陶瓷粉末成型技术的工艺与控制

陶瓷粉末成型技术的工艺与控制2023-11-51:29:52人们总是希望陶瓷制品，尤其是特种陶瓷是均质的，能满足良好的机、电、热、化学或某种特殊性能要求，并能实现生产自动化、质量可控、性能一致性好的规模化生产。为此，首先要实现陶瓷坯体在粉末成型过程中是均质的或接近均质的。采用干粉压制、等静压成型是近世纪才发展起来的新型粉末成型工艺。为了最大限度实现陶瓷坯体均质化，不仅需要有先进的粉末成型设备，而且还有陶瓷粉体制备的质量，即每个单一粉末颗粒是均质的，而且是可控的。1.实现坯体均质化途径无论是干粉压制或等静压成型，由于粉末颗粒之间、粉体与模具壁之间，都存在内外摩擦而导致坯体密度分布不均匀，尤其是干粉压制，在压制方向上，压力随高度变化而呈指数衰减，形成一个密度梯度，确实很难达到坯体密度上下一致。其次，粉体本身颗粒为满足压制成型所需的粉末成型特性，需要添加一定量的添加剂，它们在每个单一颗粒中是否均匀，也是影响坯体均质的重要因素。1.1压制方式影响压坯密度的因素很复杂，除粉体本身特性外，主要有坯体形状和大小、压制件的侧正面积比、压制压力、模具粗糙度、润滑条件以及压制方式和粉末在模具中运动的摩擦系数等都起重要作用。实践证实等静压成型优于干粉压制，湿等静压优于干袋式等静压。现在国际流行的全自动干粉压机结构上采用强制双向拉下压制的曲柄连杆机构，图1给出典型压制过程中上下模头和凹模的运动轨迹，当上模头和凹模同时向下时实现反压，能最大限度地使坯体各部密度均匀。图1典型压制过程中上下模头和凹模的运动轨迹很多制品并非简单的等厚坯件，厚薄不一致，甚至有多个台阶，图2给出异形制品成型时模具各部件在压机中的运动轨迹。达到各部位厚度不一样按成型要求密度分层加料，以求成型后坯体各部位基本一致。关于压制成型技术，应视工件形状选择加料方式、上下模头压制次数、压制线的位置以及是否采用保护脱模，即使是1mm厚的制品，也应采用双面压制，也存在压制线位置，即上下压力的调整，且有利于烧成时坯体平整。有关陶瓷压片机设备使用可参阅有关设备说明书。1.2粉体制备无论干粉压制或等静压成型均要求粉料呈颗粒状，有较好的流动性；颗粒有一定的强度，以免在运输和加料过程中破碎；有一定的颗粒级配，加料时实现紧密堆积；具有一定的粘结特性和润滑特性，颗粒之间不应相互粘结等造粒特性。为了达到上述特性要求，无论采用哪种造粒方式，往陶瓷原料中添加各种辅助材料是必然的，这些材料既不能影响坯料组分，又要求它们能均匀分布在每一个粉末颗粒中，从微观上讲是均质的。辅助材料通常有以下几种：图2异形制品成型时候具备部件在机中的运动轨迹(1)聚乙烯醇：不要以为喷雾造粒就一定能得到均质的粉体，粘结剂选择与搭配是关键。我们希望粘结剂能均匀分给每个粒子，在颗粒内形成的微观结构是均质化的事实上，如果仅往坯料中加入单一的聚乙烯醇作为结合剂，造粒后颗粒表面坚硬，有凹坑，在压制过程中往往存在大量颗粒间隙，坯体难以密实，这种粉末从颗粒上讲就是非均质的。(2)水溶性聚合物：陶瓷用粘结剂一般采用水溶性聚合物，经验证明往高聚合度粘结剂材料中添加少量低分子粘结剂混合使用，有利于改善粉料颗粒形状和松装密度。实践证明聚乙烯醇是特性最好的粘合剂，但并不能获得最理想的颗粒形状和松装密度，添加少量水溶性低聚合物，如淀粉类及其衍生物，有较好的效果。(3)水溶性有机物质：在粘合剂中添加少量的水溶性有机物质，如天然树脂、微晶石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸及其盐类，可以促使粘合剂在颗粒中均化，使制备的粉体均匀，同时能提高粉料的流动性，压制时有一定的润滑特性。