几个模具，压制不同形状的坯体。具，压制不同形状的坯体。具，压制不同形状的坯体。具，
13、压制不同形状的坯体。 （3 3 3 3）可以任意调节成型压力。）可以任意调节成型压力。）可以任意调节成型压力。）可以任意调节成型压力。 （4 4 4 4）压制产品质量高，烧成收缩小，坯件）压制产品质量高，烧成收缩小，坯件）压制产品质量高，烧成收缩小，坯件）压制产品质量高，烧成收缩小，坯件致密，不易变形。致密，不易变形。致密，不易变形。致密，不易变形。 （5 5 5 5）设备成本高，湿式等静压成型不易自）设备成本高，湿式等静压成型不易自）设备成本高，湿式等静压成型不易自）设备成本高，湿式等静压成型不易自动化生产，生产效率不高。动化生产，生产效率不高。动化生产，生产效率不高。动化生产，生产效率不高
14、。28行业实操第十三章成型原理与成型技术29行业实操第十三章成型原理与成型技术第十三章成型原理与成型技术13.513.5挤压成型挤压成型将经真空练制的泥料，置于挤制机内，将经真空练制的泥料，置于挤制机内，通过挤制机的机嘴，挤压出各种形状的坯体。通过挤制机的机嘴，挤压出各种形状的坯体。13.5.113.5.1挤压成型泥料的性能要求挤压成型泥料的性能要求 （1 1）粉料有足够的细度和圆润的外形。）粉料有足够的细度和圆润的外形。 （2 2）溶剂、增塑剂等用量要适当）溶剂、增塑剂等用量要适当。30行业实操第十三章成型原理与成型技术13.5.213.5.2挤压成型的特点挤压成型的特点 挤压成型适于连续化
15、批量生挤压成型适于连续化批量生产，生产效率高，环境污染小，易于自产，生产效率高，环境污染小，易于自动操作。但机嘴结构复杂，加工精度要动操作。但机嘴结构复杂，加工精度要求高，耗泥量多，制品烧成收缩大。挤求高，耗泥量多，制品烧成收缩大。挤压成型适于挤制直径压成型适于挤制直径1 130mm30mm的管、棒的管、棒形制品（细管壁厚小至形制品（细管壁厚小至0.2mm0.2mm），或用），或用以挤制径幅以挤制径幅800mm 800mm 、100100200200孔孔/cm2/cm2的的蜂窝状、筛格式穿孔瓷筒。蜂窝状、筛格式穿孔瓷筒。31行业实操第十三章成型原理与成型技术32行业实操33行业实操第十三章成型
16、原理与成型技术13.613.6注射成型注射成型注射成型是将瓷粉和有机粘结注射成型是将瓷粉和有机粘结剂混合后，经剂混合后，经注射成型机，在注射成型机，在130130300300温度下将瓷料注射到金属模温度下将瓷料注射到金属模腔内。待冷却后，粘结剂固化，便腔内。待冷却后，粘结剂固化，便可取出毛坯而成型。可取出毛坯而成型。（P51P51，图，图18-18-1 1）34行业实操第十三章成型原理与成型技术n n注射成型的注射成型的特点特点 注射成型法可以成型形状复杂的注射成型法可以成型形状复杂的制品。毛坯尺寸和烧结后实际尺寸的精制品。毛坯尺寸和烧结后实际尺寸的精确度高，尺寸公差在确度高，尺寸公差在1%1
17、%以内，而干压成以内，而干压成型为型为1%1%2%2%，注浆成型法，注浆成型法5%5%。注射。注射成型工艺的周期为成型工艺的周期为101090s90s，工艺简单，工艺简单，成本低，压坯密度均匀，适于复杂零件成本低，压坯密度均匀，适于复杂零件的自动化大批量生产。但是它脱脂时间的自动化大批量生产。但是它脱脂时间较长，金属模具昂贵，设计较困难。较长，金属模具昂贵，设计较困难。35行业实操36行业实操37行业实操第十三章成型原理与成型技术13.713.7轧膜成型轧膜成型 轧膜成型是将准备好的陶瓷粉料，拌以轧膜成型是将准备好的陶瓷粉料，拌以轧膜成型是将准备好的陶瓷粉料，拌以轧膜成型是将准备好的陶瓷粉料，
