陶瓷成型工藝.ppt

第十三章成型原理與成型技術 第十三章成型原理與成型技術 13 1注漿成型 它是利用石膏吸水性的一種成形方法 此法適于生產(chǎn)一些形狀復雜且不規(guī)則 外觀尺寸要求不嚴格 壁薄及大型厚胎的制品 對注漿成型所用的料漿 必須具備如下性能 流動性 穩(wěn)定性 即不易沉淀和分層 觸變性要小 含水量盡可能少 滲透性要好 脫膜性要好 盡可能不含氣泡 注漿成型法 1 空心注漿 2 實心注漿 第十三章成型原理與成型技術 第十三章成型原理與成型技術 第十三章成型原理與成型技術 13 2熱壓鑄成型利用含蠟料漿加熱熔化后具有流動性和塑性 冷卻后在金屬模中凝固成一定形狀 第十三章成型原理與成型技術 預熱 熟瓷粉 石蠟 表面活性物質(zhì) 熔化 攪拌 除氣 進熱壓鑄機 澆成蠟餅存放 1 蠟漿的制備 熟瓷粉是預先煅燒的瓷料 目的 除使反應充分均勻之外 還可減少石蠟用量 降低燒結(jié)收縮和變形 石蠟是作為增塑劑使用 具有很好的熱流動性 潤滑性和冷凝性 表面活性物質(zhì) 油酸 硬脂酸 蜂蠟等 使瓷粉與石蠟更好地結(jié)合 這些表面活性物質(zhì)不僅能提高蠟漿的熱流動性和冷凝蠟坯的強度 而且可以減少石蠟的用量 防止瓷粉分層 2 蠟漿的性能 1 穩(wěn)定性好 2 可鑄性好 3 收縮率低3 熱壓鑄成型的特點適用于外形復雜 精密度高的中小型制品 其成型設備不復雜 模具磨損小 操作方便 生產(chǎn)效率高 熱壓鑄成型的缺點是 工序較繁 耗能大 工期長 對于壁薄 大而長的制品不宜采用 第十三章成型原理與成型技術 13 3干壓成型將陶瓷粉體經(jīng)過塑化 造粒 制備成流動性好 粒配合適的粉料 裝入模具內(nèi) 通過壓機的柱塞施以外加壓力 使粉料壓制成一定形狀的坯體 13 3 1塑化與造粒工藝通過造粒工藝 把陶瓷粉料制成具有良好流動性和一定強度的顆粒 同時具有一定的粘性 以便干壓成型 塑化原理 第十三章成型原理與成型技術 3 干壓成型對粒料的工藝要求粒度和粒度分布壓制大的坯件 粒料可適當粗些 較小的坯件 粒料需稍細 粒度不當 成型的坯件密度低 強度差 粒料過細 坯件易出現(xiàn)起層 層裂 現(xiàn)象 粒料的流動性粒料的自然息角 越小 流動性越好 第十三章成型原理與成型技術 13 3 2干壓成型方法 1 單向加壓 2 雙向加壓13 3 3干壓成型應注意的問題坯件的密度稱為成型密度 成型密度愈均勻愈好 控制因素 1 成型壓力的大小 2 加壓速度與保壓時間 第十三章成型原理與成型技術 13 3 4干壓成型的特點由于坯料中含水或其它粘合劑比較少 干壓成型的坯體致密度高 尺寸比較精確 燒成收縮小 瓷件的機械強度高 電性能好 主要用于圓形 薄片狀的簡單形狀制品 第十三章成型原理與成型技術 第十三章成型原理與成型技術 13 4等靜壓成型等靜壓成型又稱靜水壓成型 它是利用液體介質(zhì)不可壓縮性和均勻傳遞壓力性的一種成型方法 冷等靜壓成型熱等靜壓成型 第十三章成型原理與成型技術 13 4 1濕式等靜壓成型先將配好的坯料裝入塑料或橡膠做成的彈性模具內(nèi) 置于高壓容器內(nèi) 密封后 注入高壓液體介質(zhì) 壓力傳遞至彈性模具對坯料加壓 然后釋放壓力取出模具 并從模具取出成型好的坯件 傳壓液體可用水 甘油或重油等 彈性模具材料應選用彈性好 抗油性好的橡膠或類似的塑料 第十三章成型原理與成型技術 第十三章成型原理與成型技術 13 4 2干式等靜壓成型干式等靜壓成型的模具是半固定式的 坯料的添加與坯件的取出都是在干燥狀態(tài)下操作 干式等靜壓成型模具 兩頭 垂直方向 并不加壓 適于壓制長型 薄壁 管狀產(chǎn)品 第十三章成型原理與成型技術 13 4 3熱等靜壓成型對坯體加溫加壓同時進行 陶瓷致密度更高 特點 1 適于壓制形狀復雜 大件且細長的新型陶瓷制品 2 濕式等靜壓容器內(nèi)可同時放入幾個模具 壓制不同形狀的坯體 3 可以任意調(diào)節(jié)成型壓力 4 壓制產(chǎn)品質(zhì)量高 燒成收縮小 坯件致密 不易變形 5 設備成本高 濕式等靜壓成型不易自動化生產(chǎn) 生產(chǎn)效率不高 第十三章成型原理與成型技術 第十三章成型原理與成型技術 13 5擠壓成型將經(jīng)真空練制的泥料 置于擠制機內(nèi) 通過擠制機的機嘴 擠壓出各種形狀的坯體 13 5 1擠壓成型泥料的性能要求 1 粉料有足夠的細度和圓潤的外形 2 溶劑 增塑劑等用量要適當 第十三章成型原理與成型技術 13 5 2擠壓成型的特點擠壓成型適于連續(xù)化批量生產(chǎn) 生產(chǎn)效率高 