第六章粉體成型工藝

1、第六章 粉體成型工藝無機非金屬材料生產(chǎn)工藝總體上講可以分為三個階段：即制粉、成型和焙燒。只是根據(jù)材料品種的不同可以有不同的排列順序。陶瓷和耐火材料生產(chǎn)工藝通常為：制粉®成型®燒成。陶瓷成型在工藝上具有特殊重要的地位。因陶瓷坯體是一種粉末的集合體，它只有在燒成之后才能得到所期望的性能。為了得到所期望的結(jié)構(gòu)和性能，一種理想的粉末原料和均勻的混合是前提條件?？梢哉f，粉末制備己對最終產(chǎn)品起作用，只有理想的粉體和正確的成型才能保證產(chǎn)品質(zhì)量。粉體成型是通過外力，把粉末或其聚集體制作成具有一定尺寸、形狀和強度的坯體或制品。通常又與最佳均勻化，致密化等聯(lián)系在一起。粉體成型方法眾多，產(chǎn)品的形

2、狀、尺寸以及用途和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)決定了成型方法的選擇。耐火粉料借助于外力和模型，成為具有一定尺寸、形狀和強度的坯體或制品的過程叫成型。壓制和成型是耐火材料生產(chǎn)工藝過程中的重要環(huán)節(jié)。耐火材料成型方法很多，包括特殊耐火材料在內(nèi)有數(shù)十種之多。按坯體含水量的多少，成型方法可分為如下三種：半干法坯料水份5%左右；可塑法坯料水份15%左右；注漿法坯料水份40%左右。對于一般耐火制品，大多采用半干法成型。至于采用什么成型方法，主要取決于坯料性質(zhì)、制品的形狀、尺寸以及工藝要求?？伤芊ㄓ袝r用來制造大的異形制品；注漿法主要用來生產(chǎn)中空薄壁的高級耐火制品及特種耐火制品，如氧化物，熔融莫來石、石英陶瓷制品、含鋯莫來石制

3、品、純鎂質(zhì)制品等。除上述方法外，還有振動成型，5001500的熱壓成型，等靜壓成型等等。第一節(jié) 壓制成型 壓制成型是陶瓷中的重要成型方法之一，是通常耐火制品的最主要成型方法。這時，壓力連續(xù)地或多次地通過壓頭傳遞到在模型中的粉末體上。在高壓下粉末體致密化而形成具有一定形狀、尺寸和強度的坯體。而在等靜壓成型中，液體壓力通過柔性模傳遞到粉體上。等靜壓成型只是一種特殊的壓制成型。壓制成型中，通過泥料(粉末團聚體)內(nèi)摩擦，與模壁的摩擦及質(zhì)點和橋接的彈性變形，塑性變形，以及顆粒的再破碎等等消耗能量(功)。成型坯體的致密度和消耗能量主要受泥料性質(zhì)和機械的壓力時間過程的影響。 壓制成型通常可分為干法、半干法和

4、濕法壓制。目前尚無統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)。在粉體(團聚體)方法技術(shù)中一般采用下列標(biāo)準(zhǔn)：1、干法壓制：泥料含05%的水(包括潤滑界質(zhì)和其它液態(tài)加入物)；2、半干法壓制：泥料含水58%；3、濕法壓制：泥料含水818%。在英、美的標(biāo)準(zhǔn)解釋中，則只將壓制區(qū)分為干法和濕法壓制兩類。也有人認(rèn)為，對于不同性質(zhì)的泥料，劃分干法和濕法壓制的含水量應(yīng)是不同的。視泥料種類不同，對應(yīng)于某一壓力，能達到坯體的最大致密化所對應(yīng)的水份含量是不同的。 另外，壓制成型中還包括加熱壓制，即粉體在加熱下壓制。通常分為：熱壓制，即焦油，瀝青，石臘或合成結(jié)合劑，包括硅酸鹽熔體相在加熱，粘度降低下壓制而達到更好的致密化；高溫壓制，即對SiC，S

5、i3N4等特種材料，難以燒結(jié)，通過高溫和壓力同時作用在粉體上，增加固體的燒結(jié)反應(yīng)，而達到更致密化或具有更合理的顯微結(jié)構(gòu)。搗打成型和壓力振動成型也屬于壓制成型。 在耐火材料制品大多數(shù)采用干法或半干法壓制成型，這是由干法或半干法壓制的特點決定的。(1)干法或半干法壓制的模具成本高，只有大量生產(chǎn)同一品種時才是經(jīng)濟的；(2)干法或半干法壓制最適宜于成型幾何尺寸不太大，長寬尺寸相差也不太大，形狀不太復(fù)雜的制品。形狀太復(fù)雜使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；尺寸大時要求高壓的壓機。受壓方向尺寸大會引起坯體密度相差太大。(3)為了達到最佳的壓制性能對泥料的顆粒組成和顆粒形狀有一定的要求。(4)由于坯體含水量少，干燥工藝

6、可以簡化或去掉，干燥廢品少，工藝簡單。(5)坯體致密度大，強度大，燒成收縮(或膨脹)通常較小，易于控制成品尺寸。一、壓制粉料的工藝性質(zhì) 壓制過程中，松散的泥料在壓力作用下發(fā)生顆粒重新排布，彈性形變和破碎，排出空氣，顆粒結(jié)合成具有一定形狀和尺寸的坯體。泥料是固體粉料，水和空氣的三相系統(tǒng)。粉料是固體顆粒的集合體，屬于粗分散物系。壓制粉料的工藝性質(zhì)主要是：1 、粒度和粒度分布及顆粒形狀從生產(chǎn)實踐中可知，很細(xì)或很粗的粉料，在一定壓力下被擠壓成型的能力較差 。另外，細(xì)粉加壓成型時，分布在顆粒間的大量空氣會沿著與加壓方向垂直的平面逸出，產(chǎn)生層裂。粉料的顆粒形狀主要是由物料的性質(zhì)和破碎設(shè)備有關(guān)，通常片狀顆粒