届(4孔)表泉面活缎性剂愉、分煤散剂群、p认H调浅整剂臣：根刷据陶越瓷原匙材料苗不同读，氧稻化物窑陶瓷判、碳歪化物哑陶瓷面、氮旬化物员陶瓷侨等颗悟粒极纪性不籍同的前特点比，除拌述添泉加剂伐外，鱼还应争添加晶一定骗量的嚼表面俯活性松剂、乳分散校剂、栏pH窄调整辆剂。叨安陶瓷愚辅助智添加制剂，包无论健足水器溶性需聚合侍物、盗还是息水溶尝性有面机物州，种午类繁碰多，六不同颗陶瓷辽原材颤料和缸配方茶在满崖足技隐术特把性的扫前提婚下，士选择陡经济坟适用嘱的原择料。肤盈水溶供性聚轧合物独有淀团粉类瓜(淀斯粉、夹糊精类、糖悼浆及撞其衍慧生物姓)，老糖类冻(羧滤甲基纯淀粉召钠C航MS迁、羧奸乙基仗淀粉弊、淀盛粉磷顾酸钠肢等)抹，树晶胶类盈(装阿拉曲伯树冲胶、定印度暗树胶丑等)俯，可问溶性提蛋白敲质(捎酪蛋址白、冷酪蛋挎白酸似钠等悲)，规纤维泡素衍蛮生物晋类(扫甲基阔纤维摘素M丈C、菠羧甲专基纤笔维素镰CM兵C等疗)，帅水溶读性合糟成聚视合物摩类(蔑聚乙着烯醇低PV愤A、蕉聚乙勤烯甲扎脂P列VM厅以及胶聚丙缎烯酰壳胺、眼异丁摔烯马蝴来酸暖酐共面聚物澡等)棕：其默中淀赏粉类劝和纤模维素绣衍生铜物较千好，蚁聚乙弄烯醇殿和异嘱丁烯羽马来刊酸酐俊共聚吓物最旦好。悼晒水溶销性有虚机物倦有天历然树敞脂、匀松香拨乳化吊剂、笛动植心物油色脂、很液态搞烃、护微晶法石蜡租、聚适乙烯英蜡、忍乳化欧蜡以景及脂蛾肪酸丹类的浊硬脂垦酸、舰硬脂史酸乳来化液块及其王盐类衫化合尾物和庙衍生严物等削。其挤中蜡旗类和码脂肪忘酸类树较为傍理想撒，最孔好是申蜡和叔脂肪园酸以仪乳化衔液的无状态狭使用棉，以盏控制士颗粒趁的微痛晶结状构。吸汪1.绿3喷屿雾造辅粒工佳艺串喷雾片造粒拥工艺魂条件蔬直接年影响盼粉体吃质量决，所巨以防集止出梳现以殃下问疲题：椅咏①扫颗粒腥破碎使；焰②切颗粒摧相互北粘结附；象③闯热风圆温度器过高防，颗左粒中斩心形嘉成空疤洞。露希望洽能制厅备成昂实球短状或昏准球档状颗臭粒。幸冰2.裕工艺煤控制摇技术塔任何号一种懒陶瓷袜材料衫的特壤性和巩技术越水平误，不顺仅体聪现在议样品排的测障试数壮据上桨，而钱目一睛反映违在规柳模化硬生产挽的产品品的芽一致勇性水宴平上君。抛陶瓷乐制品脱的精息度同拾样是驳不能怀用检摘查剔棍选方桶式来支组织厕生产臂，而青应是革通过芬质量著管理课，控嗓制其搏分散供性或度用数才理统篮计方殊式来瓣控制证质量湖。首瓶先必是须保傲证进在厂原基材料荡经过毯验收净，选里择满腹足产吴品要张求的火先进东的粉叔末成典型设丹备，陕这些厕都是草无可逢置疑祸的。赞更重惕要的纠是粉岔体制店备要友有可科控制薄性，饼建立控合理租的工矿艺控赢制方页法是订十分北必要揭的。林式(1写)控奇制浆砖料的重固体聪含量子、泥羽浆细逝度以届及辅妇助添晨加剂港加入味程序布和数港量，斩是保乓证喷遗雾干记燥操律作稳辣定的戴先决获条件蜜。板(2灵)干满燥后也的粉窗料，总应测管定其条松堆活密度挪、压猾实密献度、喊流动各时间秃、颗质粒级牌配、筝水份遣含量豆以及蚁烧成悉收缩吊和体崇积密建度等雾工艺鼠参数仗，并违控制橡在一刺定范飘围里狱，才剖能保休证成烟型坯幼件的米一致麻性，韵这些角都是艰粉体君的工嫌艺特串性指劈标，陡都应避予以窃控制凑的。据赚(3独)每遥种陶拆瓷粉黎料成职型时沟所要纺求的圣含水旧量，喉都有携自身申的规手律，船如氧单化铝悄陶瓷肥喷雾嫂造粒筑的含炕水量太控制固在0华.3精%~诚0.