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1、CLYCLY20082008本次课主讲内容和教学目标本次课主讲内容和教学目标第九章 陶瓷的成型9.1 可塑成型9.2 注浆成型重点掌握可塑泥料的流变性和可塑性机理；影响可塑成型的因素；注浆成型的工艺原理；熟悉可塑和注浆成型的各种工艺和相关设备； CLYCLY20082008第九章第九章 陶瓷的成型陶瓷的成型 陶瓷的成型就是利用各种工艺方法将坯料制成具有一定形状和强度的坯体的过程。可塑性好的坯可塑性好的坯料，形状简单，料，形状简单，产量大产量大形状复杂或较大，形状复杂或较大，壁薄，产量小壁薄，产量小尺寸精确，致尺寸精确，致密度高密度高 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本章
2、教学内容CLYCLY20082008掌握：陶瓷可塑成型、注浆成型和压制成型 的工艺原理和主要工艺方法； 熟悉：传统成型方法的工艺路线和相关设备 以及优缺点； 新型的成型工艺的种类和特点； 本章教学目标了解：陶瓷的成型模具的种类CLYCLY20082008第一节第一节 可塑成型可塑成型 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。坯的成型方法。CLYCLY20082008弹性变形假塑性变形开裂破坏9.1.1 9.1.1 可塑泥团的流变特
3、性可塑泥团的流变特性掌握CLYCLY20082008屈服值屈服值y和最大变形量和最大变形量 p可塑指数：可塑指数：y p9.1.2 9.1.2 可塑性可塑性吸附阳离子吸附阳离子：H+-粘土粘土Al3+Ba2+Mg2+Ca2+NH4+K+Na+Li+-粘土粘土影响可塑性的因素：影响可塑性的因素：液相含量与性质；液相含量与性质；颗粒尺寸和形状：颗粒尺寸和形状： 颗粒越细，可塑性越好；颗粒越细，可塑性越好；矿物种类：颗粒细，片状结构，水膜较厚；矿物种类：颗粒细，片状结构，水膜较厚；掌握CLYCLY200820081雕塑和拉坯：手工，适于形状特殊的制品雕塑和拉坯：手工，适于形状特殊的制品. .9.1.
4、3 9.1.3 可塑可塑成型工艺成型工艺熟悉CLYCLY200820082 2旋压成型：利用旋转的石膏模与样板刀进行成型，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。分为外旋和内旋。优点：优点：设备简单、适应设备简单、适应性强，性强，适于成型杯、盘适于成型杯、盘子、碟子等制品，以及子、碟子等制品，以及大型深孔制品大型深孔制品缺点：缺点：成型质量不高，成型质量不高，劳动强度大，要有一定劳动强度大，要有一定的操作技术，效率低等。的操作技术，效率低等。CLYCLY200820083 3滚压成型：由旋压发展而来，分外滚和内滚。滚压成型：由旋压发展而来，分外滚和内滚。优点：优点：坯体结构
5、均匀，致密，强度大，表面光滑，产坯体结构均匀，致密，强度大，表面光滑，产量大，适于自动化生产。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CLYCLY20082008CLYCLY200820084 4挤压成型：由挤制机将泥料挤压成各种管状、棒状、挤压成型：由挤制机将泥料挤压成各种管状、棒状、及断面和中孔一致的产品及断面和中孔一致的产品. .活塞式挤压机活塞式挤压机CLYCLY20082008螺旋式挤压机螺旋式挤压机CLYCLY20082008优点：优点：连续化生产，效连续化生产，效率高，操作简单。适于率高，操作简单。适于挤制直径挤制直径1-30 mm的管、的管、棒形制品，或各种蜂窝棒
6、形制品，或各种蜂窝状，筛格式筒状制品状，筛格式筒状制品。缺点：缺点：坯体形状简单，坯体形状简单，坯体易变形，机嘴结构坯体易变形，机嘴结构复杂，加工精度高，制复杂，加工精度高，制品烧成收缩大。品烧成收缩大。CLYCLY200820085.5.注射成型：脊性料和有机添加剂混合后用注射成型机注射成型：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。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，适于复杂形高，注射周期短，可自动化生产，适于复杂形状的大型制品。状的大型制品。缺点：缺