7、對壓制成型不利，有棱角的等尺寸顆粒較為理想。含有不同粒度的粉料成型后密度和強度均高，這可由下述粉料的堆積性質(zhì)來說明。2 、粉料的堆積特征由于粉料的形狀不規(guī)則，表面粗糙使堆積起來的粉體顆粒間存在著大量的空隙。粉料顆粒的堆積密度與堆積形式和粒度分布有關(guān)。顯然，堆積密度越大，則在坯體的密實過程中，需要填充的空隙或需要排出的空氣就越少，故在其它條件相同的情況下，可望獲得質(zhì)量更高的坯體。因此，只有符合緊密堆積的顆粒組成，才有得到致密坯體的可能。生產(chǎn)實際中，粗顆粒和細(xì)粉混合后，其填充容積如圖6-1所示，單一粗顆粒的充填容積為C，單一細(xì)粉的填充容積為F，固體部分的真體積為DE，如果只是粗顆粒和細(xì)顆粒堆積體的

8、容積置換，則混合體的總?cè)莘e沿CRF變化。由于實際上存在細(xì)顆粒充填粗顆粒間隙，所以實際容積沿CAF曲線變化。圖6-1兩種粒度混合物填充容積 圖6-2理想的緊密填充實際生產(chǎn)中往往采用粗顆粒，中顆粒和細(xì)粉三種顆粒的粉料。這時理想的堆積應(yīng)該是：粗顆粒構(gòu)成框架，中顆粒填充于粗顆粒構(gòu)成的空隙中，細(xì)粉再填充于中顆粒與粗顆粒構(gòu)成的空隙中，如圖6-2所示。雖然理想的堆積是難以實現(xiàn)的，但三組分粉料的較為理想的堆積己為實驗和生產(chǎn)所證實，如圖6-3和6-4所示。通常堆積密度最大的粒度組成為：粗顆粒5565%；中顆粒1030%；細(xì)粉1530%。必須強調(diào)的一點是，粗，中，細(xì)顆粒的尺寸相差越大越好，一般相差45倍以上方能有

9、顯著效果。在耐火材料制品生產(chǎn)中，以在可能的條件下增加臨界顆粒尺寸來增加顆粒尺寸級差。粉料按最緊密堆積理論進行堆積，在工藝上主要是用來滿足氣孔率，熱震穩(wěn)定性的透氣性的要求，但實際應(yīng)用中，除考慮最緊密堆積原理外，還須根據(jù)原料性質(zhì)，顆粒形狀，制品的成型壓力，燒成條件和使用要求全面考慮。根據(jù)耐火制品的性質(zhì)要求，粒度組成可以進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。例如為使制品燒后的氣孔率低，強度高，在粒度配合中可以適當(dāng)增加細(xì)粉量以提高燒結(jié)強度。圖6-5示出制品的性質(zhì)和顆粒組成的關(guān)系，從中可以看出顆粒調(diào)整的重要性。 圖6-3三種粒度混合物填充容積 圖6-4物料堆積的氣孔率 粒徑：粗4.4毫米 中0.07毫米 細(xì)0.009毫米 虛

10、線計算結(jié)果；實線實驗結(jié)果圖6-5耐火材料制品和顆粒組成的關(guān)系(a) 氣孔率；(b)常溫耐壓強度；(c)燒成收縮(d)透氣性；(e)抗熱震性成型壓力對顆粒組成的影響，通常是在高壓下適于粗顆粒多細(xì)粉少的配合料。圖6-6是取不連續(xù)顆粒時在低壓，高壓下，將粗顆粒，細(xì)粉的填充容積各以A1，A2及B1，B2表示，低壓或高壓下的最緊密填充分別為m1，m2(粗顆粒和細(xì)粉的粒徑比假定是無限大的)。3 、粉末的拱橋效應(yīng)(或稱橋接)粉料自由堆積的孔隙率往往要比理論計算值大得多。這是因為實際粉料不是球形，加上表面粗糙，結(jié)果顆粒相互交錯咬合，形成拱橋形空間，增大氣孔率。這種現(xiàn)象稱為拱橋效應(yīng)，如圖6-7所示。當(dāng)粉料顆粒B

11、落在A上，粉料B的自重為G，則在接角處產(chǎn)生反作用其合力為P，大小與G相等，但方向相反，若顆粒間附著力較小，則P不足以維持B的重量G，便不會形成拱橋，顆粒B落入空隙中。所以粗大而光滑的顆粒堆積在一起時，孔隙率不會很大。細(xì)顆粒的重量小，比表面大，顆粒間的附著力大，容易形成拱橋，如氣流粉碎的Al2O3粉料，顆粒多為不規(guī)則的棱角形，自由堆積時的孔隙比球磨后的Al2O3顆粒要大些。圖6-6成型壓力造成的顆粒 圖6-7粉體堆積的拱橋效應(yīng) 組成的變化 4 、粉料的流動性粉料具有一定的流動性，以粉料自身的休止角來表示其特性。實際粉料的流動性與其顆粒分布，顆粒的形狀、大小、表面狀態(tài)等因素有關(guān)。在成型中，粉料的流

12、動性決定著它在模型中的填充速度和填充程度，流動性差的粉料難以短時間內(nèi)填滿模具，影響壓機的產(chǎn)量和坯體的質(zhì)量，所以往往向粉料中加入潤滑劑以提高其流動性。5、粉料自身的物理化學(xué)性能干法(半干法)壓制中要求粉料具有足夠的結(jié)合性。因此 粉料中應(yīng)含有結(jié)合成份，也可以用添加具有結(jié)合能力的無機或有機的結(jié)合劑來完成。粉料表面的活性、團聚性能等在超細(xì)粉料中也對成型有重大影響。以上只是簡要闡述了壓制粉料的重要工藝性質(zhì)及其對壓制的影響。實際上影響坯體壓制性能的因素更為廣泛，如坯料的水份含量及其均勻性；少量的表面活性物質(zhì)；脊性料的塑化劑、潤滑劑；特別是混練工藝；團聚結(jié)構(gòu)；再粉碎程度等等也有很大的影響?？傊挥信髁腺|(zhì)量

