注浆成型法解读

三、工艺原理
四. 基本注浆成型方法 1、空心注浆法（单面注浆） • 要求浆料流动性、稳定性好，粒度细，比 重小(1.55-1.7g/cm3)，脱模水分15-20%。吸 浆时间决定坯体厚度，同时与模具温度、 湿度、泥浆性质有关。适用于小、薄件。
•
2、实心注浆 (双面注浆) solid casting 与空心浇注相比，料浆比重大，浆料粒度可稍粗， 触变性可稍差
• 陶瓷工业用电解质分无机和有机两大类(多为相应钠盐), 其中最常用字的有水玻璃\纯碱(Na2CO3)三聚磷酸钠、六 偏磷酸钠、腐殖酸钠等。生产是常常同时使用水玻璃和 纯碱作电解质以调整吸浆速度和坯体强度。水玻璃与纯 碱的质量比可取1：3。单用水玻璃的泥浆成坯时泥浆渗 水性差，易粘模，坯体致密，强度较大；而单用纯碱的 泥浆成坯体疏松吸浆速度快、脱模快，但干坯强度小。 • 在使用水玻璃时要选用适当的模数，即SiO2/Na2O的比值， 通常取3左右。纯碱必须防止受潮，变成NaHCO3，从而 使泥浆絮凝。电解质的用量要合适，太少不能充分置换 H+、Ca2+等，太多则会使部分扩散层离子压入吸附层， 使胶粒的净电荷减少，扩散层厚度减少，导致颗粒ζ电位 减小，泥浆发生絮凝。
注浆成型法
组长： 组员：
注浆成型（Slip Casting） ，亦称浇注成型
• 适用于制造大型的、形状复杂的、薄壁的产品。一种是注 浆成型，另一种是热压铸成型。 • 注浆成型是基于多孔石膏模具能够吸收水分的物理特性， 将陶瓷粉料配成具有流动性的泥浆，然后注入多孔模具内 （主要为石膏模），水分在被模具（石膏）吸入后便形成 了具有一定厚度的均匀泥层，脱水干燥过程中同时形成具 有一定强度的坯体，此种方式被称为注浆成型
• 3、强化注浆成型方法 （注浆方法的改进） 在注浆过程中人为地施加外力，加速注浆过程的进 行，使吸浆速度和坯体强度得到明显改善的方法。 1） 真空注浆 模具外抽真空，或模具在负压下成型，造成模具内 外压力差，提高成型能力，减小坯体的气孔和针眼
• 2） 离心注浆 使模型在旋转情况下进浆，料浆在离心力 的作用下紧靠模壁形成致密的坯体。气泡 较轻，易集中在中间最后破裂排出，故可 提高吸浆速度与制品质量。要求：泥浆中 的颗粒分布范围窄，否则大颗粒集中在靠 近模型的坯体表面，而小颗粒集中在坯体 内面，造成坯体组织不均匀，收缩不一致。
•
注浆料的制备流程及选择
• • • • 泥浆稀释 泥浆的稀释要控制下列工艺参数。 1.合理控制泥浆的密度和颗粒细度。 当泥浆的容积密度过大，或颗粒太细时，颗粒间距较小， 颗粒间引力较大，泥浆的流动阻力就大，当引力大于胶粒 间的斥力时就会聚沉，反之，如果泥浆的密度过小，或颗 粒太粗，则会降低成坯密度和坯体强度，泥浆也会因颗粒 沉淀而破坏稳定性。
一 概述： • 工艺过程：将制备好的坯料泥浆注入多孔 性模型内，由于多孔性模型的毛细管力吸 水性，泥浆在贴近模壁的一侧被模子吸水 而形成一均匀的泥层，并随时间的延长而 加厚，当达到所需厚度时，将多余的泥浆 倾出，最后该泥层继续脱水收缩而与模型 脱离，从模型取出后即为毛坯.
