第七章 成型与模具

1、 Department of Materials and Chemical Engineering第七章第七章 成型与模具成型与模具 Department of Materials and Chemical Engineering 成型：成型：对已制备好的坯料通过一定的方法或手段，迫使坯对已制备好的坯料通过一定的方法或手段，迫使坯料发生形变，制成具有一定形状大小坯体的工艺过程料发生形变，制成具有一定形状大小坯体的工艺过程。其中所用的方法或手段叫成型方法。其中所用的方法或手段叫成型方法。 要求：要求：1.成型坯体应符合产品图纸或产品样品所要求的生坯形状和成型坯体应符合产品图纸或产品样品所要求的生

2、坯形状和尺寸尺寸2.坯体应具有工艺要求的机械强度坯体应具有工艺要求的机械强度3.坯体结构均匀，有一定的致密度坯体结构均匀，有一定的致密度4.成型适应生产组合，尽可能与前后工序联动。成型适应生产组合，尽可能与前后工序联动。 Department of Materials and Chemical Engineering 陶瓷产品器形的构成应包括功能效用、材质和工艺技术、陶瓷产品器形的构成应包括功能效用、材质和工艺技术、艺术处理等三个方面。其中功能效用是艺术处理等三个方面。其中功能效用是首要因素首要因素。 产品的功能是通过人的使用来实现。产品的功能是通过人的使用来实现。 首先要注意器形的基本结构是

3、否符合生产工艺的要求，如首先要注意器形的基本结构是否符合生产工艺的要求，如何使用材质和工艺技术进行制作；加工后的艺术效果是否何使用材质和工艺技术进行制作；加工后的艺术效果是否充分发挥了材质的特点，加工工艺是否恰当。充分发挥了材质的特点，加工工艺是否恰当。 基本原则基本原则：实用、可加工、经济和美观：实用、可加工、经济和美观第一节第一节 器形的合理设计器形的合理设计 Department of Materials and Chemical Engineering坯料含水量3040%石膏模常压冷法注浆加压冷法注浆抽真空冷法注浆有模无模等静压成型法：使用橡皮膜，坯料含水量1.53%干压成型法：使用钢

4、模 ，坯料含水量68% 可塑成型法 成型方法坯料含水量1826%注浆成型法热法（热压注法）：钢模第二节第二节 成型方法的分类与选择成型方法的分类与选择 一、成型方法分类一、成型方法分类 Department of Materials and Chemical Engineering2022-5-23二、成型方法的选择二、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。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：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、厚薄等产品的形状、大小、厚薄等。 （2）坯料的工艺性

5、能坯料的工艺性能。 （3）产品的产量和质量要求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，经济效益要好技术指标要高，经济效益要好。 Department of Materials and Chemical Engineering第三节第三节 可塑成型可塑成型 定义：定义：利用模具或刀具等工艺装备运动所造成的压力、剪力利用模具或刀具等工艺装备运动所造成的压力、剪力或挤压力等外力，对具有可塑性的坯料进行加工，迫使坯料或挤压力等外力，对具有可塑性的坯料进行加工，迫使坯料在外力作用下发生可塑性变形而制作坯体的

6、成型方法在外力作用下发生可塑性变形而制作坯体的成型方法 原理：原理：基于坯料具有可塑性。基于坯料具有可塑性。 分类：分类：拉坯拉坯、滚压滚压、旋压旋压、挤压挤压、车坯车坯、塑压塑压、注塑注塑、轧膜轧膜 要求：要求：坯料具有较高的屈服值和较大的延伸变形量（屈服值坯料具有较高的屈服值和较大的延伸变形量（屈服值至破裂点这一段）。较高的屈服值能保证成型时坯料具有足至破裂点这一段）。较高的屈服值能保证成型时坯料具有足够的稳定性和可塑性；延伸变形量大坯体成型性能越好。但够的稳定性和可塑性；延伸变形量大坯体成型性能越好。但不能一味要求可塑性越高越好。不能一味要求可塑性越高越好。 Department of

7、Materials and Chemical Engineering拉坯拉坯 Department of Materials and Chemical Engineering滚压 Department of Materials and Chemical Engineering旋压 Department of Materials and Chemical Engineering挤压 Department of Materials and Chemical Engineering车坯 Department of Materials and Chemical Engineering塑压 Depart

8、ment of Materials and Chemical Engineering注塑（注射）成型 Department of Materials and Chemical Engineering轧膜 Department of Materials and Chemical Engineering一、滚压成型一、滚压成型工艺原理和特点：工艺原理和特点：成型时盛放着泥料的石膏模型和滚压头分成型时盛放着泥料的石膏模型和滚压头分别绕自己的轴线以一定的速别绕自己的轴线以一定的速度同方向旋转。滚压头在旋度同方向旋转。滚压头在旋转的同时逐渐靠近石膏模型，转的同时逐渐靠近石膏模型，对泥料进行滚压成型。对泥

9、料进行滚压成型。优点：优点：坯体致密、组织结构坯体致密、组织结构 均匀、表面质量高。均匀、表面质量高。阳模滚压（外滚压）：阳模滚压（外滚压）：滚压滚压头决定坯体形状和大小，模头决定坯体形状和大小，模型决定内表面的花纹。型决定内表面的花纹。阴模滚压（内滚压）：阴模滚压（内滚压）：滚压滚压头形成坯体的内表面。头形成坯体的内表面。 Department of Materials and Chemical Engineering 滚压头的热滚压：滚压头的热滚压：100130，在泥料表面产生一层气，在泥料表面产生一层气膜，防止粘滚头，坯体表面光滑。膜，防止粘滚头，坯体表面光滑。 冷滚压：可用塑料滚压头，