13、良好，才能保證壓制生產(chǎn)效率高和坯體質(zhì)量良好。二、壓制過程1、 壓制機理壓制過程中，松散的物料沒有足夠的水份，必須施以較大的壓力，借助于壓力的作用，坯料顆粒重新排布，發(fā)生塑性形變和脆性形變，空氣排出，體積縮小，坯料顆粒緊密結(jié)合成具有一定尺寸，形狀和強度的坯體。當(dāng)固體顆粒被加入到模中，并施加壓力時，由于下列機理會引起體積的縮小而致密化，如圖6-8所示。 圖6-8 壓制的機理(1)在低壓時，顆粒發(fā)生重新排列而填充氣孔產(chǎn)生緊密堆積。在此階段能量主要消耗在克服顆粒間的摩擦力和顆粒與模具間的摩擦力，在細(xì)粉末情況下，此階段中內(nèi)聚結(jié)構(gòu)可能被破壞。(2)在較高壓力下，引起顆粒的破碎，并通過碎粒的填充而致密，此階

14、段起決定作用的是壓制粉料顆粒的性質(zhì)。(3)在高壓下，通過塑性形變填充空間，這時顆粒間的點接觸變成面接觸，這種情況在金屬粉末壓制時及在濕法壓制時是典型的，在脆性的陶瓷材料干壓時，只有在特別高的壓力下可能出現(xiàn)，或在高溫壓制時也會出現(xiàn)。高粘度的塑化劑也起這種作用。2 、壓制過程中坯體的變化壓制過程中，隨著壓力的增加，松散的粉料迅速形成坯體。坯體的相對密度的規(guī)律地發(fā)生變化。如圖6-9所示。加壓的第一階段坯體的密度急劇增加；第二階段中壓力繼續(xù)增加時，坯體密度增加緩慢，后期幾乎無變化；第三階段中壓力超過某一數(shù)值(極限變形應(yīng)力)后坯體的密度又隨壓力的增加而加大。塑性材料的粉料壓制時，第二階段不明顯，第一，第

15、三階段銜接。只有脆性材料第二階段才明顯表現(xiàn)出來。壓制過程坯體密度的變化可以定量的加以討論(圖6-10)。若粉料在模型中單方面受到均勻的壓力P，則在不同的時間下孔隙率的變化為：時間 t=0 t=某值 t=t極(極限值) 高度 h0 h h極孔隙率 v0 v v極(v-v極)表示在受壓時間t內(nèi)坯體孔隙率與極限孔隙率(即理論上能達到的孔隙率)之差，也就是可能被壓縮率。圖6-9坯體密度與壓力的關(guān)系 圖6-10 壓制過程中坯體孔隙率的變化在dt時間內(nèi)，孔隙率差值的變化為d(v-v極)。孔隙率變化的速率為：。它正比于可能被壓縮的孔隙率(v-v極)，后者愈大，愈易壓緊，孔隙率變化速率也越大；此外，這一變化速

16、率與壓力P 成正比，與粉料內(nèi)摩擦(粘度)h成反比，所以：µ改寫成等式為： =式中k與模型形狀，粉料性質(zhì)有關(guān)的比例系數(shù)。等號右邊的“”號表示孔隙率降低。將上列方程移項： 進行不定積分得： 利用邊界條件確定積分常數(shù)C。當(dāng)t=0時，v=v0 所以 C=代回原式： （vv極）=從上式可作如下討論：(1)粉料裝模時自由堆積的孔隙率v0越小，則坯體成型后的孔隙率v也越小，因此，應(yīng)控制粉料的粒度和級配，或采用振動加料減少v0，從而可得到較致密的坯體。(2)增加壓力P可使坯體孔隙率v減小，而且它們呈指數(shù)關(guān)系。實際生產(chǎn)中受到設(shè)備結(jié)構(gòu)的限制，以及坯體質(zhì)量的要求P值不能過大。(3)延長加壓時間，也可以降低

17、坯體氣孔率，但會降低生產(chǎn)率。(4)減少顆粒間內(nèi)摩擦力h也可使坯體氣孔率降低。實際上，粉料經(jīng)過造粒(可通過噴霧干燥)得到球形粒，加入成型潤滑劑或采取一面加壓一面升溫(熱壓)等方法均可達到這種效果。(5)坯體形狀，尺寸及粉料性質(zhì)對坯體密度的關(guān)系反映在數(shù)值影響上。壓制過程中，粉料與模壁產(chǎn)生摩擦作用，導(dǎo)致壓力損失。壞體的高度H與直徑D比(H/D)愈大，壓力損失也愈大，坯體密度更加不均勻。模具不夠光滑，材料硬度不夠都會增加壓力損失。模具結(jié)構(gòu)不合理(出現(xiàn)銳角，尺寸急劇變化)某些部位粉末不易填滿，會降低坯體密度和密度分布不均勻。另一種確定壓力與氣孔率的關(guān)系的方法認(rèn)為，使坯體獲得一定密度的壓力，由下列三部分組

18、成：(1)克服粉料顆粒間內(nèi)摩擦力的壓力P1；(2)克服粉料顆粒與模具間的外摩擦力P2；(3)由于粉料水份、顆粒組成及其在模內(nèi)填充的不均勻性，使壓力的分布在某此部分呈現(xiàn)著不均勻性，為了克服這種壓力分布不均勻性，所需要的過剩壓力P3。所以，總壓力應(yīng)為： P總=P1+P2+P3P1、P2和P3間的比例關(guān)系，取決于一系列的因素，其中主要是粉料的分散度，顆粒組成，粉料水份，坯體的尺寸形狀等等。用計算方法求出P1、P2和P3值是較困難的，通常用試驗方法，近似地確定壓制所需總壓力P總。坯體的氣孔率是衡量坯體質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，采用機械壓制，在坯體不產(chǎn)生彈性變形的壓力范圍(10200MPa)，坯體氣孔率與壓制壓力間的