7、点：脱脂时间长脱脂时间长(7296h），金属模具贵，设计困难金属模具贵，设计困难 CLYCLY200820086 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将泥料放在模型内，常温下通过调节模内压力使泥料挤压成型。压力使泥料挤压成型。优点：优点：坯体致密，自动程度高，适于非旋转对称制品；坯体致密，自动程度高，适于非旋转对称制品；缺点：缺点：需要高强度模具需要高强度模具，如多孔性树脂模、多孔金属模，如多孔性树脂模、多孔金属模，成本高。成本高。 CLYCLY200820087.7.轧膜成型：将粉料与有机粘合剂混合，通过粗轧和轧膜成型：将粉料与有机粘合剂混合，通过粗轧和精轧成膜片。
8、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，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，适于大批量生产致密，生产设备简单，适于大批量生产1 1mmmm以下以下的薄片产品。的薄片产品。缺点：缺点：干燥收缩和烧成收缩较大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CLYCLY20082008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，干燥收缩后脱性使泥浆均匀粘附在模壁上，干燥收缩后脱模取出。模取出。优点：优点：坯体结构均匀
9、，适应性强，投资小，坯体结构均匀，适应性强，投资小，适用于形状适用于形状复杂、不规则的、薄的、体积较大且尺寸要求不复杂、不规则的、薄的、体积较大且尺寸要求不严的物件严的物件，如花瓶，汤碗，茶壶等。，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，模型用量大收缩大，生产时间长，占地面积大，模型用量大CLYCLY20082008固相含量固相含量, ,颗粒尺寸和形状颗粒尺寸和形状温度：粘度减小，缩短脱水时间，增大强度温度：粘度减小，缩短脱水时间，增大强度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：影响结构层中阳离子水化膜厚度原料干燥温度：影响结构层中阳离子水化膜厚
10、度泥浆粘度；0液体介质粘度；C泥浆浓度；n, m, k1, k2常数9.2.19.2.1泥浆的成型性能泥浆的成型性能掌握CLYCLY20082008 pH值Al(OH)3=Al3+ +3OH- (酸性溶液）酸性溶液）2Al(OH)3 =3AlO2- +6H+ (碱性溶液）碱性溶液）CLYCLY20082008有机胶体和表面活性剂的吸附有机胶体和表面活性剂的吸附阿拉伯树胶用量少时，粘附胶粒多而聚沉；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保护膜；在胶粒表面形成有机亲水保护膜；CLYCL
11、Y200820082 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泥浆水分受到模型毛细作用向模型渗入的速度入的速度. .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； 讨论：讨论：怎么提高吸浆速度？怎么提高吸浆速度？CLYCLY20082008本次课主讲内容和教学目标本次课主讲内容和教学目标第九章 陶瓷的成型9.1 注浆成型9.2 压制成型9.3 成型模具重点掌握注浆成型和压制成型的工艺原理；熟悉注浆和压制成型的各种工艺和相关设备；了解成型模具的种类和特点； CLYCLY
12、200820083 3、触变性、触变性: : 保持适当的触变性，即有利于料浆的运输与浇注，保持适当的触变性，即有利于料浆的运输与浇注，又又要求脱模后坯体不致受轻微震荡而变形软塌。要求脱模后坯体不致受轻微震荡而变形软塌。 提高吸浆速度的方法：提高吸浆速度的方法：减少模壁阻力；减少模壁阻力；减少坯料阻力；减少坯料阻力； 减少塑性原料，增加瘠性原料，增大颗粒尺寸；减少塑性原料，增加瘠性原料，增大颗粒尺寸；提高泥浆和模型的温度；提高泥浆和模型的温度；提高吸浆过程的推动力；提高吸浆过程的推动力；CLYCLY200820081 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