10、如聚四氟乙烯。冷滚压：可用塑料滚压头，如聚四氟乙烯。盘、碗滚压盘、碗滚压 成型机成型机 Department of Materials and Chemical Engineering（二）滚压头（二）滚压头 要求：要求：1.能成型产品所要求的形状和尺寸，且不易产生缺陷能成型产品所要求的形状和尺寸，且不易产生缺陷2.滚压时有利于泥料的延展和余泥的排出滚压时有利于泥料的延展和余泥的排出3.使用寿命长，有适当的表面硬度和光洁度使用寿命长，有适当的表面硬度和光洁度4.制造、维修、调整、拆装方便制造、维修、调整、拆装方便5.滚头材料来源容易、价格便宜滚头材料来源容易、价格便宜l参数：参数：l滚头倾角滚

11、头倾角，滚压头的中心线与模型中心线之间的夹角。，滚压头的中心线与模型中心线之间的夹角。小，则滚头直径和体积就大，滚压时泥料受压面积大，坯小，则滚头直径和体积就大，滚压时泥料受压面积大，坯体较致密；过小，则滚头排泥困难。体较致密；过小，则滚头排泥困难。l材料：材料：l铸铁、钢、塑料铸铁、钢、塑料 Department of Materials and Chemical Engineering（三）工艺参数控制（三）工艺参数控制 1. 1.对泥料的要求对泥料的要求 可塑性好、屈服值高、延伸变形量大、水分低。成型时模可塑性好、屈服值高、延伸变形量大、水分低。成型时模具既有滚动，又有滑动，泥料主要受压

12、延力的作用。要求具既有滚动，又有滑动，泥料主要受压延力的作用。要求有一定的可塑性和较大的延伸量。可塑性低，易开裂；可有一定的可塑性和较大的延伸量。可塑性低，易开裂；可塑性高，水分多易粘滚头。阳模滚压和阴模滚压对泥料的塑性高，水分多易粘滚头。阳模滚压和阴模滚压对泥料的要求有差别。阴模滚压受模型的承托和限制，可塑性可以要求有差别。阴模滚压受模型的承托和限制，可塑性可以稍低，水分可稍多。稍低，水分可稍多。2 2 . .滚压过程控制滚压过程控制：压下（轻）、压延（稳）、抬起（慢）：压下（轻）、压延（稳）、抬起（慢）3.3. 主轴转速（主轴转速（n1n1）和滚头转速）和滚头转速(n2) (n2) 及转速

13、比：及转速比：控制生产控制生产效率；对坯料的施力形式，控制坯体的密度均匀和表面光效率；对坯料的施力形式，控制坯体的密度均匀和表面光洁。飞泥、飞模现象洁。飞泥、飞模现象 Department of Materials and Chemical Engineering滚压成型常见缺陷滚压成型常见缺陷1 1）粘滚头：）粘滚头：泥料可塑性太强或水分过多；滚头转速太快；滚头过泥料可塑性太强或水分过多；滚头转速太快；滚头过于光滑及下降速度慢；滚头倾角过大。于光滑及下降速度慢；滚头倾角过大。2）开裂：）开裂：坯料可塑性差；水分太少，水分不均匀；滚头温度太高，坯料可塑性差；水分太少，水分不均匀；滚头温度太高，

14、坯体表面水分蒸发过快，引起坯体内应力增大。坯体表面水分蒸发过快，引起坯体内应力增大。3 3）鱼尾：）鱼尾：坯体表面呈现鱼尾状微凸起。原因是滚头摆动；滚头抬坯体表面呈现鱼尾状微凸起。原因是滚头摆动；滚头抬离坯体太快。离坯体太快。4 4）底部上凸：）底部上凸：滚头设计不当或滚头顶部磨损；滚头设计不当或滚头顶部磨损； 滚头安装角度不当；滚头安装角度不当；泥料水分过低。泥料水分过低。5 5）花底：）花底：坯体中心呈菊花状开裂。原因是模具过干过热；泥料水坯体中心呈菊花状开裂。原因是模具过干过热；泥料水分少；转速太快；滚头中心温度高；滚头下压过猛；新模具表面有分少；转速太快；滚头中心温度高；滚头下压过猛；

15、新模具表面有油污。油污。 Department of Materials and Chemical Engineering原理：原理：利用作旋转运动的石膏模与上下运动的样板刀来成型。利用作旋转运动的石膏模与上下运动的样板刀来成型。 设备：设备： 石膏模石膏模：塑性泥料放在石膏模中，石膏模安装在辘轳车机的塑性泥料放在石膏模中，石膏模安装在辘轳车机的模座上，辘轳车机带动模座上的石膏模转动。可用脚踏或马达带模座上，辘轳车机带动模座上的石膏模转动。可用脚踏或马达带动动。 样板刀样板刀：右手扳样板刀徐徐落下，接触泥料。由于样板刀的右手扳样板刀徐徐落下，接触泥料。由于样板刀的压力与石膏模的旋转，泥料均匀的

