注浆成型.ppt

注浆成型注浆成型亦称浇注成型（SlipCasting）注浆成型的定义注浆成型的定义：是基于多孔石膏模具能够吸收水分的物理特性，将陶瓷粉料配成具有流动性的泥浆，然后注入多孔模具内（主要为石膏模），水分在被模具（石膏）吸入后便形成了具有一定厚度的均匀泥层，脱水干燥过程中同时形成具有一定强度的坯体，此种方式被称为注浆成型。注浆成型完成过程可分为三个阶段：注浆成型完成过程可分为三个阶段：1，泥浆注入模具后，在石膏模毛细管力的作用下吸收泥浆中的水，靠近模壁的泥浆中的水分首先被吸收，泥浆中的颗粒开始靠近，形成最初的薄泥层。2.水分进一步被吸收，其扩散动力为水分的压力差和浓度差，薄泥层逐渐变厚，泥层内部水分向外部扩散，当泥层厚度达到注件厚度时，就形成雏坯。3.石膏模继续吸收水分，雏坯开始收缩，表面的水分开始蒸发，待雏坯干燥形成具有一定强度的生坯后，脱模即完成注浆成型。注浆成型的应用注浆成型的应用注浆成型是一种传统的陶瓷成型方法，也是注浆成型是一种传统的陶瓷成型方法，也是一种经典的流法成型方法。一种经典的流法成型方法。由于采用流动充模，由于采用流动充模，可以制备复杂形状的型坯。可以制备复杂形状的型坯。一般而言一般而言,凡形状复杂、凡形状复杂、不规则、薄壁、体积较大且尺寸要求不严的器件不规则、薄壁、体积较大且尺寸要求不严的器件都可用注浆法成型都可用注浆法成型,如日用陶瓷中的花瓶、茶壶、如日用陶瓷中的花瓶、茶壶、杯把、椭圆形盘等都可采用此法成型。杯把、椭圆形盘等都可采用此法成型。注浆成型基本工艺流程为：注浆成型基本工艺流程为：粉末粉末浆料浆料注浆注浆脱模脱模干燥干燥型坯型坯原料原料浆料是固相颗粒在水中的分散体系。浆料是固相颗粒在水中的分散体系。浆料的基本成分是固相颗粒和水。一般在满浆料的基本成分是固相颗粒和水。一般在满足浆料各种性能要求的基础上，固相的体积分数足浆料各种性能要求的基础上，固相的体积分数愈大愈好。通常固相的体积分数在愈大愈好。通常固相的体积分数在30-65%范围内。范围内。根据最终性能，制品的成分结构应有一定的根据最终性能，制品的成分结构应有一定的要求。该要求对烧结前的成型坯的成分结构提出要求。该要求对烧结前的成型坯的成分结构提出相应的要求，进而对用于制备浆料的固相原料也相应的要求，进而对用于制备浆料的固相原料也提出了要求。提出了要求。用于制浆的固相原料用于制浆的固相原料1）塑形原料）塑形原料容易制备成浆料的原料，如粘土。其特点是可塑性好，容易制备成浆料的原料，如粘土。其特点是可塑性好，颗粒较细、脱水时收缩率较大，是制备浆料的必备组分。颗粒较细、脱水时收缩率较大，是制备浆料的必备组分。2）减粘原料）减粘原料粘性较弱的原料，如粗颗粒的粘土，其特点是颗粒较粗，粘性较弱的原料，如粗颗粒的粘土，其特点是颗粒较粗，可塑性较小，孔隙率大，脱水收缩率较小。因为具有疏松可塑性较小孔隙率大，脱水收缩率较小。因为具有疏松的结构，可容许水分的渗透，所以能够缩短吃浆的时间，的结构，可容许水分的渗透，所以能够缩短吃浆的时间，增强浆料的成型能力。增强浆料的成型能力。3）非可塑性原料）非可塑性原料很不容易水化的原料，如石英、长石等，它们能加速吸很不容易水化的原料，如石英、长石等，它们能加速吸浆过程，很容易沉淀，对浆料的稳定性及坯体的强度不利。浆过程，很容易沉淀，对浆料的稳定性及坯体的强度不利。为了保证浆料的稳定性，其颗粒要非常细。为了保证浆料的稳定性，其颗粒要非常细。浆料中的颗粒浆料中的颗粒用于制备浆料的粉末的粒度必须小于一定的用于制备浆料的粉末的粒度必须小于一定的数值，才可能制备悬浮液。数值，才可能制备悬浮液。浆料中的颗粒粒度越小，浆料的稳定性越好浆料中的颗粒粒度越小，浆料的稳定性越好好，但浆料的粘度越大，干燥时水分不容易排除，好，但浆料的粘度越大，干燥时水分不容易排除，容易形成塌活现象，同时由于收缩率大，成型坯容易形成塌活现象，同时由于收缩率大，成型坯容易产生变形开裂现象。