18、拌以一定量的有机粘结剂（如聚乙烯醇等）和溶剂，一定量的有机粘结剂（如聚乙烯醇等）和溶剂，一定量的有机粘结剂（如聚乙烯醇等）和溶剂，一定量的有机粘结剂（如聚乙烯醇等）和溶剂，通过粗轧和精轧成膜后再进行冲片成型。通过粗轧和精轧成膜后再进行冲片成型。通过粗轧和精轧成膜后再进行冲片成型。通过粗轧和精轧成膜后再进行冲片成型。轧膜成型的工艺流程如下轧膜成型的工艺流程如下轧膜成型的工艺流程如下轧膜成型的工艺流程如下：38行业实操第十三章成型原理与成型技术n n粗轧是将粉料、粘结剂和溶剂等成粗轧是将粉料、粘结剂和溶剂等成分置于两辊轴之间充分混合混练均匀，分置于两辊轴之间充分混合混练均匀，伴随着吹风，使溶剂逐渐
19、挥发，形成一伴随着吹风，使溶剂逐渐挥发，形成一层厚膜。精轧是逐步调近轧辊间距，多层厚膜。精轧是逐步调近轧辊间距，多次折叠，次折叠，9090转向反复轧练，以达到良转向反复轧练，以达到良好的均匀度、致密度、光洁度和厚度。好的均匀度、致密度、光洁度和厚度。轧好的坯片，在一定湿度的环境中储存，轧好的坯片，在一定湿度的环境中储存，防止干燥脆化，最后在冲片机上冲压成防止干燥脆化，最后在冲片机上冲压成型。型。n n轧膜成型用塑化剂轧膜成型用塑化剂 轧膜成型用塑化剂由粘合剂、增轧膜成型用塑化剂由粘合剂、增塑剂和溶剂所组成（塑剂和溶剂所组成（P23P23，表，表13-413-4）。）。39行业实操第十三章成型原
20、理与成型技术 轧膜成型对粉料粒度的要求是越细越轧膜成型对粉料粒度的要求是越细越圆润，含粘合剂量越多，轧辊的精度要圆润，含粘合剂量越多，轧辊的精度要求也越高。求也越高。n n轧膜成型的轧膜成型的特点特点 轧膜成型具有工艺简单、生产效率高、轧膜成型具有工艺简单、生产效率高、膜片厚度均匀、生产设备简单、粉尘污膜片厚度均匀、生产设备简单、粉尘污染小、能成型厚度很薄的膜片等优点。染小、能成型厚度很薄的膜片等优点。但用该法成型的产品干燥收缩和烧成收但用该法成型的产品干燥收缩和烧成收缩较干压制品的大。缩较干压制品的大。40行业实操第十三章成型原理与成型技术13.813.8流延成型流延成型 流延成型又称带式浇
21、注法、刮流延成型又称带式浇注法、刮刀法，是一种目前比较成熟的能够获得刀法，是一种目前比较成熟的能够获得高质量、超薄型瓷片的成型方法高质量、超薄型瓷片的成型方法必要时添加抗聚凝剂、除必要时添加抗聚凝剂、除泡剂、烧结促进剂等进行湿式混磨；再泡剂、烧结促进剂等进行湿式混磨；再加入粘合剂、增塑剂、润滑剂等进行混加入粘合剂、增塑剂、润滑剂等进行混磨以形成稳定的、流动性良好的浆料。磨以形成稳定的、流动性良好的浆料。41行业实操第十三章成型原理与成型技术 42行业实操第十三章成型原理与成型技术13.8.1成型方法成型方法 流延成型时，料浆从料斗下部流至流延成型时，料浆从料斗下部流至向前移动着的薄膜载体之上，
22、坯片的厚度由向前移动着的薄膜载体之上，坯片的厚度由刮刀控制，坯膜连同载体进入巡回热风烘干刮刀控制，坯膜连同载体进入巡回热风烘干室，烘干温度必须在浆料熔剂的沸点之下，室，烘干温度必须在浆料熔剂的沸点之下，否则会使膜坯出现气泡，或由于湿度梯度太否则会使膜坯出现气泡，或由于湿度梯度太大而产生裂纹。从烘干室出来的膜坯中还保大而产生裂纹。从烘干室出来的膜坯中还保留一定的溶剂，连同载体一起卷轴待用，并留一定的溶剂，连同载体一起卷轴待用，并在储存过程中使膜坯中的溶剂分布均匀，消在储存过程中使膜坯中的溶剂分布均匀，消除湿度梯度。最后用流延的薄坯片按所需形除湿度梯度。最后用流延的薄坯片按所需形状进行切割、冲片或