16、分布于模型内表面。排除的余压力与石膏模的旋转，泥料均匀的分布于模型内表面。排除的余泥在样板刀上向上爬，左手清除余泥。模型内壁和样板刀的空隙泥在样板刀上向上爬，左手清除余泥。模型内壁和样板刀的空隙被泥料填满，旋制成坯体。被泥料填满，旋制成坯体。 样板刀样板刀泥料内表面形成坯体的内表面。泥料内表面形成坯体的内表面。 石膏模石膏模泥料的外表面形成坯体的外表面。泥料的外表面形成坯体的外表面。 厚度：样板刀与石膏模的距离为坯体的厚度。厚度：样板刀与石膏模的距离为坯体的厚度。二、旋压成型二、旋压成型 Department of Materials and Chemical Engineering1、以、以

17、“刮泥刮泥”的形式排泥，要求泥料屈服值低些。即泥料的含水的形式排泥，要求泥料屈服值低些。即泥料的含水率稍高些，排泥阻力小。率稍高些，排泥阻力小。2、“刮泥刮泥”成型时，与样板刀接触的坯体表面不光滑，排泥混乱成型时，与样板刀接触的坯体表面不光滑，排泥混乱需加水来赶光表面。需加水来赶光表面。3、模座转速，据制品的形状定。、模座转速，据制品的形状定。 转速高：深腔制品，直径小的制品，阴模旋压。一般转速控制转速高：深腔制品，直径小的制品，阴模旋压。一般转速控制230 400r/min， 泥料水分泥料水分2126%。4、“中心中心”准。石膏模，样板刀，模座主轴对准中心。准。石膏模，样板刀，模座主轴对准中

18、心。 5、样板刀对泥料正压力小，可加宽刀口，减小刀口角度。、样板刀对泥料正压力小，可加宽刀口，减小刀口角度。优点：优点：旋压设备简单，适应性强，可旋制深凹制品。旋压设备简单，适应性强，可旋制深凹制品。缺点：缺点：质量差，手工操作劳动强度大，需一定的操作技术。效率低质量差，手工操作劳动强度大，需一定的操作技术。效率低。坯泥加工余量大，占地大。坯泥加工余量大，占地大。（二）旋压工艺特点与控制（二）旋压工艺特点与控制 Department of Materials and Chemical Engineering 旋压成型缺陷：旋压成型缺陷：1、夹层开裂。、夹层开裂。 坯体内有空隙，泥料有分层现象。

19、坯体内有空隙，泥料有分层现象。 旋坯刀上下快，凹坑。旋坯刀上下快，凹坑。 初装泥料不够，补泥。前后泥料结合不紧。初装泥料不够，补泥。前后泥料结合不紧。 2、外表开裂。、外表开裂。 对复杂形状的制品，厚度急剧变化的部位。对复杂形状的制品，厚度急剧变化的部位。 加水赶光时，局部水分大，干后即裂。加水赶光时，局部水分大，干后即裂。 旋大坯时，刀上积泥太厚，刀震动，局部旋大坯时，刀上积泥太厚，刀震动，局部 开裂。开裂。 Department of Materials and Chemical Engineering 原理：原理：采用真空练泥机、螺旋或活塞式挤坯机，将可塑料团采用真空练泥机、螺旋或活塞式

20、挤坯机，将可塑料团挤压向前，经过机嘴定型，达到制品所要求的形状。挤压向前，经过机嘴定型，达到制品所要求的形状。 适用：适用：陶管、劈离砖、辊棒、热电偶陶管等管状、棒状、断陶管、劈离砖、辊棒、热电偶陶管等管状、棒状、断面和中孔一致的产品。面和中孔一致的产品。 注意：注意：1.1.坯料真空处理。坯料真空处理。必须经过严格的真空处理。残存的气泡会在必须经过严格的真空处理。残存的气泡会在挤出时在坯体表面破裂，影响质量。挤出时在坯体表面破裂，影响质量。2.2.挤出力：挤出力：挤出力的大小是挤压成型中的关键所在。过小，泥挤出力的大小是挤压成型中的关键所在。过小，泥料含水量较高时才能挤出，导致坯体强度低、收

21、缩大；过大，料含水量较高时才能挤出，导致坯体强度低、收缩大；过大，摩擦阻力大，设备负荷大。挤出力的大小取决于机头喇叭口摩擦阻力大，设备负荷大。挤出力的大小取决于机头喇叭口的锥度。的锥度。3.3.挤出速度：挤出速度：取决于主轴转速和加料快慢。取决于主轴转速和加料快慢。4.4.管状产品的壁厚：管状产品的壁厚：能承受自身重力和工艺要求。能承受自身重力和工艺要求。三、挤压成型三、挤压成型 Department of Materials and Chemical Engineering四、车坯成型四、车坯成型 适用：适用：外形复杂的圆柱状产品。外形复杂的圆柱状产品。 分类：分类：立车和横车；干车和湿车立

22、车和横车；干车和湿车 干车：干车：泥料含水率为泥料含水率为611%，用横式车床车修。，用横式车床车修。 优点：优点：坯件尺寸较准确，不易变形和产生内应力，坯件尺寸较准确，不易变形和产生内应力， 不易碰伤、撞伤，上下坯易自动化。不易碰伤、撞伤，上下坯易自动化。 缺点：缺点：粉尘多，效率低，刀具磨损大粉尘多，效率低，刀具磨损大 湿车：湿车：泥料含水量较高，泥料含水量较高，1618% 优点：优点：效率高，无粉尘，刀具磨损小。效率高，无粉尘，刀具磨损小。 缺点：缺点：坯件精度差。坯件精度差。 车坯刀具：车坯刀具：足够的强度和耐磨性足够的强度和耐磨性 Department of Materials an