容易产生变形开裂现象。浆料中的颗粒的粒度通常为浆料中的颗粒的粒度通常为10，000孔孔/厘米厘米2筛上的筛余为筛上的筛余为1.5-3%。对于件小且薄的制品，。对于件小且薄的制品，颗粒的粒度通常为颗粒的粒度通常为10，000孔孔/厘米厘米2筛上的筛余为筛上的筛余为1%以下（以下（0.005-1%）某厂制备注浆成型浆料所用颗粒粒度某厂制备注浆成型浆料所用颗粒粒度某厂制备注浆成型浆料所用工艺某厂制备注浆成型浆料所用工艺注浆成型对浆料基本要求注浆成型对浆料基本要求注浆成型是基于能流动的泥浆和能吸水的模型来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的，为使成型顺利进行并获得高质量的坯进行成型的，为使成型顺利进行并获得高质量的坯体，对注浆成型的泥浆提出了如下几项基本要求：体，对注浆成型的泥浆提出了如下几项基本要求：1）流动性好）流动性好即泥浆的粘度要小，能保证泥浆在输送管道内畅即泥浆的粘度要小，能保证泥浆在输送管道内畅流并可分流注以模型的各个部位。流并可分流注以模型的各个部位。2）稳定性要好）稳定性要好稳定性的含义是指浆料长期放置时不产生分层现象。稳定性的含义是指浆料长期放置时不产生分层现象。3）具有适当的触变性泥浆在存放一定时间后粘度变化不宜过大，这样泥浆就便于输送和储存，同时又要求脱模后的坯体不致于受到轻微振动而软塌。注浆用泥浆的触变性太大易稠化，不便浇注，而触变性太小则生坯易软塌，所以要有适当的触变性。4）含水量要少在保证流动性的前提下，尽可能地减少泥浆的含水量，这样可缩短注浆时间，增加坯体强度，降低干燥收缩，缩短生产周期，延长石膏的使用寿命。5）滤过性要好）滤过性要好即泥浆中水分能顺利地通过附着在模型壁上的泥即泥浆中水分能顺利地通过附着在模型壁上的泥层而被模型吸收，一般可通过改变泥浆中瘠性原层而被模型吸收，一般可通过改变泥浆中瘠性原料和塑性原料的含量来调整泥浆的滤过性。料和塑性原料的含量来调整泥浆的滤过性。6）形成坯体要有足够的强度）形成坯体要有足够的强度7）注浆成型后坯体要容易脱模）注浆成型后坯体要容易脱模8）泥浆中尽量少含气泡）泥浆中尽量少含气泡在生产中常用泥浆密度、粘度、稠化度、含水量、在生产中常用泥浆密度、粘度、稠化度、含水量、悬浮性等指标来控制泥浆性能。还可通过测定泥浆悬浮性等指标来控制泥浆性能。还可通过测定泥浆的吸浆速度、脱模情况、坯体含水量和生坯强度等的吸浆速度、脱模情况、坯体含水量和生坯强度等来评判泥浆的成型性能。来评判泥浆的成型性能模具的材质与分类模具的材质与分类(1)传统浇注用的石膏模具(2)低压快排水浇注用的石膏模具(3)适于卫生瓷高压注浆用的微孔树脂模具(4)化学石膏模具新型模具材料新型模具材料原则上，具有连通的微观孔隙的多孔材料都原则上，具有连通的微观孔隙的多孔材料都可作为注浆成型模具材料，无论它是金属、陶瓷，可作为注浆成型模具材料，无论它是金属、陶瓷，还是高分子材料。还是高分子材料。实际上，也出现了除石膏以外的注浆成型模实际上，也出现了除石膏以外的注浆成型模具材料，有多孔金属、多孔塑料、多孔陶瓷等，具材料，有多孔金属、多孔塑料、多孔陶瓷等，但用得最多的还是石膏材料，因为它更便宜。但用得最多的还是石膏材料，因为它更便宜。对注浆用模具的基本要求是：对注浆用模具的基本要求是：(1)有良好的吸水性以保证有足够的吃浆速度，缩短注浆周期；(2)有足够的机械强度，包括抗折、抗拉、抗压强度，以保证制品不变形：(3)表面光滑、无油污和泥缕，易于脱模，坯体质量好，可减少修坯的工作量。(4)尺寸、形状符合要求；(5)使用寿命长。对模具具体要求为：对模具具体要求为：1）设计合理，易于脱模，各部位及吸水均匀，能保）设计合理，易于脱模，各部位及吸水均匀，能保证坯体收缩一致。证坯体收缩一致。