粉体材料的成型

一、可塑成型
定义：可塑成型是指对具有一定可塑能力的泥料，如可塑坯料， 定义：可塑成型是指对具有一定可塑能力的泥料，如可塑坯料， 进行加工成型的工艺过程 日用陶瓷生产中有手捏、雕塑、印坯、拉坯、挤压、 日用陶瓷生产中有手捏、雕塑、印坯、拉坯、挤压、 刀压（旋压）和滚压等方法。 刀压（旋压）和滚压等方法。 挤制成型也属可塑法成型，多用于工业陶瓷的生产。 挤制成型也属可塑法成型，多用于工业陶瓷的生产。
Ⅲ. 模型质量要保证要求
石膏模型应外形圆正，厚薄均匀，干湿一致。 石膏模型应外形圆正，厚薄均匀，干湿一致。 工作表面应光润、无空洞。使用时， 工作表面应光润、无空洞。使用时，含水率应不低 于4％，但也不高于14%。并根据模型质量和使用情况 ％，但也不高于 但也不高于14%。 进行定期成批更换. 进行定期成批更换.
（2）影响注浆成型的主要因素 泥浆性能、模型的吸水能力、 泥浆性能、模型的吸水能力、泥浆压力
泥浆性能是影响成坯速度、坯体保形性和离模性能 泥浆性能是影响成坯速度、 的主要因素。 的主要因素。 模型的吸水能力与模型的气孔率及模壁厚度有关。 模型的吸水能力与模型的气孔率及模壁厚度有关。 增大泥浆压力能显著提高吸浆成坯速度。 增大泥浆压力能显著提高吸浆成坯速度。
（3）塑性挤压成型（塑压成型） 塑性挤压成型（塑压成型）
Ⅰ. 成型过程 Ⅱ. 塑压成型模具 Ⅲ. 对泥料的要求
Ⅰ. 成型过程
塑性挤压成型简称塑压成型。 塑性挤压成型简称塑压成型。 它是将可塑泥料置于底模(阴模) 它是将可塑泥料置于底模(阴模)中；塑压时将上模(阳 塑压时将上模( 模)与底模对面施压在挤压力的作用下，泥料均匀展开充 与底模对面施压在挤压力的作用下， 填于底模与上模所构成的空隙中而成坯。两个模具间的 填于底模与上模所构成的空隙中而成坯。 空隙决定了坯体的形状、大小和厚度。 空隙决定了坯体的形状、大小和厚度。塑压成型在工业 陶瓷生产中早已采用，如用冷模(或热模)来生产悬式及针 陶瓷生产中早已采用，如用冷模(或热模) 式瓷绝缘子。 式瓷绝缘子。
干压法成型：粉状坯料具有少量水分或粘结剂， 干压法成型：粉状坯料具有少量水分或粘结剂，
在模型中用较高的压力成型。 在模型中用较高的压力成型。
成型方法的选择： 成型方法的选择： 1. 产品的形状、大小、厚度等。 产品的形状、大小、厚度等。 2. 坯料的性能。 坯料的性能。 3. 产品的产量和质量要求。 产品的产量和质量要求。 4. 设备要简单，劳动强度要小。 设备要简单，劳动强度要小。 5. 经济效果要好。 经济效果要好。
（2）成型工艺对流变特性的要求 泥料的流变特性，决定泥料的成型能力及其操作适应性， 泥料的流变特性，决定泥料的成型能力及其操作适应性， 通过屈服值 延展量这两个重要参数进行描述 屈服值和 这两个重要参数进行描述。 通过屈服值和延展量这两个重要参数进行描述。 对同一坯料，屈服值和延展量随含水率不同而相互转化， 对同一坯料，屈服值和延展量随含水率不同而相互转化， 但其乘积值变化不大。因此， 但其乘积值变化不大。因此，可用屈服值与破裂前延展变形量 的乘积来评价泥料的成型能力。积值越高，泥料成型适应能力 的乘积来评价泥料的成型能力。积值越高， 越好。 越好。 在生产实际中，可通过变更或调整泥料配方的主粘土种 在生产实际中，可通过变更或调整泥料配方的主粘土种 类和配比，来调节泥料的流变特性参数，使其屈服值与延展 类和配比，来调节泥料的流变特性参数， 变形量满足各种成型工艺方法的要求。 变形量满足各种成型工艺方法的要求。
成型方法的种类与选择
可塑法成型：使用的坯料是呈可塑状态的泥团， 可塑法成型：使用的坯料是呈可塑状态的泥团，
其含水量约为泥团重量的18~26％。 其含水量约为泥团重量的18~26％。
成型方法
注浆法成型：泥浆含水量高达30％以上， 注浆法成型：泥浆含水量高达 ％以上，通过
浇注在多孔模型中进行成型。 浇注在多孔模型中进行成型。
2. 可塑成型的方法