• 工艺特点： • 优点：(1)适用性强，不需复杂的机械设备，只要 简单的石膏模就可成型；(2)能制出任意复杂外形 和大型薄壁注件；(3)成型技术容易掌握，生产成 本低。(4)坯体结构均匀。 • 缺点：(1)劳动强度大，操作工序多，生产效率低； (2)生产周期长，石膏模占用场地面积大； • (3)注件含水量高，密度小，收缩大，烧成时容易 变形。(4)模具损耗大， (5)不适合连续化、自动化、 机械化生产
• 2.添加电解质及其稀释机理
• 根据泥浆的组成和性质，选用合适的电解质作稀释剂是泥浆制备的重 要措施之一。 • 在粘土—水系统中，粘土颗粒由于断键、同晶取代（如硅氧四面体中 的Si4+被Al3+所取代，铝氧八面体中的Al+被二价的Mg+、Ca+所取代）， 总是带有电荷的（通常为负电荷）。由于化水化作用，被粘土颗粒吸 附的只能是水化阳离子。距离粒子表面越远，引力也越弱，吸附阳离 子浓度就越小，粘土颗粒周围形成包括吸附层和扩散层的水化膜。粘 土胶团开成了三个不同层次：胶核（粘土颗粒本身）、胶粒（胶核加 吸附层）、胶团（胶粒加扩散层），胶团结构见图3-4-11。当粘土颗 粒移动时，只有吸附层随之移动。吸附层表面对溶液存在电位差，称 之为ζ电位。胶粒的ζ电位大，则胶粒间的斥力大，不易相互聚合产生 絮凝从而使泥浆稳定，流动性也好。ζ电位主要取决于扩散层厚度和胶 核表面电荷密度并与它们成正比关系。
wenku.baidu.com
• 电解质中的一价阳离子（H+除外）的电价比二价、三价的要小， 但水化离子的半径却比二价三价阳离子的大，因此在泥浆中加 入由一价阳离子（Na+）组成的电解质后，由于一价离子（H+ 除外）吸附能力弱，所以进入胶团吸附层的离子数少，使整个 胶粒呈现的负电荷较多。同时，一价离子水化能力强，进入扩 散层厚度增加，水化膜加厚，导致ζ电位增加使泥浆的稳定性、 流动性增强。此外，泥浆的pH值对泥浆的稳定也有重要意义， 因为粘土颗粒是片状的，一般边上带正电，面上带负电，如果 加入电解质后使溶液呈碱性OH-过剩）则可使部分颗粒边上也 带负电，从而防止颗粒的边-面之间因带不同电荷而相互吸引导 致凝聚，促使泥浆稀释。
二、对泥浆性能的要求
• • • • 为了提高注浆生产效率，并获得高质量的坯件，要求泥浆有良 好的性能。 （1）流动性好，要求泥浆在含水率较低的情况下粘度小，倾 注时泥浆流出一根连绵不断的细线，使之容易流动到模型的各部 位。 （2）稳定性好，要求泥浆中的瘠性原料不沉淀，即悬浮性好， 使成型后的坯体各部位组织均匀。 （3）触变性适宜，即粘度不宜过大。 （4）渗透性好，即过滤性好，要求泥浆中的水分能顺利通过 粘附在模壁上的泥层而被石膏吸收。 （5）不含气泡，以利于增加坯体的强度。一、注浆成型生产 对环境温度、湿度的要求
• 3 ）压力注浆
通过提高泥浆压力来增大注浆过程推动力，加速水分 的扩散，不仅可缩短注浆时间，还可减少坯体的干燥 收缩和脱模后坯体的水分。注浆压力越高，成型速度 越大，生坯强度越高。但是受模型强度的限制。 模型的材料：石膏模型、多孔树脂模型、无机填料模 型。 根据压力的大小可将压力注浆分为： 微压注浆：压力<0.03 MPa 采用石膏模型 中压注浆：压力0.15～0.4 MPa 强度较高的石膏模 型，树脂模型 高压注浆：压力> 2 MPa 高强度树脂模型