23、d Chemical Engineering五、其他成型方法五、其他成型方法（一）雕塑、印坯与拉坯成型（一）雕塑、印坯与拉坯成型1.1.雕塑雕塑 多采用手捏、雕塑、雕削、雕镶法成型。多采用手捏、雕塑、雕削、雕镶法成型。2.2.印坯印坯 异形产品和精度要求不高的产品，均可采用可塑性泥料在异形产品和精度要求不高的产品，均可采用可塑性泥料在石膏模中印制成型。石膏模中印制成型。3.3.拉坯拉坯 又称做坯，在陶轮或轱辘上进行。又称做坯，在陶轮或轱辘上进行。 Department of Materials and Chemical Engineering泥料放于模型内常温压制成坯。泥料放于模型内常温压制成

24、坯。模型内部设置多孔性纤维管，模型内部设置多孔性纤维管， 可通压缩空气或抽真空可通压缩空气或抽真空 优点优点：1 可成型异型盘碟类产品可成型异型盘碟类产品 2 成型时施加一定压力，致密度成型时施加一定压力，致密度 缺点缺点：对模具强度要求较高对模具强度要求较高（二）（二）塑压成型塑压成型 Department of Materials and Chemical Engineering滚压法、压制法和塑压法的比较滚压法、压制法和塑压法的比较 表表7-2 Department of Materials and Chemical Engineering Department of Materials

25、 and Chemical Engineering塑压成型影响因素塑压成型影响因素 关键：关键：a. 成型过程中的可塑余泥如何排除？成型过程中的可塑余泥如何排除？b.石膏模具如何及时脱模和排出吸入的水分？石膏模具如何及时脱模和排出吸入的水分？c.石膏模具如何提高强度？石膏模具如何提高强度？ 控制因素：控制因素：1.塑压模要求强度高，致密度不能太高。塑压模要求强度高，致密度不能太高。2.檐沟区的设计：其作用是容纳余泥，使坯泥的挤出受到一檐沟区的设计：其作用是容纳余泥，使坯泥的挤出受到一种阻力，檐沟区模子吻合处要留出纸一样薄的空隙种阻力，檐沟区模子吻合处要留出纸一样薄的空隙3.塑压模的透气：模具具

26、有所需的透气性塑压模的透气：模具具有所需的透气性4.模具的尺寸、形状和定位要严格控制模具的尺寸、形状和定位要严格控制5.排除水分时要通入排除水分时要通入0.7MPa的压缩空气，使塑压过程中吸入的压缩空气，使塑压过程中吸入模内的水分排除掉。模内的水分排除掉。 Department of Materials and Chemical Engineering2.塑压成型操作塑压成型操作 Department of Materials and Chemical Engineering坯料含水量高时，压力应降低。坯料可塑越好投泥量越多，坯料含水量高时，压力应降低。坯料可塑越好投泥量越多，塑压时脱水性能越

27、差。充填坯料越多排水量越多，坯体致密塑压时脱水性能越差。充填坯料越多排水量越多，坯体致密度越高。塑压速度越慢，成型压力越高，加压停顿时间越长，度越高。塑压速度越慢，成型压力越高，加压停顿时间越长，坯体脱水率和致密度越高坯体脱水率和致密度越高 Department of Materials and Chemical Engineering（三）注塑成型（三）注塑成型 又称又称注射成型注射成型，是瘠性物料与有机添加剂混合压挤成型的，是瘠性物料与有机添加剂混合压挤成型的方法方法1.1.坯料的制备坯料的制备 注塑成型采用的坯料不含水。由陶瓷瘠性粉料和结合剂注塑成型采用的坯料不含水。由陶瓷瘠性粉料和结合

28、剂（热塑性树脂）、润滑剂、增塑剂等有机添加物构成。（热塑性树脂）、润滑剂、增塑剂等有机添加物构成。 坯料制备过程：坯料制备过程： 加热坯料加热坯料注射成型注射成型模具打开模具打开脱模烧成脱模烧成 有机物含量直接影响坯料的成型性能及烧结收缩性能：有机物含量直接影响坯料的成型性能及烧结收缩性能： 提高其含量可使成型性能得到改善，但会使烧成收缩增提高其含量可使成型性能得到改善，但会使烧成收缩增大。要提高制品的精确度要尽量减少有机物用量。通常有大。要提高制品的精确度要尽量减少有机物用量。通常有机物含量在机物含量在2030%，特殊达，特殊达50%左右。左右。 Department of Material

29、s and Chemical Engineering Department of Materials and Chemical Engineering2.成型过程成型过程 Department of Materials and Chemical Engineering 易出现的缺陷：易出现的缺陷：.坯料相遇接合时没融合，从而在坯体的表面和内部产生熔坯料相遇接合时没融合，从而在坯体的表面和内部产生熔焊线条。焊线条。.脱脂后坯体硬化不足，未完全充满模具脱脂后坯体硬化不足，未完全充满模具.坯体中包裹气孔坯体中包裹气孔3.3.注塑成型设备注塑成型设备 主要由加料、输送、压注、模型封合装置、温度及压力控

30、主要由加料、输送、压注、模型封合装置、温度及压力控制装置等构成。有柱塞式和螺旋式两种。制装置等构成。有柱塞式和螺旋式两种。 Department of Materials and Chemical Engineering Department of Materials and Chemical Engineering 注意事项：注意事项： 在金属模具内，生坯的收缩很小，所得坯体与金属模型在金属模具内，生坯的收缩很小，所得坯体与金属模型尺寸基本相同。因而模型内的空气不能外逸，易裹在生坯尺寸基本相同。因而模型内的空气不能外逸，易裹在生坯中，在脱脂时产生气泡。故金属模具应有中，在脱脂时产生气泡。故金