19、關(guān)系，可用如下關(guān)系式表示：e=a-blgP式中 e¾真氣孔率，%； a、b¾常數(shù)； P¾壓制壓力，Mpa。在上式中，a與b之間，存在著一定的關(guān)系，不同物料壓制時的數(shù)據(jù)列于表6-1和圖6-11。 圖6-11各種耐火材料氣孔率與壓力對數(shù)值的關(guān)系1鉻質(zhì)；2尖晶石質(zhì)；3粒度為02毫米的鎂質(zhì)；4粒度為02毫米的鎂質(zhì)；5橄欖石質(zhì)；6蛇紋石質(zhì)；7鋯質(zhì)；8硅質(zhì)；9含20%結(jié)合粘土的粘土質(zhì) 各種硬度物料的坯料及磚坯的性質(zhì) 表6-1坯料序號物料名稱莫氏硬度35毫米顆粒氣孔率，%真氣孔率，%干坯氣孔率，%相對致密度壓縮坯料常數(shù)干料濕料P=2001P2=2002aba/b1 滑石1-75

20、.480.229.410.265.3122.440.33.042粘土12-70.072.032.018.841.295.527.63.463菱鎂石4.5<1.552.475.833.225.224.071.916.84.204電熔方鎂石5.5<1.053.471.033.627.917.061.111.955.15石英巖7<1.552.964.637.030.018.970.814.74.816剛玉9<1.054.472.950.843.414.581.215.755.53注：1.所有坯 料的顆粒組成為：0.20.88毫米60%，0.880.060毫米40%，水份4.0

21、%； 2.試樣為圓柱體，直徑38毫米高為50毫米試驗室小壓機上壓制。 研究結(jié)果可得到如下結(jié)論：(1)常數(shù)a及b取決于自然堆積粉料的氣孔率信放料的硬度，氣孔率增高，則a,b亦增高；(2)物料的硬度增高，則坯體的氣孔率及a/b的比值也隨之高；(3) 物料的相對致密度與a/b比值間為反比關(guān)系(如圖6-12)，因此a/b比值可用來表示粉料趨于致密化的能力。圖4-12 相對致密度與a/b值的關(guān)系從上述討論可見，a，b取決于粉料的性質(zhì)、顆粒形狀、顆粒組成、水份及 被壓制物料的物理性質(zhì)，特別是它們的硬度。為了在給定壓力下制得氣孔率最低的坯體，可借助于實驗，找出a/b比值最低的粉料組成及其加工方法，來達到預(yù)期

22、的目的。 若要找出每種具體條件下壓制關(guān)系式中的常數(shù)，則可以在兩種不同壓力(最好其比值為1/5)下，對坯料進行壓制，從實驗確定出壓力及真氣孔率的數(shù)值，解聯(lián)立方程，即可求出常數(shù)a及b的數(shù)值 。以上壓制過程定量分析都是以液壓機壓制試驗為基礎(chǔ)提出的。當(dāng)粉料受到?jīng)_擊壓力時，如用摩擦壓力機壓制時， 情況有所不同，生產(chǎn)經(jīng)驗表明，沖擊更有利于粉體致密化，為使坯體達到同樣的致密程度所需的靜壓力約為沖擊壓力的1.52倍，即一臺3000噸的液機與一臺15002000噸的摩擦壓力機的壓制效果相同。3、壓制時的壓力分布由于壓制時壓力用于克服顆粒之間的內(nèi)摩擦力，顆粒與模壁之間的外摩擦力以及被壓坯體料的變形，所以與壓頭直接

23、接觸位置的物料，受到最大的壓力，達到最大的致密化，隨著離開壓頭距離的增加，壓力減少，近似的關(guān)系可用下式表示： 式中，Pn¾距受壓面 處的壓強； P¾受壓表面的壓強； L¾距受壓面的距離； R¾坯體截面的水力半徑； k¾系數(shù)，k值與壓制模壁與坯料之間的摩擦系數(shù)及坯料顆粒之間的摩擦系數(shù)有關(guān)，為： 式中， f坯體與模壁的外摩擦系數(shù)； f坯料的自然休止角。因為坯料的氣孔率取決于壓強的數(shù)值，所以沿坯體高度方向，壓強的落差就決定了坯體的均勻程度。坯體的均勻程度可用Pn及P的比值來估計。當(dāng)b=1時，坯體可獲得最大的均勻性，這在實際操作過程中是不可能達到的。實

24、際坯體中的這種距受壓面近的地方密度大，隨著距離為斷增大的現(xiàn)象，習(xí)上稱為“層密度”。圖6-13示出不同高度和直徑比(L/D)的圓柱體中的實際壓力分布。隨著L/D增大，下部壓強急劇下降。在壓強與圓柱體接觸處，形成高的壓力中心，這是高的摩擦力所引起的。圖6-13坯體的壓力分布(a)短模，L/D=0.45；(b)高模，L/D=1.75三、加壓制度對坯體質(zhì)量的影響1、 加壓方式的影響單面加壓時，坯體中壓力的分布是不均勻的。不但有低壓區(qū)，還有死角。為了使坯體密度均勻一致，宜采用雙面加壓。雙面加壓時，可消除底部的低壓區(qū)和死角，但坯體中部的密度較低(圖6-14-b)若兩面先后加壓，二次加壓之間有間歇，利于空氣

