第十一章--成型原理与成型技术.ppt

第十一章成型原理与成型技术,11.1注浆成型它是利用石膏吸水性的一种成形方法。此法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。对注浆成型所用的料浆，必须具备如下性能：流动性、稳定性（即不易沉淀和分层）、触变性要小、含水量尽可能少、渗透性要好、脱膜性要好、尽可能不含气泡。,注浆成型法:(1)空心注浆(2)实心注浆11.2热压铸成型利用含蜡料浆加热熔化后具有流动性和塑性，冷却后在金属模中凝固成一定形状。1.蜡浆的制备,预热,熟瓷粉,石蜡,表面活性物质,熔化,搅拌,除气、进热压铸机,浇成蜡饼存放,熟瓷粉是预先煅烧的瓷料。目的，除使反应充分均匀之外，还可减少石蜡用量，降低烧结收缩和变形。石蜡是作为增塑剂使用，具有很好的热流动性、润滑性和冷凝性。表面活性物质油酸、硬脂酸、蜂蜡等，使瓷粉与石蜡更好地结合。这些表面活性物质不仅能提高蜡浆的热流动性和冷凝蜡坯的强度，而且可以减少石蜡的用量，防止瓷粉分层。,2.蜡浆的性能（1）稳定性好（2）可铸性好（3）收缩率低3.热压铸成型的特点适用于外形复杂、精密度高的中小型制品。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。,11.3干压成型将陶瓷粉体经过塑化、造粒，制备成流动性好、粒配合适的粉料，装入模具内，通过压机的柱塞施以外加压力，使粉料压制成一定形状的坯体。11.3.1塑化与造粒工艺通过造粒工艺，把陶瓷粉料制成具有良好流动性和一定强度的颗粒（同时具有一定的粘性），以便干压成型。,1机械（人工）造粒加入粘合剂溶液的粉料，在陶瓷研钵或轮辗机中均匀混合，进行塑化。2喷雾干燥造粒喷雾干燥造粒是适用于大批量、自动化生产。喷雾干燥造粒的过程是：制备混有粘合剂的料浆，然后用泵将浆打入造粒塔雾化，热空气对料浆进行干燥处理形成球颗粒。,3干压成型对粒料的工艺要求粒度和粒度分布压制大的坯件，粒料可适当粗些，较小的坯件，粒料需稍细。粒度不当，成型的坯件密度低，强度差。粒料过细，坯件易出现起层（层裂）现象。粒料的流动性粒料的自然息角越小，流动性越好。,11.3.2干压成型方法（1）单向加压（2）双向加压11.3.3干压成型应注意的问题坯件的密度称为成型密度。成型密度愈均匀愈好。控制因素：（1）成型压力的大小（2）加压速度与保压时间,11.3.4干压成型的特点由于坯料中含水或其它粘合剂比较少，干压成型的坯体致密度高，尺寸比较精确，烧成收缩小，瓷件的机械强度高，电性能好。主要用于圆形、薄片状的简单形状制品。11.4等静压成型等静压成型又称静水压成型，它是利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力性的一种成型方法。冷等静压成型热等静压成型,11.4.1湿式等静压成型先将配好的坯料装入塑料或橡胶做成的弹性模具内，置于高压容器内，密封后，注入高压液体介质，压力传递至弹性模具对坯料加压。然后释放压力取出模具，并从模具取出成型好的坯件。传压液体可用水、甘油或重油等。弹性模具材料应选用弹性好、抗油性好的橡胶或类似的塑料。,11.4.2干式等静压成型干式等静压成型的模具是半固定式的，坯料的添加与坯件的取出都是在干燥状态下操作。干式等静压成型模具，两头（垂直方向）并不加压，适于压制长型、薄壁、管状产品。13.4.3热等静压成型对坯体加温加压同时进行，陶瓷致密度更高。,热等静压成型的特点：（1）适于压制形状复杂、大件且细长的新型陶瓷制品。（2）湿式等静压容器内可同时放入几个模具，压制不同形状的坯体。（3）可以任意调节成型压力。（4）压制产品质量高，烧成收缩小，坯件致密，不易变形。（5）设备成本高，湿式等静压成型不易自动化生产，生产效率不高。,11.5挤压成型挤压成型是将经真空练制的泥料，置于挤制机（挤坯机）内，只需更换挤制机的机嘴，就能挤压出各种形状的坯体。