31、属模具应有1020m深的深的排气孔。排气孔。 金属模具必须具有冷却沟槽，便于冷却和加热，使金属金属模具必须具有冷却沟槽，便于冷却和加热，使金属模型保持一定温度。模型保持一定温度。 模型内最细的分注入口部分由于高速高压成型坯料，很模型内最细的分注入口部分由于高速高压成型坯料，很容易磨损。容易磨损。 Department of Materials and Chemical Engineering4.脱脂脱脂 除去有机添加剂的工序称为脱脂。是注塑成型工艺中需时除去有机添加剂的工序称为脱脂。是注塑成型工艺中需时最长的工序，一般为最长的工序，一般为2426h，特殊要几个星期。，特殊要几个星期。 Depa

32、rtment of Materials and Chemical Engineering（四）轧膜成型工艺（四）轧膜成型工艺 将准备好的陶瓷材料，拌以一定量的有机粘结剂和溶剂，将准备好的陶瓷材料，拌以一定量的有机粘结剂和溶剂，通过粗轧和精轧成膜片后再进行冲片成型。通过粗轧和精轧成膜片后再进行冲片成型。1.工艺流程工艺流程瓷粉瓷粉黏合剂黏合剂增塑剂增塑剂水水 粗轧粗轧是将粉料、黏合剂和溶剂等成分置于两辊轴之间充分是将粉料、黏合剂和溶剂等成分置于两辊轴之间充分混合混练均匀，伴随吹风，使溶剂逐渐挥发，形成一层厚混合混练均匀，伴随吹风，使溶剂逐渐挥发，形成一层厚膜。膜。 精轧精轧是逐步调近轧辊间距，多

33、次折叠，反复扎练，以达到是逐步调近轧辊间距，多次折叠，反复扎练，以达到良好的均匀度、致密度、光洁度和厚度。良好的均匀度、致密度、光洁度和厚度。混合，粉碎混合，粉碎干燥干燥混料滚压（粗轧）混料滚压（粗轧） 混练混练成型成型压延辊（精轧）压延辊（精轧） Department of Materials and Chemical Engineering2.2.轧膜成型用塑化剂轧膜成型用塑化剂 由黏合剂、增塑剂和溶剂组成。由黏合剂、增塑剂和溶剂组成。3. 3. 轧膜成型的特点轧膜成型的特点 优点：优点：工艺简单、效率高、膜片厚度均匀、设备简单、粉工艺简单、效率高、膜片厚度均匀、设备简单、粉尘污染小、能成

34、型厚度很薄的膜片。尘污染小、能成型厚度很薄的膜片。 缺点：缺点：产品干燥收缩和烧成收缩较干压制品大。产品干燥收缩和烧成收缩较干压制品大。 适用：适用：生成批量较大的生成批量较大的1mm以下的薄片状产品以下的薄片状产品4.4.轧膜成型机轧膜成型机 Department of Materials and Chemical Engineering Department of Materials and Chemical Engineering第四节第四节 注浆成型注浆成型一、注浆过程一、注浆过程 定义：定义： 注浆成型（传统）注浆成型（传统）在石膏模的毛细管力作用下，含一定在石膏模的毛细管力作用下，

35、含一定水分的粘土泥浆脱水硬化成坯的过程。水分的粘土泥浆脱水硬化成坯的过程。 注浆成型（现代）注浆成型（现代）具有一定液态流动性的成型方法具有一定液态流动性的成型方法l工艺过程：工艺过程：将制备好的坯料泥浆注入多孔性模型内，由于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，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

36、即为毛坯脱水收缩而与模型脱离，从模型取出后即为毛坯.工艺特点：工艺特点： （1）适于成型各种产品，形状复杂、不规则、）适于成型各种产品，形状复杂、不规则、薄、体积较大而且尺寸要求不严的器物，如花瓶、汤碗、薄、体积较大而且尺寸要求不严的器物，如花瓶、汤碗、椭圆形盘、茶壶等。椭圆形盘、茶壶等。 （2）坯体结构均匀，但含水量大且不均匀，干燥与烧成）坯体结构均匀，但含水量大且不均匀，干燥与烧成收缩大。收缩大。 Department of Materials and Chemical Engineering三个阶段三个阶段1.1.泥浆注入石膏模吸入开始到形成薄泥层泥浆注入石膏模吸入开始到形成薄泥层 动力

37、：石膏模（或多孔模）的毛细管力，使靠近模壁的泥动力：石膏模（或多孔模）的毛细管力，使靠近模壁的泥浆中的水、溶于水中的溶质及小于微米级的坯料颗粒被吸浆中的水、溶于水中的溶质及小于微米级的坯料颗粒被吸入模的毛细管中，形成最初的薄泥层。入模的毛细管中，形成最初的薄泥层。2.2.泥层继续增厚，直到形成注件为第二阶段。泥层继续增厚，直到形成注件为第二阶段。 在此阶段中，石膏模的毛细管力继续吸水，薄泥层继续脱在此阶段中，石膏模的毛细管力继续吸水，薄泥层继续脱水，同时，泥浆内水分向薄泥层扩散，通过泥层被吸入石水，同时，泥浆内水分向薄泥层扩散，通过泥层被吸入石膏模的毛细孔中，其膏模的毛细孔中，其扩散动力为扩散