25、排出，使整個坯體壓力與密度都較均勻(圖6-14-c)。如果粉料四周都施加壓力(也就是等靜壓成型)，則坯體密度更加均勻(圖6-14-d)。2、加壓速度與保壓時間的影響實踐表明，加壓速度與保壓時間，對坯體性能有很大的影響，即與壓力的傳遞和氣體的排出有很大的關(guān)系。如果加壓過快，保壓時間過短，氣體不易排出。同樣當(dāng)壓力末傳遞到應(yīng)有的深度時，外力就己卸掉，顯然難以達到較為理想的坯體質(zhì)量。當(dāng)然，如果加壓速度過慢，保壓時間過長，使生產(chǎn)效率降低，也是沒有必要的，因此，應(yīng)根據(jù)坯體的大小、厚薄和形狀來調(diào)整加壓速度和保壓時間。一般對于大型，高度大，形狀較為復(fù)雜的產(chǎn)品，開始加壓宜慢，中間可快，后期宜慢，并有一定的保壓時

26、間。這樣有利于氣體的排除和壓力的傳遞，如果壓力足夠大時，保壓時間可以短些。不然，加壓速度不當(dāng)，排不出氣體，會出現(xiàn)鼓泡，夾層和裂紋等。對于小型坯體，這方面要求不嚴(yán)格，加壓速度可以適當(dāng)加快，以便提高生產(chǎn)效率。圖1-14 加壓方式和壓力分布關(guān)系圖 （橫條線為等密度線） a單面加壓；b雙面同時加壓；c雙面先后加壓；d四面加壓3、 水份的影響壓制成型時，粉料中的水份含量是至關(guān)重要的。顆粒表面的水膜起著潤滑和塑化的作用，水份含量高時還起著填充氣孔的作用。對某一壓力就相應(yīng)有一合適的水份含量，使氣孔率最低。壓力越大，該水份含量就越低。干法壓制是在低水份和高壓力下的壓制。在水份偏小時，增加水份的含量，則有利于提

27、高坯體密度和均勻性。但粉料中過多的水份也是有害的，因為在成型時水份會妨礙顆粒的靠近，增加彈性變形并會助長裂紋和層裂。這是由于壓制成型時 ，部分水膜從顆粒間的接觸處被擠入氣孔中，當(dāng)卸去外壓力后，水又重新進入顆粒之間，將顆粒推開，使成型結(jié)束的坯體發(fā)生膨脹。因此，從坯體的致密性和均勻性考慮，在壓制成型時，適宜的水份量是極其重要的。4 、添加劑的作用在壓制成型的粉料中， 尤其是全瘠性粉料中，往往加入一定種類和數(shù)量的添加物，促使成型過程順利進行，提高坯體的密度和強度，減少密度分布不均的現(xiàn)象。添加劑有三個主要作用：(1)減少粉料顆粒間及粉料與模壁之摩擦，這種添加劑又稱潤滑劑；(2)增加粉料顆粒之間的粘結(jié)作

28、用，這類添加劑又稱粘合劑；(3)促進粉料顆粒吸附，濕潤或變形，通常采用表面活性物質(zhì)。實際上一種添加劑往往起著幾種作用，如石蠟既可粘結(jié)粉料顆粒，也可減少粉料的摩擦力。添加劑和粉料混合后，它吸附顆料表面及模壁上，減少顆粒表面的粗糙程度，并能使模具潤滑，因而可減少顆粒的內(nèi)，外摩擦，降低成型時的壓力損失，從而提高坯體高度，強度及分布的均勻性。若添加物是表面活性物質(zhì)，則它不僅吸附在粉料顆粒表面上，而且會滲透到顆粒的微孔和微裂紋中，產(chǎn)生巨大的劈裂應(yīng)力，促使粉料在低壓下便可滑動或碎裂 ，使坯體的密度和強度得以提高。若加入粘性溶液，將瘠性顆粒粘結(jié)在一起，自然可提高坯體強度。選擇壓制成型的添加劑時，希望在產(chǎn)品燒

29、成過程中盡可能燒掉，至少不會影響產(chǎn)品的性能。添加劑與粉料最好不發(fā)生反應(yīng)。添加劑的分散性要好，少量使用便能得到良好的效果。綜上所述，影響坯體均勻程度的因素眾多，主要可歸納為以下幾點：(1)坯體的均勻程度隨粉料內(nèi)、外摩擦系數(shù)的降低而增高；(2)坯體的均勻程度隨受壓面的增大以及坯體厚度和周邊長度的減少而提高，雙面壓制或四周壓制能提高坯體的均勻性；(3)向粉料中引入某些潤滑劑，粘結(jié)劑和表面活性物質(zhì)，有利于提高坯體密度和均勻性；(4)在一定范圍內(nèi)，粉料顆粒較粗，水份較大有利于提高坯體的密度和均勻性。四 、干法(半干法)成型坯體缺陷干法(半干法)成型是耐火材料制品的最主要成型方法，混合和成型操作不良時，坯

30、體會產(chǎn)生缺陷或成為廢品，而且有的缺陷是在干燥或燒成以后才暴露出來。坯體的某些缺陷是由成型方法或成型機械所造成的。1、彈性后效和層裂層裂是指在壓制的坯體內(nèi)部有層狀裂紋的缺陷。這常常是成型的主要缺陷，層裂除了受壓制成型中的不均勻性影響之外，還與眾多因素有關(guān)。一般將層裂和彈性后效聯(lián)系起來分析。坯體被壓制時，施加于坯體上的外力被方向相反，大小相等的內(nèi)部彈性力所平衡。模具與坯體之間也存在這種力的平衡。當(dāng)外力取消時，坯體內(nèi)部的彈性能 被釋放出來，坯體膨脹，粉料坯體釋放彈性能的特點是，部分彈性能的釋放(或者說是彈性應(yīng)變)滯后于壓力下降的過程，即在壓力取消之后坯體仍有大的滯后膨脹作用。坯體的這種滯后膨脹作用稱