（1）刀压成型（旋压成型） 刀压成型（旋压成型） （2）滚压成型 （3）塑性挤压成型（塑压成型） 塑性挤压成型（塑压成型）
（1）刀压成型（旋压成型） 刀压成型（旋压成型）
Ⅰ. 成型过程 Ⅱ. 对泥料的要求 Ⅲ.模型质量要求
I. 成型过程
刀压成型也称旋压成型。它 刀压成型也称旋压成型。 是利用型刀和石膏模型进行成型 的一种方法。 的一种方法。 刀压成型， 刀压成型，根据模型工作面 的形状不同，有阴模和阳模之分。 的形状不同，有阴模和阳模之分。
II. 泥浆触变性
泥浆的触变性指泥浆在外力作用下，流动性暂时增加， 泥浆的触变性指泥浆在外力作用下，流动性暂时增加，外力去 除后具有缓慢可逆的性质（或是指泥浆在静置后变稠， 除后具有缓慢可逆的性质（或是指泥浆在静置后变稠，而一经搅拌 又立即恢复流动的性质）。 又立即恢复流动的性质）。 触变性太大，输送的困难，注成的坯件易变形和软塌。 触变性太大，输送的困难，注成的坯件易变形和软塌。 触变性太小，泥浆悬浮性较差，模内难以形成一定厚度的坯体， 触变性太小，泥浆悬浮性较差，模内难以形成一定厚度的坯体， 成坯后脱模也困难。 成坯后脱模也困难。
破裂 点ห้องสมุดไป่ตู้屈服点
塑性泥料的应力－应变曲线 塑性泥料的应力－
屈服值：又称塑性值， 屈服值：又称塑性值，常指塑性流体开始产生流动所需达到与超过 的临界应力值。在这个应力以下，材料呈弹性行为， 的临界应力值。在这个应力以下，材料呈弹性行为，在这个应力以 材料呈塑性行为。若含水率高则屈服值低。 上，材料呈塑性行为。若含水率高则屈服值低。
1. 可塑成型工艺原理
（1）可塑泥料的流变性特征 可塑泥料受到外力作用而 产生变形时， 弹性—塑性” 产生变形时，同时 “弹性—塑性” 的流动变形过程为流变性。 的流动变形过程为流变性。 泥料的弹性变形 泥料的弹性变形是由于所含 弹性变形是由于所含 瘠性物料与空气的弹性作用， 瘠性物料与空气的弹性作用，以 及粒子的溶剂化作用而产生的。 及粒子的溶剂化作用而产生的。 塑性变形则是粘土本身的可塑 塑性变形则是粘土本身的可塑 性赋予的。 性赋予的。
1. 注浆成型的原理
（1）成型过程
注浆成型过程可以分为吸浆成坯和巩固脱模两个阶段。 注浆成型过程可以分为吸浆成坯和巩固脱模两个阶段。 吸浆成坯和巩固脱模两个阶段 Ⅰ. 吸浆成坯阶段 由于石膏模的吸水作用，先在靠近模型的工作面上形成 由于石膏模的吸水作用， 一薄泥层，随后泥层逐渐增厚达到所要求的坯体厚度。 一薄泥层，随后泥层逐渐增厚达到所要求的坯体厚度。 Ⅱ. 巩固脱模阶段 在吸浆成坯阶段模内形成规定厚度的坯体不能立即脱模， 在吸浆成坯阶段模内形成规定厚度的坯体不能立即脱模， 而必须在模内继续放置，使坯体水分进一步降低。通常将这 而必须在模内继续放置，使坯体水分进一步降低。 一过程称作巩固过程。 一过程称作巩固过程。
Ⅲ. 对泥料的要求
泥料屈服值应低些，即含水率要稍高些。 泥料屈服值应低些，即含水率要稍高些。 一般含水率控制在23—25％为宜。 一般含水率控制在23—25％为宜。
二、注浆成型法
定义： 定义：注浆成型是指泥浆注入具有吸水性能的模具中而得到坯体 的一种成型方法。 的一种成型方法。 特点：该方法对器型的适应性较强； 特点：该方法对器型的适应性较强； 坯体致密，机械强度也高； 坯体致密，机械强度也高； 干燥收缩比较大； 干燥收缩比较大； 消耗较多的石膏模，且要占用较大的生产场地。 消耗较多的石膏模，且要占用较大的生产场地。 1. 注浆成型的原理 2. 注浆成型的方法
成型
定义：将制备好的物料（坯料）制成具有一定大小形状的 定义：将制备好的物料（坯料） 颗粒或坯体的过程称为成型。 颗粒或坯体的过程称为成型。 目的：为了满足制品形状或下一工序要求，制备好的混合 目的：为了满足制品形状或下一工序要求， 料需要成型。 料需要成型。
对水泥生产而言，立窑、立波尔窑的入窑生料，混凝土 对水泥生产而言，立窑、立波尔窑的入窑生料， 的使用需要成型； 的使用需要成型； 陶瓷生产中坯料需成要型； 陶瓷生产中坯料需成要型； 在玻璃生产中，玻璃制品需要成型。 在玻璃生产中，玻璃制品需要成型。