38、动力为薄泥层两侧的水分浓差和薄泥层两侧的水分浓差和压差。泥层逐渐增厚，水分扩散的阻力逐渐增大。当泥层压差。泥层逐渐增厚，水分扩散的阻力逐渐增大。当泥层厚度达到所要求的注件厚度时，把余浆倒出，形成雏坯。厚度达到所要求的注件厚度时，把余浆倒出，形成雏坯。3.3.从雏坯形成到脱模为收缩脱模阶段（也称坯体巩固阶段）从雏坯形成到脱模为收缩脱模阶段（也称坯体巩固阶段） Department of Materials and Chemical Engineering 由于石膏模继续吸水和雏坯的表面水分开始蒸发，雏坯开由于石膏模继续吸水和雏坯的表面水分开始蒸发，雏坯开始收缩，脱离模型形成生坯，有一定强度后就可

39、以脱模。始收缩，脱离模型形成生坯，有一定强度后就可以脱模。 泥浆注浆过程实质上是通过石膏模的毛细管吸力从泥浆中泥浆注浆过程实质上是通过石膏模的毛细管吸力从泥浆中吸取水分而在模壁上形成泥层。吸取水分而在模壁上形成泥层。 相关公式因实用性、精确性等问题难以统一和应用，只做相关公式因实用性、精确性等问题难以统一和应用，只做初步了解。初步了解。 提高注浆速率的因素：提高注浆速率的因素： 1.降低泥层的阻力降低泥层的阻力 泥浆的阻力取决于其结构，由组成、浓度、添加物的种类泥浆的阻力取决于其结构，由组成、浓度、添加物的种类等因素决定。等因素决定。塑性原料、水分、解凝剂、絮凝剂塑性原料、水分、解凝剂、絮凝剂

40、 2.提高吸浆过程的推动力提高吸浆过程的推动力 吸浆过程的推动力主要是石膏模的毛细管吸力。吸浆过程的推动力主要是石膏模的毛细管吸力。当水膏比当水膏比为为78:100时可制得具有最大毛细管吸力的石膏。时可制得具有最大毛细管吸力的石膏。 还可采用增大石膏模与泥浆之间的压差来达到该目的。还可采用增大石膏模与泥浆之间的压差来达到该目的。 Department of Materials and Chemical Engineering 3.提高泥浆和模型的温度提高泥浆和模型的温度 温度升高，水的黏度下降，泥浆黏度随之降低，流动性增大温度升高，水的黏度下降，泥浆黏度随之降低，流动性增大二、注浆成型的特点二

41、、注浆成型的特点1.适于各种陶瓷产品的成型适于各种陶瓷产品的成型2.成型后的坯体结构较一致，但含水量大且不均匀。干燥收缩成型后的坯体结构较一致，但含水量大且不均匀。干燥收缩和烧成收缩较大。和烧成收缩较大。3.生成局限性小，投产容易，上马快。生成局限性小，投产容易，上马快。4.周期长，手工操作多，占地面积大，石膏模用量大。周期长，手工操作多，占地面积大，石膏模用量大。 Department of Materials and Chemical Engineering三、注浆成型对泥浆的要求三、注浆成型对泥浆的要求 注浆成型是基于能流动的泥浆和能吸水的模型来进行成型注浆成型是基于能流动的泥浆和能吸水

42、的模型来进行成型的。所以对泥浆有如下要求：的。所以对泥浆有如下要求： 1.1.流动性好。连绵不断的细线。流动性好。连绵不断的细线。 2.2.稳定性好。构成泥浆质点的大小差别越小，稳定性越好稳定性好。构成泥浆质点的大小差别越小，稳定性越好 3.3.具有适当的触变性。具有适当的触变性。 4.4.含水量少。在保证流动性的前提下，含水量尽量少。含水量少。在保证流动性的前提下，含水量尽量少。 5.5.滤过性好。顺利通过模型壁上的泥层而被模型吸收。调滤过性好。顺利通过模型壁上的泥层而被模型吸收。调整泥浆中塑性和瘠性原料的含量调整滤过性。整泥浆中塑性和瘠性原料的含量调整滤过性。 6.6.形成的坯体有足够的强

43、度。形成的坯体有足够的强度。 7.7.注浆成型后的坯体容易脱模。注浆成型后的坯体容易脱模。 8.8.泥浆中不含气泡。泥浆中不含气泡。 Department of Materials and Chemical Engineering四、基本注浆方法四、基本注浆方法（一）单面注浆（一）单面注浆 石膏模没有型芯，泥浆注满模型后放置一段时间，待模型石膏模没有型芯，泥浆注满模型后放置一段时间，待模型内壁粘附一定厚度的坯体后，将多余泥浆倒出，然后带模内壁粘附一定厚度的坯体后，将多余泥浆倒出，然后带模干燥。由于泥浆与模型只有一面接触，故名单面注浆。干燥。由于泥浆与模型只有一面接触，故名单面注浆。 坯体外形模

44、型工作面坯体外形模型工作面 坯体厚度吸浆时间（模温，湿度，泥浆性质）坯体厚度吸浆时间（模温，湿度，泥浆性质） 适于：小件，薄壁产品适于：小件，薄壁产品 Department of Materials and Chemical Engineering 要求浆料流动性、稳定性好，粒度细，比重小要求浆料流动性、稳定性好，粒度细，比重小(1.55-1.7g/cm3)，脱模水分，脱模水分15-20%。吸浆时间决定坯体厚度，。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。同时与模具温度、湿度、泥浆性质有关。适用于小、薄件。 注浆时，先将模型的工作面打扫干净。用软泥将合缝封好，注