31、為彈性后效。彈性后效在壓制過程中往往是造成廢品的直接原因。壓力取消后，坯體的橫膨脹被壓模的側(cè)壁阻止，因而縱向呈現(xiàn)較大的膨脹，有的坯體縱向膨脹達12%。由于彈性后效引起的坯體的不均勻膨脹，以及坯體本身性質(zhì)的不均勻性，往往導(dǎo)致坯體產(chǎn)生層裂廢品。壓制過程中坯體產(chǎn)生層裂，這是一個非常復(fù)雜的過程，其影響因素較多且復(fù)雜，如坯體本身的影響(顆粒組成、水份、可塑性等等)，操作條件(如壓機結(jié)構(gòu)、加壓操作情況等等)。(1)氣相的影響 坯體中的氣體在壓制過程中大部分被排出，一部分被壓縮，應(yīng)當(dāng)強調(diào)的是，壓制時坯料體積的減少并不等于排出坯料中空氣的體積，因為壓制時尚有顆粒的彈性，脆性變形和空氣本身的壓縮。坯料中的氣體，

32、能夠增加物料的彈性變形和彈性后效。如果壓制過程中坯料內(nèi)的空氣末從模內(nèi)排出，則被壓縮在坯體內(nèi)的空氣的壓力是很大的。計算結(jié)果表明，這樣高的壓力實際己超過了磚坯的斷裂強度。所以殘留在坯體內(nèi)的空氣是造成坯體層裂的重要原因，在其它條件相同的條件下，坯 體內(nèi)的空氣量越多，壓制時造成層裂的可能性越大，所以，空氣若不能從坯體中排出，則不可能得到優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。坯體內(nèi)氣相數(shù)量的多少，也與很多因素有關(guān)，如粉料成份，顆粒組成，混合和壓制操作等工藝條件，但是顆粒組成是先決條件，細(xì)粉過多的配料易于 產(chǎn)生層裂 。(2)水份的影響 在半干壓制粉料中水 份太大會引起層裂。因為水份的壓縮性很小，具有彈性，在高的壓制壓力下，水從顆粒的

33、間隙處被擠入氣孔內(nèi)，當(dāng)壓力消除后，它又重新進入顆粒之間，使顆粒分離，引起坯體體積膨脹，產(chǎn)生層裂?？傊谒葸^大時，水份是引起層裂的主要原因，在水份小時，彈性后效是引起層裂的主要原因。(3)加壓次數(shù)對層裂的影響 加荷卸荷次數(shù)增多，則殘余變形逐漸減小，所以在條件相同的情況下，間斷卸荷比一次壓制的密度高。(4)壓制時間及壓力的影響 在條件相同的情況下，慢慢地增加壓力，即延長加壓時間，也能得到類似壓縮程度很大的結(jié)果。粉料在持續(xù)負(fù)載的作用下塑性變形很大。塑性變形的絕對值取決于變形速度，在任一級最終荷重下，緩慢加荷比快速加荷使坯體具有更大的塑性變形。實踐證明，坯體在壓力不大但作用時間長的情況下加壓，比大

34、壓力一次加壓產(chǎn)生的塑性變形大。(5)其它因素 如粉料顆料間的結(jié)合性太差，粉料不均勻，粉料中片狀結(jié)構(gòu)顆粒太多并形成取向結(jié)構(gòu)，模具太粗糙，摩擦力過大，模子安裝不當(dāng)?shù)鹊纫彩窃斐蓪恿训脑颉? 、其它缺陷(1)粉料粘模或沖頭 這是細(xì)粉料干法壓制時常有的缺陷，這常常是細(xì)粉團聚的較粗顆粒，如>400mm的顆粒的水份不均引起的。開始壓制時，水份大的團聚體易被壓碎粘在壁上，以后壓制中細(xì)粉進一步粘到水份較大的己粘結(jié)的位置。(2)坯體邊角強度較低 這也是常見的缺陷，特別是粗顆粒太大，顆粒分布不均勻，粉料結(jié)合性太差以及磚型復(fù)雜。裝料為合適時更為嚴(yán)重。(3)表面粗糙 這是壓制以后，顆粒間結(jié)合不好的一種表現(xiàn)。常常

35、是粉料不均勻，配比不恰當(dāng)或裝料時偏析和粘模引起的。有時這種缺陷在燒成以后才明顯看到，在表面顆粒周圍形成微小裂紋。(4)坯體尺寸不合格(5)坯體單重不合格生產(chǎn)中對以上缺陷必須進行檢查和控制。由于缺陷不僅與成型模具和操作過程有關(guān)，而且很多與粉料的性質(zhì)緊密相關(guān)。所以檢查和控制通常把粉料性質(zhì)，如水份、粒度、堆密度、松散性等與坯體本身的檢查結(jié)合起來。五、壓制成型機械干法(或半干法)成型是將含有一定水份的粉狀固體顆粒物料裝填在剛性模型內(nèi)施加壓力成型坯體的。完成壓制成型工藝的機械是各種形式的壓力機。常用的成型機械有摩擦壓磚機，液壓壓磚機，杠桿式壓磚機，轉(zhuǎn)盤式壓磚機等，而使用最廣泛的是摩擦壓磚機。1 、摩擦壓

36、磚機摩擦壓磚機是用摩擦輪通過絲桿帶動滑塊作上下往復(fù)運動的壓磚機。摩擦壓磚機的特點是結(jié)構(gòu)簡單，造價低，操作容易，維修方便，成型出的坯體質(zhì)量較高，其缺點是生產(chǎn)能力較低，滑塊行程不固定，壓力不穩(wěn)定，而且不安全，對操作工人要求較高。表6-2列出了常用的幾種摩擦壓磚機的主要技術(shù)性能。 常用摩擦壓磚機的主要技術(shù)性能 表6-2編 號公稱壓力kN最大壓力kN滑塊行程mm行程次數(shù)次/min裝模高度mm工作臺尺寸mm電機功率kW100t1000200040016470500×55011160t1600320055015610570×80015200t20004000100012.5800630