（2）滚压成型
Ⅰ. 成型过程与特点 Ⅱ. 对泥料的要求
Ⅰ. 成型过程与特点
滚压成型把刀压成型 的扁平型刀改为回转型的 滚压头。 滚压头。 成型时，盛放泥料的 成型时， 模型和滚压头分别绕自己 的轴线以一定速度同方向 旋转。 旋转。滚压头一面旋转一 面逐渐压入泥料， 面逐渐压入泥料，泥料受 “滚”和“压”的作用而 形成坯体。 形成坯体。
滚压成型原理示意图 1-成型初的滚压头位置，2-泥饼，3-滚压头 成型初的滚压头位置， 泥饼， 终止位置， 终止位置，4-成型的坯体 α-倾斜角，γ-1/2滚头中心角 倾斜角， 1/2滚头中心角
Ⅱ. 对泥料的要求
依成型方式 不同而异 阳模滚压较之阴模滚压，要求泥料可塑性高一些，含水率 阳模滚压较之阴模滚压，要求泥料可塑性高一些， 低一些； 低一些； 冷滚较之热滚，泥料可塑性应高一些，含水率可低一些； 冷滚较之热滚，泥料可塑性应高一些，含水率可低一些；
成型工序应满足的要求： 成型工序应满足的要求：
坯件应符合产品所要求的生坯形状和尺寸。 坯件应符合产品所要求的生坯形状和尺寸。 坯体应具有相当的机械强度，以便于后续工序的操作。 坯体应具有相当的机械强度，以便于后续工序的操作。 坯体结构均匀，且有一定的致密度。 坯体结构均匀，且有一定的致密度。 成型过程适合于多、 成型过程适合于多、快、好、省地组织生产。 省地组织生产。
阴模成型适用于生产杯、碗等 阴模成型适用于生产杯、 深型坯体； 深型坯体； 阳模成型适于生产盘碟等扁平 制品。 制品。
刀压成型示意图 a-阴模成型 b-阳模成型
Ⅱ. 对泥料的要求
泥料屈服值的大小是通过 泥料不能太硬，也就是泥料的屈服值要低些， 泥料不能太硬，也就是泥料的屈服值要低些， 。 调整含水率来达到的。 调整含水率来达到的 保证顺利延展成坯。 保证顺利延展成坯。 致使刀压成型泥料一般含水率稍高，常在 致使刀压成型泥料一般含水率稍高，常在21~26％。 ％。 在保证成型操作及坯件质量的前提下，尽量降低 在保证成型操作及坯件质量的前提下， 泥料含水率。同时应使水分分布均匀，混练充分。 泥料含水率。同时应使水分分布均匀，混练充分。
Ⅱ. 塑压成型模具
塑压模包括上模和底模，每块模型由1个石膏模体和1个 塑压模包括上模和底模，每块模型由1个石膏模体和1 金属模框构成。 金属模框构成。
塑压成型工具模 l-工作模或上模的阳模 2-工作模或底模的阴模 3-框架 4-石膏浆胶结体 5-制品成型 101112区 6-檐沟区 7-模面 8-沟槽 9-沟槽凸边 10-制品排气盘束 11-塑压制品 12-余泥
III. 泥浆稳定性
泥浆在较长时间存放时不发生沉淀、分层和触变性变坏。 泥浆在较长时间存放时不发生沉淀、分层和触变性变坏。
IV. 泥浆渗透性
泥浆应有一定的渗透性。如果渗透性太差，势必延长成坯时间， 泥浆应有一定的渗透性。如果渗透性太差，势必延长成坯时间， 容易粘模，脱模困难。 容易粘模，脱模困难。
（3）泥浆的工艺性能要求
I. 泥浆流动性 II. 泥浆触变性 III. 泥浆稳定性 IV. 泥浆渗透性
I. 泥浆流动性 爱因斯坦提出经验公式： 爱因斯坦提出经验公式： 泥浆流动性用相对黏度和相对流动性表示。 泥浆流动性用相对黏度和相对流动性表示。 η=η0(1+Kv) 相对黏度：泥浆在同一温度下，搅拌后静置30 s， 相对黏度：泥浆在同一温度下，搅拌后静置30 s，从恩氏黏度计 η－悬浮液黏度 流出100 mL体积所需时间 － ）与流出同体积水所 体积所需时间（ 流出100 mL体积所需时间（t2液体介质黏度 η0 需时间（ 之比， K t2/t1。 需时间（t1）之比，即－悬浮液中固相体积百分数 相对流动性为相对黏度的倒数。 相对流动性为相对黏度的倒数。 V－形状系数 影响泥浆流动性的因素有： 影响泥浆流动性的因素有： a. 固相含量、颗粒尺寸和形状 固相含量、 b. 泥浆温度 c . 干燥湿度 d. 泥浆的pH值 泥浆的pH值 e. 电解质