45、浆时，先将模型的工作面打扫干净。用软泥将合缝封好，以免漏浆。模型的含水量保持以免漏浆。模型的含水量保持5%左右。适当加热利于水左右。适当加热利于水分扩散。分扩散。 多用于浇注杯、壶等多用于浇注杯、壶等小件，薄壁产品。小件，薄壁产品。 Department of Materials and Chemical Engineering（二）双面注浆（二）双面注浆 双面注浆又名实心注浆，是将泥浆注入两石膏模型（模型与双面注浆又名实心注浆，是将泥浆注入两石膏模型（模型与模芯）之间。石膏模从内外两个方向同时吸水。注浆过程中模芯）之间。石膏模从内外两个方向同时吸水。注浆过程中泥浆量不断减少。须不断补充泥浆，

46、直至全部硬化成坯。泥浆量不断减少。须不断补充泥浆，直至全部硬化成坯。 坯体外形外模工作面坯体外形外模工作面 坯体内形模芯工作面坯体内形模芯工作面 坯体厚度外模与模芯的空腔坯体厚度外模与模芯的空腔 适于：坯体内外表面形状、花纹不同，大型，厚壁的产品适于：坯体内外表面形状、花纹不同，大型，厚壁的产品 Department of Materials and Chemical Engineering 双面注浆用的泥浆一般比单面注浆用的泥浆密度高些，稠双面注浆用的泥浆一般比单面注浆用的泥浆密度高些，稠化度也高些，细度可以粗些，以万孔筛筛余化度也高些，细度可以粗些，以万孔筛筛余12%。 双面注浆可以缩短坯

47、体的形成过程。器壁可以厚些，及尺双面注浆可以缩短坯体的形成过程。器壁可以厚些，及尺寸大，双面有花纹的器件。但模型较复杂，注件的均匀性寸大，双面有花纹的器件。但模型较复杂，注件的均匀性不理想，通常远离模面处致密度小。不理想，通常远离模面处致密度小。 为得到致密的坯体，须在泥浆注入后，振荡使气泡排出，为得到致密的坯体，须在泥浆注入后，振荡使气泡排出，直到泥浆注满。还要预留空气放出的通道。直到泥浆注满。还要预留空气放出的通道。 Department of Materials and Chemical Engineering五、强化注浆方法五、强化注浆方法1.压力注浆压力注浆 (pressure ca

48、sting) 通过提高泥浆压力来增大注浆过程推动力，加速水分的扩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。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。型强度的限制。 模型的材料模型的材料：石膏模型、多孔树脂模型、无机填料模型。：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：根据压力的大小可将压力注浆分为： 微压注浆微压注浆：压力：压力 2 MPa 高强度树脂模

49、型高强度树脂模型 Department of Materials and Chemical Engineering Department of Materials and Chemical Engineering 2.真空注浆真空注浆 (vacuum casting)1-搅拌池搅拌池2-泥浆泵泥浆泵3-容器容器4-空气压缩机空气压缩机5-缓冲容器缓冲容器6-真空泵真空泵7- 注浆台注浆台 Department of Materials and Chemical Engineering 3.离心注浆离心注浆(centrifugal-casting) 使模型在旋转情况下进浆，料浆在离心力的作用下紧

50、靠模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。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。织不均匀，收缩不一致。 Department of Materials and Chemical Engineering Department of Mate

51、rials and Chemical Engineering 4.成组注浆成组注浆 为提高生产效率，对一些形状比较简单的制品，采用成组为提高生产效率，对一些形状比较简单的制品，采用成组浇注的方法。浇注的方法。 将很多模型叠放起来，由一个连通的通道来进浆，再分别将很多模型叠放起来，由一个连通的通道来进浆，再分别注入各个模型内。注入各个模型内。 为防止通道因吸收泥浆堵塞，在通道内壁涂上含有硬脂溶为防止通道因吸收泥浆堵塞，在通道内壁涂上含有硬脂溶液的热矿物油。液的热矿物油。 Department of Materials and Chemical Engineering 5.热浆注浆热浆注浆 在模型

52、两端设置电极，料浆注满后，马上接交流电，利用在模型两端设置电极，料浆注满后，马上接交流电，利用料浆中少量电解质的导电性加热，升温至料浆中少量电解质的导电性加热，升温至50左右，可加左右，可加快吸浆速度。快吸浆速度。 当泥浆温度为当泥浆温度为1555，粘度会降低，粘度会降低5060，坯体成，坯体成型速度提高型速度提高3242。 Department of Materials and Chemical Engineering六、其他注浆方法六、其他注浆方法（一）（一）热压铸成型热压铸成型 (Hot Pressing)u定义：将含有石蜡的浆料在一定的温度和压力下注入金定义：将含有石蜡的浆料在一定的温

53、度和压力下注入金属模中，待坯体冷却凝固后再进行脱模的成型方法。属模中，待坯体冷却凝固后再进行脱模的成型方法。 u主要工序：制备蜡浆、坯体浇注成型、排蜡主要工序：制备蜡浆、坯体浇注成型、排蜡（1） 蜡浆由粉料、塑化剂、表面活性剂组成。蜡浆由粉料、塑化剂、表面活性剂组成。（2） 混料方式混料方式 a. 将石蜡加热熔化，粉料倒入，边加热边搅拌。将石蜡加热熔化，粉料倒入，边加热边搅拌。 b. 粉料加热后倒入石蜡熔液，边加边搅拌。粉料加热后倒入石蜡熔液，边加边搅拌。 （3） 设备：快速和蜡机、慢速和蜡机设备：快速和蜡机、慢速和蜡机然后将料浆倒入容器中，凝固后制成蜡板，备用。然后将料浆倒入容器中，凝固后制