37、×100022300t3000600093014780700×80022315t3150630060012780750×80022400t4000800075011920850×95037500t50001000077010950900×112045630t630012600750111150900×112055800t800016000800101205950×1250751000t100002000090091260960×1250902、杠桿壓磚機杠桿壓磚機是通過曲軸連桿機構(gòu)帶動沖頭上下移動來完成壓磚過程的。

38、這種壓磚機采用容積加料方式，由模具的容積控制加料量。加料箱在工作臺上作直線往復(fù)運動，在加料的同時，將頂出于工作臺面上的坯體推出，然后由取磚裝置或用手工拿走。杠桿壓磚機主要用于形狀比較簡單、尺寸較小的制品成型。杠桿壓磚機的優(yōu)點是生產(chǎn)能力高，操作簡單，維護費用低，因沖頭行程是固定的，故可制得尺寸較為穩(wěn)定的產(chǎn)品。該機的缺點是加壓制度難以調(diào)節(jié)，由于加料不準(zhǔn)，磚坯單重波動較大。目前對杠桿壓磚機進行以下幾個方面的改進，一是提高壓力，以適應(yīng)尺寸較大制品的成型需要；二是采用基本上等壓力的雙面加壓，以改善磚坯密度的均勻性；三是防止加料偏析的各種措施，因為該機是采用機械法加料，容易造成粉料的偏析。3 、液壓壓磚機

39、通過液壓缸內(nèi)液體的壓力來驅(qū)動沖頭上下移動的壓磚機稱為液壓壓磚機。根據(jù)所用液體不同，又可分為水壓機和油壓機兩大類。液壓機的特點是成型壓力比摩擦壓磚機大，加壓時靜壓有利于坯體中氣體的排出和密度的均勻，而且液壓機比摩擦壓磚機更易于實現(xiàn)自動化。但液壓機的構(gòu)造復(fù)雜，制造技術(shù)要求較高，而且日常維護比較困難。液壓壓磚機一般用于密度，強度等指標(biāo)要求較高的制品的成型 ，如生產(chǎn)高檔爐襯磚。六、壓制成型模具模具是影響壓制成型制品質(zhì)量、產(chǎn)量及成本的很重要的一環(huán)，模具設(shè)計的好壞將決定成型的質(zhì)量。在實際生產(chǎn)中，雖然模具是由產(chǎn)品的外形來決定的，但常常由于產(chǎn)品外形的不合理，決定了模具設(shè)計得不合理，致使影響成型質(zhì)量，因此有時寧

40、可對產(chǎn)品的外形作一些修改，使模具設(shè)計得合理些。一個合理的模具設(shè)計，應(yīng)遵循如下幾個原則：要便于粉料充滿和移動，脫模要方便，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)有透氣孔，裝卸方便，壁厚均勻，材料要節(jié)約等。在模具加工中應(yīng)注意尺寸準(zhǔn)確，配合精密，工作面要光滑等要求。模具所用材料可分為兩大類：一類是普通材料，主要包括變質(zhì)鑄鐵，A3鋼，低碳鋼，45號鋼；另一類是高性能材料，如各種工具鋼，超高碳鋼，硬質(zhì)合金等。目前的新模具材料也很多，但沒有廣泛推廣，僅個別廠家使用。常用模具材料的概況見表6-3。模具損壞的主要原因之一是磨損。加壓時，硬度較大的尖角狀顆粒因點接觸粘著或相互嵌入而引起模板的嚴(yán)重磨損，致使模板表面過快出現(xiàn)“凹痕”和“波形

41、槽”， 隨著這些“疲坑”和“波形槽”的不斷擴大，模板的磨損越來越嚴(yán)重。為了適應(yīng)模具高效率，高精度加工，延長模具工作壽命等要求，目前模具技術(shù)的新發(fā)展主要在以下幾個方面：模具的加工機械；模具新材料及熱處理新技術(shù)的開發(fā)；CAD/CAM(計算機輔助設(shè)計/計算機輔助制造)。 常用模具材料概況 表6-3項目變質(zhì)鑄鐵A3¬及低碳鋼45號鋼主要用途各種模型、大截面模芯模型、上下墊板、上下蓋板、芯棒模型、芯棒熱處理方法鑄后760840退火滲碳淬火，C-N或C-N-B共滲滲碳或直接淬火硬度要求HRC4550HRC60以上處理后HRC60以上磨損方式顆粒磨損顆粒、粘著磨損顆粒磨損報廢形式磨損超差或出磚困難

42、磨損超差、崩邊磨損超差或出磚困難修復(fù)方法機械加工焊補、退火后加工退火后加工普通碳素鋼第二節(jié) 等靜壓成型等靜壓成型是一種特殊的壓制成型方法，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。即處于高壓容器中的試樣所受到的壓力如同處于同一深度的靜水中所受到的壓力情況，而稱之為等靜壓。等靜壓成型是近幾十年發(fā)展起來的新的成型方法。它從三十年代開始應(yīng)用于實際生產(chǎn)中，五十年代以后，由于對成型質(zhì)量的要求愈來愈高，也由于高壓設(shè)備和高壓元件技術(shù)的發(fā)展，等靜壓技術(shù)發(fā)展很快，在陶瓷、粉末冶金、塑料和其它工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用。等靜壓成型可用于壓制一般成型法難于成型的形狀復(fù)雜的大件及細(xì)長形的制品，如長水 口，浸入