13、太大，泥浆浓度稍小，稳定性要高，触变性不能太大，粒度要细，粒度要细，适于薄壁小型坯件。适于薄壁小型坯件。9.2.2 9.2.2 注浆注浆成型工艺成型工艺熟悉CLYCLY20082008CLYCLY200820082.2.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，粒度也泥浆可比空心注浆浓，触变性可稍大，粒度也可以稍大，可以稍大，适于内外表面形状、花纹不同地厚适于内外表面形状、花纹不同地厚壁、大件制品的成型。壁、大件制品的成型。CLYCLY20082008微压注浆微压注浆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
14、加致密度，缩短时间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厚度均匀，坯体致密，适于旋转体模型注浆CLYCLY20082008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。 CLYCLY200820084.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，经干燥形成一定厚度的均到支撑面上，形成浆膜，经干燥形成一定厚度的均匀的素坯膜的
15、一种料浆成型方法。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:CLYCLY20082008优点：优点：设备不太复杂，工艺稳定，可连续生产，效率高，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自动化程度高，坯膜性能均一且易于控制, , 适于适于制造超薄形陶瓷器件，氧化铝陶瓷基片等。制造超薄形陶瓷器件，氧化铝陶瓷基片等。缺点：缺点：坯体密度小，收缩性高。坯体密度小，收缩性高。CLYCLY200820085.热压铸成型 利用利用含蜡料浆含蜡料浆加热熔化后具有流动性和塑性，冷却后加热熔化后
16、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。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热压铸机压入模型冷却形成坯体脱脂煅烧工艺过程工艺过程:CLYCLY20082008优点：优点：设备简单，操作设备简单，操作方便，生产效率高，模方便，生产效率高，模具磨损小，寿命长，适具磨损小，寿命长，适合形状复杂，精度要求合形状复杂，精度要求高的中小型产品。高的中小型产品。缺点：缺点：工序复杂，能耗工序复杂，能耗大，工期长，大而长的大，工期长，大而长的薄壁制品不适合。薄壁制品不适合。注浆压力：注浆压力：0.3-0.5MPa压注时间：压注时间：0.1-0.2s
17、CLYCLY20082008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成型。工艺简单，密度高，收缩中加较高压力成型。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。小，尺寸精确，不利于压制复杂形状的制品。 CLYCLY20082008粉粉料料堆堆积积的的拱拱桥桥效效应应9.3.19.3.1粉料的工艺性质粉料的工艺性质 掌握（1 1）粒度和粒径分布；）粒度和粒径分布； 压缩空气，产生层裂；压缩空气，产生层裂； 讨论：讨论：为什么细粉料为什么细粉料压不致密？压不致密？克服的方法：
18、进行造粒。克服的方法：进行造粒。 粉料的拱桥效应；粉料的拱桥效应；CLYCLY20082008（3 3）粉料的含水率；太大会粘模，太小坯体密度不够。）粉料的含水率；太大会粘模，太小坯体密度不够。（2 2）粉料的流动性。）粉料的流动性。自自然然堆堆积积的的外外形形安息角越小，流动性越好。安息角越小，流动性越好。CLYCLY20082008 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 坯体强度与压力的关系坯体强度与压力的关系 调节粒径分布，延长加压时间，增加粉料流动性9.3.29.3.2压制过程中的坯体变化压制过程中的坯体变化 掌握CLYCLY20082008（2）压力分布）压力分布粉料
