陶瓷注浆成型技术

- 1 - 空石膏模注浆放浆坯体图1 空心注浆瓷注浆成型技术一、概述注浆成型是利用石膏模的吸水性，将具有流动性的泥浆注入石膏模，使泥浆分散地粘附在模型上，形成和模型相同形状的坯泥层，并随时间的延长而逐渐增厚，当达到一定厚度时，经干燥收缩而与模壁脱离，然后脱模取出，坯体制成。注浆成型是一种适应性大，生产效率高的成型方法。凡是大型、形状复杂、不规则或薄胎等制品，均可采用注浆成型法来生产，因此注浆成型在日常瓷、工业美术瓷、卫生洁具瓷及现代瓷等领域得到广泛应用。(一)注浆成型的方法l、基本注浆方法(1)空心注浆(单面注浆) 该方法用的石膏模没有型芯。操作时泥浆注满模型经过一定时间后，模型壁粘附着具有一定厚度的坯体。然后将多余泥浆倒出，坯体形状在模型固定下来，见图1 所示。这种方法适用于浇注小型薄壁的产品，如瓷坩埚、花瓶、管件、杯、壶等。空心注浆所用泥浆密度较小，一般在1.65-1.8g/cm 3 ，否则倒浆后坯体表面有泥缕和不光滑现象。其它参数如下: 流动性一般为10-15 秒稠化度不宜过大(1.1-1.4) 细度一般比双面注浆的要细，万孔筛筛余0.5%--1%。(2)实心注浆(双面注浆) 实心注浆是将泥浆注入两石膏模面之间(模型与模芯)的空穴中，泥浆被模型与模芯的工作面两面吸收，由于泥浆中的水分不断减少，因此注浆时必须陆续补充泥浆，直到穴中的泥浆全部变成坯时为止。显然，坯体厚度与形状由模型与模芯之间的空穴形状和尺寸来决定，因此没有多余的泥浆倒出。其操作过程如下图所示: - 2 - 该方法可以制造两面有花纹及尺寸大而外形比较复杂的制品:如盅、鱼盘、瓷板

等。实心注浆常用较浓的泥浆，一般密度在1.8g/cm 3 以上，以缩短吸浆时间。稠化度(1.5 -2.2)，细度可粗些，万孔筛筛余1%--2%。2、强化注浆法为缩短注浆时间，提高注件质量，在两种基本注浆方法的基础上，形成了一些新的注浆方法，这些方法统称为强化注浆。强化注浆主要有以下几种: (1)压力注浆采用加大泥浆压力的方法来加速水分扩散，从而加速吸浆速度。压力注浆最简单的就是提高盛浆桶的位置，利用泥浆本身的重力从模型底部进浆，也可利用压缩空气将泥浆注入模型。根据泥浆压力大小，压力注浆可分为微压注浆、中压注浆、高压注浆。微压注浆的注浆压力一般在0.05MPa 以下;中压注浆的压力在0.15-0.20MPa;大于0.20MPa 的可称为高压注浆，此时就必须采用高强度的树脂模具。(2)真空注浆用专门设备在石膏的外面抽真空，或把加固后的石膏模放在真空室中负压操作，这样却可加速坯体形成，提高坯体致密度和强度。(3)离心注浆离心注浆是使模型在旋转情况下注浆，泥浆受离心力的作用紧靠模型形成致密的坯体，泥浆中的气泡由于比较轻，在模型旋转时，多集中在中间，最后破裂排出，因此也可提高吸浆速度与制品的品质。但这种方法所用泥浆中的固体颗粒尺寸不能相差过大，否则粗颗粒会集中在坯体表面，细颗粒容易集中在模型部，造成坯体组织不均匀，干燥收缩易变形。(4)热浆注浆热浆注浆是在模型两端设置电极，当泥浆注满后，接上交流电，利用泥浆中的电解- 3 - 质的导电性加热泥浆，把泥浆升温至50℃左右，可降低泥浆粘度，加快吸浆速度。(二)注浆成型对石膏模及泥浆的性能要求注浆成型的关键要有高质量的模

