《陶瓷原料准备工培训》课件-可塑成型工艺原理

Theprocessprincipleofplasticforming可塑成型的工艺原理定义：可塑成型是利用各种不同的外力对具有可塑性的坯料进行加工，迫使坯料发生可塑变形而制成生坯的成型方法。可塑成型一.可塑成型在日用陶瓷生产中采用得比较普遍。可塑泥团的首要性质是具有良好的可加工性，包括易于成型各种形状而不致开裂，可以钻孔和切割。还要求干燥后有较高的生坯强度，希望坯料尽可能有各向同性的均匀结构，颗粒定向排列不严重，以免因收缩不均引起坯体变形甚至开裂。可塑成型的工艺原理二.可塑泥团由固相、液相、少量气相组成的塑性—粘性系统。1.可塑泥团的流变性特征可塑成型的工艺原理二.当受外力时，泥料首先表现为弹性变形（OA段）。应力很小时，应力—应变之间表现为直线关系。力作用时间很短时，去掉外力泥料可恢复原来的状态。力作用时间很长时，去掉外力那里不能恢复原来的状态。但仍在弹性范围内。流变性的表现：1.可塑泥团的流变性特征可塑成型的工艺原理二.外力增大，达到屈服点(σy)后，泥料的弹性随应力的增大而减小，开始出现假塑性变形。去掉外力，泥料不能恢复到原来的状态。随外力的增大，变形量增加，直到破裂点。σp和εp分别为泥团受力出现裂纹（破坏)时极限应力值和变形量。σp和εp取决于应力的增加速度和应力在泥团中的扩散速度。流变性的表现：1.可塑泥团的流变性特征可塑成型的工艺原理二.可塑泥料还具有一个特点，即当其受外力作用产生形变后，如维持其变形量不变，则泥料中的应力会逐渐减小，直至消失。将泥料中应力降低至一定值时所经历的时间叫做“应力松弛期”。流变性的表现：1.可塑泥团的流变性特征可塑成型的工艺原理二.如果成型时泥料受力时间比其“应力松弛期”短得多，则在应力作用期间内，泥料来不及产生塑性变形（只产生弹性变形）而又回复为原状，成为弹性体。反之，则将产生塑性变形，且能保持变形后的形状。因此，若要使可塑泥料形成所需要的坯体外形，成型时就要使泥料受力时间足够长，且成型压力应陆续、多次的作用在泥料上。流变性的表现：1.可塑泥团的流变性特征可塑成型的工艺原理二.成型性能好的泥料应具有一个足够高的屈服值和足够大的变形量。前者可以防止刚成型好的坯体应偶然的外力作用而产生形变。后者可以保证在成型过程中变形虽大，但不容易产生开裂。在塑性泥料的流变参数中，屈服值和最大变形量对成型过程具有重大意义。流变性的表现：可塑成型的工艺原理二.流变性产生的原因：从流变性的表现看：要有一定的外力才变形，说明颗粒间有结合力，即屈服值。屈服值形成的原因（颗粒间结合力的来源）：颗粒聚集为坯料时，疏松结合水成为毛细管水，依靠毛细管力扯紧相邻两颗粒，形成结合力。毛细管越细（粘土颗粒越细），结合力越大。从流变性的表现看：形变时不开裂，说明形变过程存在某种连系，称为延伸能力。出现裂纹前的最大变形量。1.可塑泥团的流变性特征可塑成型的工艺原理二.屈服值和最大变形量是相互关联的，且往往相互矛盾。改变泥料的含水量，可改变其中一个流变参数，但同时也会降低另一个特性参数。如右图所示，随着含水量的增加，屈服值降低，而最大变形量增加。屈服值延伸量35%H2O40%H2O50%H2O1.可塑泥团的流变性特征流变性产生的原因：可塑成型的工艺原理二.一般可以近似地用屈服值和最大变形量的乘积来评价泥料的成型能力。这就是前以述及的“可塑性指标”。对于一定组成的泥料而言，在合适的含水量条件下，这个乘积达到最大时，也就意味着它具有最好的成型性能。1.可塑泥团的流变性特征流变性产生的原因：可塑成型的工艺原理二.可塑性与含水率的关系：含水率过大或过小，屈服值与延伸量乘积都小。含水率合适，乘积大。通常用屈服值与延伸量的乘积来表示可塑性，即可塑性指标。F×L

354050含水率%用屈服值（F）×延伸量（L）与含水率作图，关系如右图，由图可以看出：1.可塑泥团的流变性特征可塑成型的工艺原理二.2.影响坯料可塑性的因素（1）粘土矿物结构的影响（3）固相颗粒大小和形状的影响（2）吸附阳离子的影响（4）分散介质的影响可塑成型的工艺原理二.（1）粘土矿物结构的影响可塑性良好的粘土泥料一般应具有以下条件：颗粒细小；粘土矿物解理明显或完全，尤其成片状结构最好；粘土颗粒表面的水化膜较厚。就可塑性强弱而言：伊利石<高岭石<<蒙脱石2.影响坯料可塑性的因素可塑成型的工艺原理二.（2）吸附阳离子的影响粘土胶粒之间的斥力（吸引力）影响着粘土的可塑性，而吸引力的大小则决定于粘土的阳离子交换容量及吸附的阳离子种类。2.影响坯料可塑性的因素可塑成型的工艺原理二.（3）固相颗粒大小和形状的影响细颗粒泥料的比表面积大，可塑性亦大。板片状、短柱状颗粒的比表面积比球状颗粒的比表面积大，故前两种颗粒易形成面-面接触，形成的毛细管力大，相应的泥料可塑性也大。2.影响坯料可塑性的因素可塑成型的工艺原理二.（4）分散介质的影响陶瓷坯料中最常用的分散介质是水。坯料中水分适