19、间的抗力粉料模壁间的摩擦力单面加压单面加压: :H/DH/D越大，压力分布越大，压力分布越不均匀；越不均匀；离开加压面越远，压离开加压面越远，压力越小；力越小；适于瓷砖、地面砖。适于瓷砖、地面砖。CLYCLY20082008CLYCLY20082008CLYCLY20082008 成型压力：成型压力： 坯坯体体的的形形状状，高高度度，粉粉体体的的流流动动性性，坯坯体体致致密密度度等，等，工业成型工业成型4040100100MPaMPa。 加压速度和时间：加压速度和时间： 加压方式：加压方式：9.3.3 9.3.3 加压制度加压制度 熟悉CLYCLY20082008分层：压力轴向分布不均而引起轴
20、向回弹力分层：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：卸压应该缓慢；卸压应该缓慢；减小压力和物料厚径比；减小压力和物料厚径比；减小物料模壁摩擦力；减小物料模壁摩擦力；保持模具光洁度减小模具磨损量；保持模具光洁度减小模具磨损量；9.3.49.3.4压制成型的宏观缺陷及控制压制成型的宏观缺陷及控制 熟悉CLYCLY20082008本次课主讲内容和教学目标本次课主讲内容和教学目标第九章 陶瓷的成型9.2 压制成型 9.3 成型模具第十章 陶瓷的干燥第十一章 釉料的制备及施釉11.1 釉的分类重点掌握坯体中水的构成；
21、干燥过程中排水的机理与过程；熟悉压制成型和干燥的各种工艺和相关设备；了解成型模具的种类和特点；干燥缺陷； CLYCLY200820085.5.压制成型工艺压制成型工艺 (1)(1)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9.3.59.3.5压制成型工艺压制成型工艺 熟悉CLYCLY20082008摩擦压力机摩擦压力机: : 加压速度快加压速度快, ,保压时间短保压时间短, ,不利于厚坯不利于厚坯; ; 多次加压；多次加压；“一轻一轻, ,二重二重, ,慢提起慢提起”成型设备：成型设备：CLYCLY20082008液压机液压机: :压力恒定压力恒定; ;保压时间长；保压时
22、间长；工作时间长；适于厚坯；工作时间长；适于厚坯；CLYCLY20082008CLYCLY20082008 (2) (2)等静压成型等静压成型 利用液体介质的利用液体介质的不可压缩性和均匀传递压力不可压缩性和均匀传递压力的特性来的特性来实现均匀施压成型，压力均匀实现均匀施压成型，压力均匀, ,坯体密度大坯体密度大, ,强度高强度高, , 尺寸精确尺寸精确, ,模具制备简单，但投资大，操作复杂。模具制备简单，但投资大，操作复杂。 湿袋法适用范围广，湿袋法适用范围广，制备形状复杂和特大制品等，制备形状复杂和特大制品等，但操作复杂，不能连续生产但操作复杂，不能连续生产；干袋法操作简单，效率高，对柱状
23、或管状构件适合，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。但受压不如湿袋法均匀。CLYCLY20082008第四节第四节 成型模具成型模具 根据坯体的收根据坯体的收缩和加工余量缩和加工余量加以放大加以放大只能向水中加石膏只能向水中加石膏, , 可加入少量纸浆废可加入少量纸浆废液等增加流动性液等增加流动性种模表面涂种模表面涂隔离剂隔离剂,初初凝和硬化凝和硬化9.9. .石膏模具石膏模具 了解模模CLYCLY20082008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(
24、消除针孔,硬块)合成树脂增强(提高强度)CLYCLY20082008塑料模具塑料模具: : 热塑性合成树脂热塑性合成树脂, , 强度高强度高, ,耐磨耐腐耐磨耐腐蚀蚀, ,吸水慢吸水慢, ,使用温度低使用温度低; ;无机填料模具无机填料模具: : 热固性树脂热固性树脂+ +无机填料无机填料, , 强度高强度高, ,吸水性好吸水性好, ,耐热能力好耐热能力好; ;素陶模具素陶模具: : 高岭土高岭土+ +粘合剂粘合剂+ +气孔形成剂气孔形成剂, , 吸水率吸水率好好, , 强度高强度高, , 易变形；易变形；金属填料模具金属填料模具: : 金属填料金属填料+ +热固性树脂热固性树脂, ,导电导电, , 导导热性好；热性好；9.9. .新型多孔模具新型多孔模具了解CLYCLY20082008总结与回顾总结与回顾可塑成型的流变性和可塑性；可塑成型的流变性和可塑性；传统可塑成型的工艺方法；传统可塑成型的工艺方法；影响泥浆流动性的因素；提高注浆速度的方法；影响泥浆流动性的因素；提高注浆速度的方法；传统和强化注浆方法；传统和强化注浆方法；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影响粉料性质的因素；压制成型的方法；影响粉料性质的因素；压制成型的方法；