54、成蜡板，备用。 （4） 料浆的性能指标料浆的性能指标稳定性、可铸性、粉料的装填密度、收缩率稳定性、可铸性、粉料的装填密度、收缩率 Department of Materials and Chemical Engineering3. 热压铸成型工艺热压铸成型工艺(1) 腊浆温度。腊浆温度。6075，温度，温度升高，则腊浆的粘度下降，坯体升高，则腊浆的粘度下降，坯体致密，但冷却收缩相应大。温度致密，但冷却收缩相应大。温度过低，则易出现欠注、皱纹等缺陷。过低，则易出现欠注、皱纹等缺陷。 (2) 铸模温度。决定坯体冷却凝固铸模温度。决定坯体冷却凝固的速度。一般为的速度。一般为2030。(3) 成型压力

55、。与浆桶深度、料浆性成型压力。与浆桶深度、料浆性能有关。压力升高，坯体的致密度能有关。压力升高，坯体的致密度增加，坯体的收缩程度下降。一般可增加，坯体的收缩程度下降。一般可以采用以采用0.30.5 MPa。 Department of Materials and Chemical Engineering真空搅拌热压铸机真空搅拌热压铸机4.热压铸机与模具热压铸机与模具 Department of Materials and Chemical Engineering 5.排蜡排蜡 排蜡的加热制度一般要根据瓷粉的性质，产品形状、排蜡的加热制度一般要根据瓷粉的性质，产品形状、大小及窑炉结构来确定。也可

56、将低温度阶段升温速率减慢，大小及窑炉结构来确定。也可将低温度阶段升温速率减慢，不必单独排蜡直接烧成产品。不必单独排蜡直接烧成产品。 这是热压法成型所特有的工序。此法含蜡量在这是热压法成型所特有的工序。此法含蜡量在13甚甚至更多，高温下，石蜡软化会引起坯体变形，所以通常在至更多，高温下，石蜡软化会引起坯体变形，所以通常在低于坯体烧结温度下排蜡，然后再烧结。低于坯体烧结温度下排蜡，然后再烧结。 排蜡时，把坯体埋在吸附剂中，石蜡在排蜡时，把坯体埋在吸附剂中，石蜡在60以上开始以上开始熔融，熔融，120以上蒸发。吸附剂包围着坯体，不致变形，同以上蒸发。吸附剂包围着坯体，不致变形，同时吸附液体石蜡，然后

57、再蒸发。时吸附液体石蜡，然后再蒸发。 Department of Materials and Chemical Engineering（二）（二） 电泳注浆电泳注浆 根据料浆中粘土粒子（带有负电荷）在电流作用下能向根据料浆中粘土粒子（带有负电荷）在电流作用下能向阳极移动，把坯料带往阳极而沉积在金属模的表面而成型的。阳极移动，把坯料带往阳极而沉积在金属模的表面而成型的。模型用铝、镍、镀钴的铁等。模型用铝、镍、镀钴的铁等。 影响因素：主要为电压、电流、成型时间、泥浆浓度及影响因素：主要为电压、电流、成型时间、泥浆浓度及电解质含量等。电解质含量等。 圆筒形电泳成型机圆筒形电泳成型机1-多余的再循环稀

58、浆排除口；多余的再循环稀浆排除口；2-电泳形成的沉积层；电泳形成的沉积层；3-中心电极（阴极）；中心电极（阴极）；4-供泥浆的管子；供泥浆的管子；5-锌阳极；锌阳极；6-双层陶瓷坯体带；双层陶瓷坯体带；7-运输带运输带 Department of Materials and Chemical Engineering第五节第五节 压制成型压制成型定义定义 将含有一定水分（或其它粘结剂）的粒状粉料填充于模具将含有一定水分（或其它粘结剂）的粒状粉料填充于模具之中，对其施加压力，使之成为具有一定形状和强度的陶之中，对其施加压力，使之成为具有一定形状和强度的陶瓷坯体的成型方法叫做压制成型。又称模压成型瓷

59、坯体的成型方法叫做压制成型。又称模压成型（stamping process）、干压成型）、干压成型(dry pressing)。 粉料含水量粉料含水量8%15时为半干压成型；时为半干压成型； 粉料含水量为粉料含水量为37时为干压成型；时为干压成型； 特殊的压制工艺（如等静压法），坯料水分可在特殊的压制工艺（如等静压法），坯料水分可在3以下。以下。 Department of Materials and Chemical Engineering一、干压成型一、干压成型（一）干压成型对粉料的要求（一）干压成型对粉料的要求 1.具有较高的体积密度，以降低其压缩比；具有较高的体积密度，以降低其压缩比；

60、 2.流动性好流动性好 3.有合理的颗粒级配有合理的颗粒级配 4.在压力下易于粉碎，这样可形成致密坯体在压力下易于粉碎，这样可形成致密坯体 5.水分均匀，否则易使成型与干燥困难水分均匀，否则易使成型与干燥困难 控制工艺条件控制工艺条件 1.颗粒度颗粒度 2.含水量含水量 3.可塑性可塑性 Department of Materials and Chemical Engineering (二二)干压机理干压机理 将含水一定水分的粒状粉料填充到将含水一定水分的粒状粉料填充到模型之中，施加压力使之成为具有模型之中，施加压力使之成为具有一定形状和强度的陶瓷坯体。一定形状和强度的陶瓷坯体。 Depart