23、打孔。状进行切割、冲片或打孔。43行业实操第十三章成型原理与成型技术13.8.2流延成型的特点流延成型的坯料因溶剂和粘合剂等含量高，因此坯体密度小，烧成收缩率有时高达20%21%。流延成型法主要用以制取超薄型陶瓷基片等。44行业实操第十三章成型原理与成型技术13.913.9其它成型方法其它成型方法13.9.113.9.1纸带成型法纸带成型法 它与流延成型法有些类似，以它与流延成型法有些类似，以一卷具有韧性的、低灰分的纸（如电容一卷具有韧性的、低灰分的纸（如电容纸）带作为载体。让这种纸带以一定的纸）带作为载体。让这种纸带以一定的速度通过泥浆槽速度通过泥浆槽 , ,粘附上合适厚度的浆粘附上合适厚度
24、的浆料。通过烘干区并形成一层薄瓷坯，卷料。通过烘干区并形成一层薄瓷坯，卷轴待用。在烧结过程中，这层低灰分衬轴待用。在烧结过程中，这层低灰分衬纸几乎被彻底燃尽而不留痕迹。纸几乎被彻底燃尽而不留痕迹。45行业实操第十三章成型原理与成型技术13.9.213.9.2滚压成型法滚压成型法 它与轧膜成型有些相似，是以热它与轧膜成型有些相似，是以热塑性有机高分子物质作为粘合载体，将塑性有机高分子物质作为粘合载体，将载体与陶瓷粉料放在一起，加入封闭式载体与陶瓷粉料放在一起，加入封闭式混练器进行混练，练好后再进入热轧辊混练器进行混练，练好后再进入热轧辊合，轧制成一定厚度引出，用冷空气进合，轧制成一定厚度引出，用
25、冷空气进行冷却，然后卷轴待用。行冷却，然后卷轴待用。46行业实操第十三章成型原理与成型技术13.9.313.9.3印刷成型法印刷成型法 将超细粉料、粘合剂、润滑剂、溶剂等将超细粉料、粘合剂、润滑剂、溶剂等充分混合，调制成流动性很好的稀浆料，充分混合，调制成流动性很好的稀浆料，然后采用丝网漏印法，即可印出一层极薄然后采用丝网漏印法，即可印出一层极薄的坯料。的坯料。每印刷一次瓷浆，约可得每印刷一次瓷浆，约可得6m6m厚厚的坯层，通常必须重复印的坯层，通常必须重复印2 23 3次，方能达次，方能达到必要的厚度和良好的匀度。到必要的厚度和良好的匀度。47行业实操48行业实操第十三章成型原理与成型技术1
26、3.9.413.9.4喷涂成型法喷涂成型法 此法所用的浆料与流延法、印刷法相此法所用的浆料与流延法、印刷法相似，但必须调得更稀一些，以便利用压缩空气似，但必须调得更稀一些，以便利用压缩空气通过喷嘴，能使之形成雾粒通过喷嘴，能使之形成雾粒。喷涂时以事先刻喷涂时以事先刻制好的掩膜，挡住不应喷涂的部分，到一定程制好的掩膜，挡住不应喷涂的部分，到一定程度可让其干燥，干后再作第二次、第三次喷涂，度可让其干燥，干后再作第二次、第三次喷涂，到达预定厚度时，再更换掩膜，喷上所需的另到达预定厚度时，再更换掩膜，喷上所需的另一浆料。按这种金属浆料和陶瓷浆料，反复更一浆料。按这种金属浆料和陶瓷浆料，反复更换掩膜，交
27、替喷上，以获得独石电容器的结构。换掩膜，交替喷上，以获得独石电容器的结构。49行业实操第十三章成型原理与成型技术13.9.513.9.5爆炸成型法爆炸成型法 炸药爆炸后，在几微秒内产生的冲击压力可达1106MPa。巨大的压力，以极快的速度作用在粉末体上，使压坯获得接近理论密度和很高的强度。50行业实操作业作业n n请描述注浆成型、热压铸成型与注射成型请描述注浆成型、热压铸成型与注射成型共同点与各自的特点？共同点与各自的特点？n n现代陶瓷粉料增塑性原理？现代陶瓷粉料增塑性原理？n n对于形状较复杂的对于形状较复杂的iCiC陶瓷刀具应采用何陶瓷刀具应采用何种成型方法组合种成型方法组合？51行业实操