（P52，图18-2，3）11.5.1挤压成型泥料的性能要求（1）粉料有足够的细度和圆润的外形，以保证必要的流动性。（2）溶剂、增塑剂等用量要适当。,11.5.2挤压成型的特点挤压成型适于连续化批量生产，生产效率高，环境污染小，易于自动操作。但机嘴结构复杂，加工精度要求高，耗泥量多，制品烧成收缩大。挤压成型适于挤制直径130mm的管、棒形制品（细管壁厚小至0.2mm），或用以挤制径幅800mm、100200孔/cm2的蜂窝状、筛格式穿孔瓷筒。11.6注射成型注射成型是将瓷粉和有机粘结剂混合后，经注射成型机，在130300温度下将瓷,料注射到金属模腔内。待冷却后，粘结剂固化，便可取出毛坯而成型。（P51，图18-1）注射成型的特点注射成型法可以成型形状复杂的制品。毛坯尺寸和烧结后实际尺寸的精确度高，尺寸公差在1%以内，而干压成型为1%2%，注浆成型法5%。注射成型工艺的周期为1090s，工艺简单，成本低，压坯密度均匀，适于复杂零件的自动化大批量生产。但是它脱脂时间较长，金属模具昂贵，设计较困难。,11.7轧膜成型轧膜成型是将准备好的陶瓷粉料，拌以一定量的有机粘结剂（如聚乙烯醇等）和溶剂，通过粗轧和精轧成膜后再进行冲片成型。轧膜成型的工艺流程如下：,粗轧是将粉料、粘结剂和溶剂等成分置于两辊轴之间充分混合混练均匀，伴随着吹风，使溶剂逐渐挥发，形成一层厚膜。精轧是逐步调近轧辊间距，多次折叠，90转向反复轧练，以达到良好的均匀度、致密度、光洁度和厚度。轧好的坯片，在一定湿度的环境中储存，防止干燥脆化，最后在冲片机上冲压成型。轧膜成型用塑化剂轧膜成型用塑化剂由粘合剂、增塑剂和溶剂所组成（P23，表13-4）。,轧膜成型对粉料粒度的要求是越细越圆润，含粘合剂量越多，轧辊的精度要求也越高。轧膜成型的特点轧膜成型具有工艺简单、生产效率高、膜片厚度均匀、生产设备简单、粉尘污染小、能成型厚度很薄的膜片等优点。但用该法成型的产品干燥收缩和烧成收缩较干压制品的大。11.8流延成型流延成型又称带式浇注法、刮刀法，是一种目前比较成熟的能够获得高质量、超薄型瓷片的成型方法,必要时添加抗聚凝剂、除泡剂、烧结促进剂等进行湿式混磨；再加入粘合剂、增塑剂、润滑剂等进行混磨以形成稳定的、流动性良好的浆料。,11.8.1成型方法流延成型时，料浆从料斗下部流至向前移动着的薄膜载体之上，坯片的厚度由刮刀控制，坯膜连同载体进入巡回热风烘干室，烘干温度必须在浆料熔剂的沸点之下，否则会使膜坯出现气泡，或由于湿度梯度太大而产生裂纹。从烘干室出来的膜坯中还保留一定的溶剂，连同载体一起卷轴待用，并在储存过程中使膜坯中的溶剂分布均匀，消除湿度梯度。最后用流延的薄坯片按所需形状进行切割、冲片或打孔。,11.8.2流延成型的特点流延成型的坯料因溶剂和粘合剂等含量高，因此坯体密度小，烧成收缩率有时高达20%21%。流延成型法主要用以制取超薄型陶瓷基片等。11.9其它成型方法11.9.1纸带成型法它与流延成型法有些类似，以一卷具有韧性的、低灰分的纸（如电容纸）带作为载体。让这种纸带以一定的速度通过泥浆槽,粘附上合适厚度的浆料。通过烘干区并形成一层薄瓷坯，卷轴待用。在烧结过程中，这层低灰分衬纸几乎被彻底燃尽而不留痕迹。11.9.2滚压成型法它与轧膜成型有些相似，是以热塑性有机高分子物质作为粘合载体，将载体与陶瓷粉料放在一起，加入封闭式混练器进行混练，练好后再进入热轧辊箱，轧制成一定厚度引出，用冷空气进行冷却，然后卷轴待用。,11.9.3印刷成型法将超细粉料、粘合剂、润滑剂、溶剂等充分混合，调制成流动性很好的稀浆料，然后采用丝网漏印法，即可印出一层极薄的坯料。每印刷一次瓷浆，约可得6m厚的坯层，通常必须重复印23次，方能达到必要的厚度和良好的匀度。11.9.4喷涂成型法此法所用的浆料与流延法、印刷法相似，但必须调得更稀一些，以便利用压缩空气通过喷嘴，能使之形成雾粒。,喷涂时以事先刻制好的掩膜，挡住不应