型和性能良好的注浆泥料。l、对石膏模型的要求(1)模型设计合理，易于脱模。各部位吸水性均匀，能保证坯体各部位干燥收缩一致即坯体的致密度一致。(2)模型的孔隙不大，吸水性好，其孔隙度要求在30%-40%，使用时石膏模不宜太干，其含水量一般控制在4%-6%，过干会引起制品的干裂、气泡、针眼等缺陷，同时模子使用寿命缩短，过湿会延长成坯时间，甚至难于成型。(3)模型工作表面应光洁，无空洞，无润滑油迹或肥皂膜。2、对泥浆的要求(1)泥浆的流动性良好，即泥浆的粘度小，在使用时能保证泥浆在管道中的流动并能充分流注到模型的各部位。良好的泥浆应该像乳酪一样，流出时成一根连绵不断的细线，否则浇注困难。如模型复杂时，会产生流浆不到位，形成缺角等缺陷。(2)含水量尽可能低，在保证流动性的前提下，尽可能地减少泥浆的含水量，这样可减少注浆时间，增加坯体强度，降低干燥收缩，缩短生产周期，延长石膏模使用寿命。一般泥浆含水量控制在30%-35%，密度1.65-l.9g/cm 3 。(3)稳定性好，泥浆中不会沉淀出任何组分(如石英、长石等)，泥浆各部分能长期保持组成一致，使注件组织均匀。(4)过滤性(渗透性)要好。即泥浆中水分能顺利通过附着在模型壁上的泥层而被模型吸收。可通过调整泥浆中瘠性料与塑性原料的含量来调整滤过性。(5)具有适当的触变性。泥浆经过一定时间存放后粘度变化不宜过大，这样泥浆便于输送和储存，同时又要求脱模后的坯体不至于受到轻微震动而软塌，注浆用泥浆触变性太大则易稠化，不便浇注，而触变性太小则生坯易软塌，所以要有适当的触变性。(6)泥浆中空气含量尽可能少，注浆

料常混入了一定数量的空气，使注件中有一定数量的气孔，对于比较稠厚的泥浆这种现象更为显著，为避免气泡产生和提高泥浆流动性，生产上常采用真空脱泡处理。(7)形成的坯体要有足够强度。(8)注浆成形后坯体容易脱模。(三)稀释剂的种类与选用一般来说，泥浆含水量越低流动性越差，而注浆工艺要求泥浆含水量尽可能低而流- 4 - 动性又要足够好，即需制备流动性足够好的浓泥浆，生产上为获得这种含水量尽可能低而流动性足够好的浓泥浆采取的措施是加入稀释剂。瓷工业生产中常采用的稀释剂分为三类: 1.无机电解质。如水玻璃、碳酸钠、磷酸钠、六偏磷酸钠等。这是最常用的一类稀释剂。要得到所需要粘度得泥浆，与所需要加入电解质得种类和数量及泥浆中粘土的类型有密切的关系。一般来说，电解质用量位干坯料质量的0.3%-0.5%。水玻璃对增强高岭土泥浆的悬浮能力效果最好，它不仅显著地降低其粘度，而且在相当宽的电解质浓度围粘度都是很低的，有利于生产操作。对于含有机物的紫木节土泥浆来说，碳酸钠的稀释作用较水玻璃好。生产中常同时采用水玻璃和纯碱做稀释剂以调整吸浆速度和坯体的软硬程度。因为单用水玻璃时，坯体脱模后硬化较快，外水分差别小，致密发硬，容易开裂。单用纯碱(Na2CO3)时，脱模后坯体硬化较慢，外水分差别大，坯体较软，或者外硬软。使用电解质时，要注意其质量。纯碱如果受潮会变成碳酸氢钠，后者会使泥浆絮凝。水玻璃(Na2SiO3)是一种可溶性硅酸盐，由不同比例的碱金属氧化物(通常Na2O)及二氧化硅所组成。它的组成用SiO2/Na2O 的摩尔比(称为水玻璃的模数)来表示，当其模数大