（2）孔隙率和吸水率适度，）孔隙率和吸水率适度，比可塑成型模型略大。比可塑成型模型略大。（3）模型的湿度要严格）模型的湿度要严格控制，一般应保持控制，一般应保持5%左右的吸水率，过干会引起左右的吸水率，过干会引起坯体开裂；过湿会延长注浆时间，甚至难于成型。坯体开裂；过湿会延长注浆时间，甚至难于成型。常规注浆成型方法：常规注浆成型方法：空心注浆（单面注浆）：泥浆与模型的接触只有一面，注浆用的石膏模注浆用的石膏模没有模芯。没有模芯。实心注浆（双面注浆）：泥浆与模型和模芯的工作面两面接触，成型时，浆料成型时，浆料注入外模和模芯之间，石注入外模和模芯之间，石膏模从内外两个方向同时膏模从内外两个方向同时吸水，直至坯体固化脱模。吸水，直至坯体固化脱模。加速注浆方法：加速注浆方法：根据施加压力的方式分为：根据施加压力的方式分为：真空注浆、真空注浆、压力注浆、压力注浆、离心注浆。离心注浆。1.压力注浆。压力注浆。对于大型的制品来说，因为制品较大，注浆时间就必然很长，又因为注件壁厚，当石膏模吸水能力不够时，就不易干涸，多余泥浆倒出后，有时注件内壁还很潮湿，注件容易损坏。为了加速水分扩散，加快吸浆速度，提高注件的致密度，缩短注浆时间，并避免大型或异型注件发生缺料现象，必须在压力下将泥浆注入石膏模。一般加压方法是将注浆斗提高，加大注浆压力，或用压缩空气将泥浆压入模型。压力注浆压力注浆2.真空注浆。真空注浆。泥浆中一般都含有少量空气，这些空气会影响注件的致密度和制品的性能(如机械强度，电性能等)。对质量要求高的制品来说，泥浆要用真空处理来排除所含的空气，有时也可将石膏模置于真空室内浇注，这些方法都叫做真空注浆，可加速坯体形成，提高坯体致密度和强度。真空注浆真空注浆3.离心注浆。离心注浆。为提高注件的致密度，去除泥浆中的空气。使模子作旋转运动，泥浆注入型腔后，由于离心力的作用，能形成很致密的干涸层，对于泥浆中含有的气泡，因其较轻，当模子旋转时多集中于中心，而后破裂掉。石膏模放在离心机的底座上，在石膏模和底座之间衬一层塑料布，不使泥浆漏掉，塑料布下面再垫一层布。底座中间有一个凹洞，是为了在浇注完毕后把多余泥浆勺出。可加快吸浆速度，避免泥浆沉淀。离心注浆离心注浆干燥干燥注浆成型坯脱模之后，所含水分较多，致使坯体强注浆成型坯脱模之后，所含水分较多，致使坯体强度较低，在放置或搬运过程中容易变形和开裂；当较高温度较低，在放置或搬运过程中容易变形和开裂；当较高温度加热时，水急剧蒸发，也易引起开裂。因此需要进一步度加热时，水急剧蒸发，也易引起开裂。因此需要进一步降低水分含量。降低水分含量。目前，采用的干燥工艺一般是将脱模的成型体直接目前，采用的干燥工艺一般是将脱模的成型体直接送入干燥炉或先在常温下自然干燥，再送入干燥炉干燥。送入干燥炉或先在常温下自然干燥，再送入干燥炉干燥。但在这样的干燥过程中，急剧干燥使局部脱水速度不一致，但在这样的干燥过程中，急剧干燥使局部脱水速度不一致，引起收缩量不均，产生内部应力，导致成型坯体出现裂纹。引起收缩量不均，产生内部应力，导致成型坯体出现裂纹。即使当时看不出成型体有任何异常，但烧成时也会出现裂即使当时看不出成型体有任何异常，但烧成时也会出现裂纹。因此，干燥过程中，要求严格控制温度湿度和干燥速纹。因此，干燥过程中，要求严格控制温度湿度和干燥速度，特别是干燥大规格厚型成型体时，要求条件更严，干度，特别是干燥大规格厚型成型体时，要求条件更严，干燥时间更长。燥时间更长。注浆成型的特点：注浆成型的特点：优点：(1)适用性强，不需复杂的机械设备，只要简单的石膏模就可成型；(2)能制出任意复杂外形和大型薄壁注件；(3)成型技术容易掌握，生产成本低。(4)坯体结构均匀。缺点：(1)劳动强度大，操作工序多，生产效率低。(2)生产周期长，石膏模占用场地面积大；(3)注件含水量高，密度小，收缩大，烧成时容易变形。(4)模具损耗大。(5)不适合连续化、自动化、机械化生产。