第四章陶瓷坯体的成型

2020/5/21
陶瓷材料学
2、热压铸成型工艺
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陶瓷热蜡铸工艺流程图
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3、热压铸成型的特点
热压铸成型适用于以矿物原料、氧化物、氮化物等为原料的新型陶瓷 的成型，尤其对外形复杂、精密度高的中小型制品更为适宜。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，耗能大，工期长，对于壁薄，大而 长的制品不宜采用。
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第二节 注浆成型
注浆成型工艺简单，适于生产一些形状复杂且不规则、外观尺寸要求不严格、 壁薄及大型厚胎的制品。
4.2.1影响泥浆流动性的因素
1、固相的含量、颗粒大小和形状的影响 2、泥浆温度的影响 3、粘土及泥浆处理方法的影响 4、泥浆的pH值的影响
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空心注浆(单面注浆)
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实心注浆(双面注浆)
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2、注浆用石膏模的主要缺陷 （1）开裂 （2）气孔与针眼 （3）变形 （4）塌落 （5）粘膜
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第三节 干压成型
4.3.1 干法压制的基本原理
1、粉料的基本性质 (1) 粒度和粒度的分布
V=a×b×c=πr3 即该颗粒等效半径为：
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4.4.2
造粒类型 熔融成行 回转筒型 回转盘型 析晶型
原料状态 熔融液 粉末、液体 粉末、液体 溶液
喷雾干燥型
溶液、泥浆
造 喷雾冷水型 粒 成 喷雾空冷型 型
液相反应型
烧结炉型
挤压成型
熔融液 熔融液 反应液 粉末 溶解液糊剂
板上滴下型
熔融液
铸造型
压片型
机械型
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4.3.3.2 加压方式的影响
加压方式和压力分布关系图 (横条线为等密度线)
a－单面加压；b－双面同时加压；c－双面先后加压；d－四面加压
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4.3.3.3 加压速度的影响
开始时压力小些，加压速度稍快，利于排 气；接着高压，缓慢加压，即减慢加压速 度，延长时间；可以采用多次加压，逐步 放气，防止气体导致的裂纹；多次换向加 压，同时振动粉料。
4.3.3.5 弹性后效
加荷卸荷压力与变形的关系示意图
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弹性后效： 外力取消后，弹 性力引起坯体的 膨胀的现象！
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4.3.4影响层裂的因素及防止方法
1、气体的影响。 2、坯体水分的影响。 3、加压次数对层裂的影响。 4、压制时间及压力的影响。
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第四节 可塑成型
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坯体强度与压力的关系
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4.3.2.3 坯体中压力的分布 坯体中压力分布不均匀，H/D比值愈大，则不均匀分布现象愈严重。
轴力图
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F(x)＝－F－ρg A x
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4.3.3加压制度对坯体质量的影响
4.3.3.1 成型压力的影响
P＝ P 1+ P 2 P 1是静压力，克服粉体的阻力； P 2是消耗压力，粉体对模壁的消耗。
4.2.2注浆过程的物理化学变化
1.注浆时的物理脱水过程 2.注浆时的化学凝聚过程:
Na-粘土＋CaSO4＋Na2SiO3→Ca-粘土＋CaSiO3↓+Na2SO4
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4.2.3陶瓷坯体的注浆成型
1、基本注浆方法 ：空心注浆(单面注浆) 实心注浆(双面注浆)
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（2）粉料的堆积性质
等径球体堆积形式及孔隙率
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(3) 粉料的拱桥效应(或称桥接)
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2、粉料的流动性
F=
N
c os
s in
粉料自然堆积的外形
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4.3.2压制过程坯体的变化
4.3.2.1 密度的变化
第四章 陶瓷坯体的成形
第一节 概述
陶瓷的成型技术对于制品的性能具有重要影响。新型陶瓷成型方法的选择， 应当根据制品的性能要求、形状、尺寸、产量和经济效益等综合确定。
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4.1.1成型方法分类
成型方法
注浆成型法 可塑成型法
热法（热压注法）：钢模
冷法 有模 无模
常压冷法注浆 加压冷法注浆 抽真空冷法注浆
坯体密度与压力的关系
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坯体密度变化率与压力的关系
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影响因素： 1 振动或粒度控度 2 增加压力 3 加压时间 4 减少摩擦 5 形状、尺寸和粉体性质
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密度 孔隙率
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4.3.2.2 强度的变化
第一阶段强度并不大 第二阶段强度直线提高 第三阶段强度变化也较平坦
石膏模
坯料含水量18～26%
干压成型法：使用钢模 ，坯料含水量6～8%
坯料含水量 30～40%
等静压成型法：使用橡皮膜，坯料含水量1.5～3%
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4.1.2 成型方法的选择
以图纸或样品为依据，确定工艺路线，选择合适的成型方法。选择成型 方法时，要从下列几方面来考虑：
（1）产品的形状、大小、厚薄等。 （2）坯料的工艺性能。 （3）产品的产量和质量要求。 （4）成型设备要简单，劳动强度要小，劳动条件要好。 （5）技术指标要高，经济效益要好。
乳化型
熔融液 粉末 板棒
造粒机理 冷却、结晶、 削除
毛细管吸附力、化学 反应
毛细管吸附力、化学 反应
结晶化、冷却
粒子形状 板状、 花料状 球状
球状
各种形状
Leabharlann Baidu主要适用领域
“一轻、二重、慢提起”
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4.3.3.4 添加剂的选用三原则： （1）减少粉料颗粒间及粉料与模壁之间的摩擦，这种添加物又称润滑剂； （2）增加粉料颗粒之间的粘结作用，这类添加物又称粘合剂； （3）促进粉料颗粒吸附、湿润或变形，通常采用表面活性物质。
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可塑成型主要是通过胶态原料制备、加工，从而获得一定形状的陶瓷坏体。
4.4.1可塑成型分类
可塑成型是古老的一种成型方法。我国古代采用的手工拉坯就是最原始的可塑 法。常用的可塑成型方法主要是挤压成型、热压铸成型、胶态成型等。
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1、挤压成型 挤压成型时应该注意以下工艺问题： （1）挤制的压力； （2）挤出速率； （3）挤出管子时，管壁厚度必须能承受本身的重力作用和适应工艺要求； （4）挤压成型的缺陷。