酱5%亚较为烟适宜谦。但缴喷雾饲干燥粘控制牧微量歌水分也是困午难的樱，允捐许通婶过加浑湿机既定量捷加入乐一定故水分施来调鹿整粉葬料的丢含水渣量。御足(4拼)任玩何一角种造罗粒方介式均抓是动乱态过友程，期要保惹证所耕生产行的粉要料达卧到较狮好的含一致绵性是丢困难梯的、均不现捷实的冈。一翠般来流讲，密可以半将一絮段时狂间(秩如一栋个工级作班割)生构产的猜粉料殿作为础一个筹批次汽，进置行均良化(桨混合灾)处灯理，摧并再斜陈腐虫23浮天，商让其宏水分样充分拣均衡辞，就不可以羊保证镜产品肾质量群相对伍稳定烛。域(5姑)建饮立一肌个批妥量概珠念，甲实行债从泥阁浆到悉造粒桌后的宝粉料造全过帆程工潮艺控甘制，忽就一眉定能微制造叉出高颠质量蒸的陶球瓷制汤品。屡子3.桥讨论开(1视)特胀瓷企敢业，罚除功补能陶骗瓷和另生产患批量黑较大声的企卧业外遍，大拦多数第企业年没有偷形成循规模壁化生讨产。乐大量柳的特枝陶制姜品一滔张图肾样就塌是一止个品昂种，狐涉及雷到国汇民经阵济各夕行各圆业，也有些济品种剖虽有补较大苗的量饭，但坛仍不损足以旬建立址专业肢生产研厂。司不能劲无论越大厂份小厂乎，均远从粉耍料制刃备做爱起：帮不少蜻企业盲生产辜规模拿小，扬实行诉生产判全过邀程控持制是脚无法阻做到帮的，云甚至愿连原锣材料蔽进厂农都无捏法控边制，另但这揪恰恰挥是陶即瓷生存产的咽关键优所在流，它娘必然强导致突产品蜘质量表不稳化定，化更谈标不上差与国运际接养轨，隔进入拉国际宽市场凳。假窄如大掠多数致小型夏企业残把精录力放愤在制漏品成惯型和周烧结林过程谅中提界高过征程质蜡量，臂粉料岂由专薄业公臭司供骡应，裳粉料主质量泽由专溪业公太司保矩证，雨必将偿有利鼓于提骡高产稿品质某量，祸有利串于产馋品出护口。地目前狼氧化协铝陶状瓷粉俱料中趁75旅~9析9瓷折料的世喷雾浇造粒践料已吴有多末家公背司供锐应，握希望学这一农范围钩能进叠一步偏扩大志：做虑到同聋一瓷柄种即啄使有夜不同欲性能眉要求望，粉勺体制冲造企后业也订应能俱满足朝，这底才能忠做到皮真正配专业拐化生臭产。吹对于失大量仇特种色陶瓷给制品或来说控，它于们对秋技术体要求土是有肥共性衣的，吼一般摧不存陷在配雕方保锣密，极也不浸会阻慨碍专押业化候分工寒：只视有实航行了锐真正复的专揉业分静工协草作，怎才能社把产溜品质映量搞脉上去侄，并奏且有逗利企脆业经斧济效狐益的引提高脏。使(2肾)当钳前电蓝真空绍用氧酒化铝陕陶瓷别管壳梢，已践从热存压铸驳工艺搞向等租静压鬼工艺局过渡叨，这犯是可厕喜的干，但珍均采扶用湿摊式等病静压餐，虽蜂能保省证质若量，五但难继于自颗动化费，工刺效低呈，手桶工繁仙重，达不利代于规价模化却生产泽。从愤坯体剪结构幼讲，丈实现温单头及半自趟动于掩袋式燕等静轿压是摩完全染有可携能做毫到的古。实挺现加渠料、聪压制顿过程遣自动惰化、付手工珍脱模模，并夹在等当静压碰机旁绑设置羊一台狂磨削描机仿示形磨置削成搞型。众生产应效率尾必将爸大幅蜻提高冒。当斩然干兆式等孕静压圣压力惰远低基于湿罚式等记静压秃。但条不会泡对瓷揪套性报能产宁生影妥响。口肯(3销)特抓种陶路瓷生舱产在背我国减已具初相当顾规模遣，所猛以陶酿瓷辅称助添光加剂子用量卡已十贱分可称观，缺现在架没有吩一个民陶瓷茎专业遭辅料溪供应拴商。或其实坡我国宏分散天剂、咐水溶男性粘们合剂剂、水临溶性辜有机驶物、睁表面内活性思剂等眯辅料并的专还业生在产企悲业也与不少富，但屋分布盖在化但工行但业，布他们仓对陶遥瓷专颗用添御加剂样少有烛开发恶，若