環(huán)境污染小 易于自動操作 但機嘴結(jié)構(gòu)復雜 加工精度要求高 耗泥量多 制品燒成收縮大 擠壓成型適于擠制直徑1 30mm的管 棒形制品 細管壁厚小至0 2mm 或用以擠制徑幅800mm 100 200孔 cm2的蜂窩狀 篩格式穿孔瓷筒 第十三章成型原理與成型技術 第十三章成型原理與成型技術 13 6注射成型注射成型是將瓷粉和有機粘結(jié)劑混合后 經(jīng)注射成型機 在130 300 溫度下將瓷料注射到金屬模腔內(nèi) 待冷卻后 粘結(jié)劑固化 便可取出毛坯而成型 P51 圖18 1 第十三章成型原理與成型技術 注射成型的特點注射成型法可以成型形狀復雜的制品 毛坯尺寸和燒結(jié)后實際尺寸的精確度高 尺寸公差在1 以內(nèi) 而干壓成型為 1 2 注漿成型法 5 注射成型工藝的周期為10 90s 工藝簡單 成本低 壓坯密度均勻 適于復雜零件的自動化大批量生產(chǎn) 但是它脫脂時間較長 金屬模具昂貴 設計較困難 第十三章成型原理與成型技術 13 7軋膜成型軋膜成型是將準備好的陶瓷粉料 拌以一定量的有機粘結(jié)劑 如聚乙烯醇等 和溶劑 通過粗軋和精軋成膜后再進行沖片成型 軋膜成型的工藝流程如下 第十三章成型原理與成型技術 粗軋是將粉料 粘結(jié)劑和溶劑等成分置于兩輥軸之間充分混合混練均勻 伴隨著吹風 使溶劑逐漸揮發(fā) 形成一層厚膜 精軋是逐步調(diào)近軋輥間距 多次折疊 90 轉(zhuǎn)向反復軋練 以達到良好的均勻度 致密度 光潔度和厚度 軋好的坯片 在一定濕度的環(huán)境中儲存 防止干燥脆化 最后在沖片機上沖壓成型 軋膜成型用塑化劑軋膜成型用塑化劑由粘合劑 增塑劑和溶劑所組成 P23 表13 4 第十三章成型原理與成型技術 軋膜成型對粉料粒度的要求是越細越圓潤 含粘合劑量越多 軋輥的精度要求也越高 軋膜成型的特點軋膜成型具有工藝簡單 生產(chǎn)效率高 膜片厚度均勻 生產(chǎn)設備簡單 粉塵污染小 能成型厚度很薄的膜片等優(yōu)點 但用該法成型的產(chǎn)品干燥收縮和燒成收縮較干壓制品的大 第十三章成型原理與成型技術 13 8流延成型流延成型又稱帶式澆注法 刮刀法 是一種目前比較成熟的能夠獲得高質(zhì)量 超薄型瓷片的成型方法必要時添加抗聚凝劑 除泡劑 燒結(jié)促進劑等進行濕式混磨 再加入粘合劑 增塑劑 潤滑劑等進行混磨以形成穩(wěn)定的 流動性良好的漿料 第十三章成型原理與成型技術 第十三章成型原理與成型技術 13 8 1成型方法流延成型時 料漿從料斗下部流至向前移動著的薄膜載體之上 坯片的厚度由刮刀控制 坯膜連同載體進入巡回熱風烘干室 烘干溫度必須在漿料熔劑的沸點之下 否則會使膜坯出現(xiàn)氣泡 或由于濕度梯度太大而產(chǎn)生裂紋 從烘干室出來的膜坯中還保留一定的溶劑 連同載體一起卷軸待用 并在儲存過程中使膜坯中的溶劑分布均勻 消除濕度梯度 最后用流延的薄坯片按所需形狀進行切割 沖片或打孔 第十三章成型原理與成型技術 13 8 2流延成型的特點流延成型的坯料因溶劑和粘合劑等含量高 因此坯體密度小 燒成收縮率有時高達20 21 流延成型法主要用以制取超薄型陶瓷基片等 第十三章成型原理與成型技術 13 9其它成型方法13 9 1紙帶成型法它與流延成型法有些類似 以一卷具有韌性的 低灰分的紙 如電容紙 帶作為載體 讓這種紙帶以一定的速度通過泥漿槽 粘附上合適厚度的漿料 通過烘干區(qū)并形成一層薄瓷坯 卷軸待用 在燒結(jié)過程中 這層低灰分襯紙幾乎被徹底燃盡而不留痕跡 第十三章成型原理與成型技術 13 9 2滾壓成型法它與軋膜成型有些相似 是以熱塑性有機高分子物質(zhì)作為粘合載體 將載體與陶瓷粉料放在一起 加入封閉式混練器進行混練 練好后再進入熱軋輥合 軋制成一定厚度引出 用冷空氣進行冷卻 然后卷軸待用 第十三章成型原理與成型技術 13 9 3印刷成型法將超細粉料 粘合劑 潤滑劑 溶劑等充分混合 調(diào)制成流動性很好的稀漿料 然后采用絲網(wǎng)漏印法 即可印出一層極薄的坯料 每印刷一次瓷漿 約可得6 m厚的坯層 通常必須重復印2 3次 方能達到必要的厚度和良好的勻度 第十三章成型原理與成型技術 13 9 4噴涂成型法此法所用的漿料與流延法 印刷法相似 但必須調(diào)得更稀一些 以便利用壓縮空氣通過噴嘴 能使之形成霧粒 噴涂時以事先刻制好的掩膜 擋住不應噴涂的部分 到一定程度可讓其干燥 干后再作第二次 第三次噴涂 到達預定厚度時 再更換掩膜 噴上所需的另一漿料 按這種金屬漿料和陶瓷