43、式水口，風(fēng)口磚，整體塞棒等。近年來，在一般的等靜壓成型的基礎(chǔ)上又開發(fā)出了熱等靜壓和爆炸等壓成型技術(shù)。熱等靜壓主要用于超硬材料和難燒結(jié)材料，一般是燒結(jié)與成型同時完成。另外，熱等靜壓還用于燒結(jié)制品的再致密化，接合，消除制品內(nèi)部缺陷等。熱等靜壓可以改善制品的機械性能，減小性能波動，降低坯體燒結(jié)溫度，而且容易控制材料的顯微結(jié)構(gòu)。爆炸等靜壓是將爆炸產(chǎn)生的高壓沖擊波作用于液體介質(zhì)，同時加壓于模體，使混合料在各個方向同時均勻受壓。爆炸等靜壓成型的特點是：裝置簡單，不帶附屬的高壓系統(tǒng)，爆炸產(chǎn)生的壓力高，成型時間短，成型體的密度高，硬度大。一、等靜壓成型原理和特點等靜壓成型與干法成型相似，也是利用壓力將粉料在模

44、型中壓制成型。但等靜壓成型的壓力不象干法成型那樣只局限于一二個受壓面，而是在模型的各個方向上都施于均勻的壓力，很顯然，這種成型方法要比干法成型優(yōu)越，可以消除干壓成型中一些很難克服的弱點，提高制品的成型質(zhì)量。利用了液體或氣體能均勻地向各個方向傳遞壓力的特征，等靜壓成型就是利用這個特性來實現(xiàn)均勻受壓成型的。等靜壓成型的過程可敘述如下：將粉料裝入一只有彈性的模具內(nèi)，密封，然后將模具連同粉料一起放在具有液體或氣體的高壓容器中去。封閉后，用泵對氣體或液體進行加壓，通過氣體或液體能均勻傳遞壓力的特點，彈性模就受到均勻的壓力并傳遞給粉料，使粉料被壓成為與模型相似的壓實物，但其尺寸要比模型小一些，受壓完畢后，

45、慢慢減壓，就可以在模具中取出坯體。等靜壓成型的過程如圖6-15。從干壓成型的原理可知，等靜壓成型與干壓成型的最主要差別在于：(1)壓力是由各個側(cè)面同時進行的，因此粉料顆粒的受壓運動也不是一個方向，這樣有利于把粉料壓實到相當(dāng)?shù)拿芏龋瑫r粉料顆粒的直線位移減少了，消耗在粉料顆粒運動時的摩擦功相應(yīng)地減少了，提高了壓制效率。(2)由于粉料內(nèi)部和外部介質(zhì)中的壓強是相等的，因此在粉料中可能包含的空氣無法排出，而被擠壓在粉料顆粒之間，這就影響到壓力和體積的關(guān)系，限制了進一步增大壓力來壓實粉料，故在生產(chǎn)中，如要得到密度大的坯體，有必要排除裝模后粉料中的少量空氣。從等靜壓的特點可以看出，其優(yōu)點表現(xiàn)在：(1)與施

46、加壓強大致相同的其它壓制成型相比，等靜壓可以得到較高的生坯密度。同時生坯密度在各個方向上都比較均勻，不會因尺寸大小及形狀的不同而有很大的變化。反之也說明對于同一坯料，要過到同樣的生坯密度，等靜壓方法所需的壓強要低。(2) 等靜壓不會在壓制過程中使生坯內(nèi)部都產(chǎn)生很大的應(yīng)力。由于等靜壓的壓強方向差別不如其它壓制成型那樣大，同時，粉料顆粒間和顆粒與模型間的摩擦作用顯著地減少，故等靜壓成型時，生坯中產(chǎn)生應(yīng)力的現(xiàn)象是很少出現(xiàn)的。(3)采用等靜壓成型的生坯強度較高，同時生坯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是均勻的，不會象擠壓成型所造成的顆粒有規(guī)則的排列。(4) 可以采用較干的粉料進行成型，也不必或很少使用粘結(jié)劑或潤滑劑。這對

47、于減少干燥收縮和燒成收縮是有利的。(5)對制品的尺寸和尺寸之間的比例沒有很大的限制，并且對制品形狀的限制也較寬。圖6-15 等靜壓成型過程 1待成型粉料；2將的彈性的軟模用粉料裝滿；3把模子關(guān)上并封嚴(yán)； 4把模子放到施壓容器的施壓介質(zhì)中；5施壓；6減壓之后得到毛坯二、等靜壓的分類與操作過程等靜壓成型根據(jù)使用的模具不同可以分為二類：一類為濕袋等靜壓法；另一類為干袋等靜壓法。濕袋等靜壓結(jié)構(gòu)如圖6-16所示。它所采用的有彈性的模子是一只與施壓容器無關(guān)的元件。彈性模具先裝滿粉料，密封后，放入高壓容器中，模具與加壓的液體直接接觸。施壓容器中可以同時放入幾個模具。其特點是模具處于高壓液體中，各方受壓。這種

48、方法用得比較普遍，主要適用于成型多品種，形狀較復(fù)雜，產(chǎn)量小和大型的制品。但操作較費時。干袋等靜壓是在高壓容器封緊一個加壓橡皮袋，其結(jié)構(gòu)如圖6-17所示。加料后的模具送入此橡皮袋中加壓，成型后又從橡皮袋中退出脫模。也有的將彈性模具直接固定在高壓施壓容器內(nèi)，加料后封緊模具就可升壓成型。干袋等靜壓法的模具可不與液體接觸，或減少了模具的移動，這樣就可以減少或取消在施壓容器中取放模具的時間，加快了成型過程。但這種方法只是在粉料周圍受壓，模具的頂部或底部無法受壓，而且密封較難。它適用于成批生產(chǎn)，特別是對于如管子，圓柱等形狀的產(chǎn)品。 圖6-16 濕袋法 圖6-17 干袋法另外，根據(jù)工作溫度還可分為：常溫液體

49、等靜壓，中溫液體等靜壓和高溫(氣體介質(zhì))等靜壓。典型的濕袋等靜壓成型具體的操作過程為：粉料稱量®固定好模具形狀®裝料®排氣®把模具封嚴(yán)®將模具放入被壓容器內(nèi)®把高壓容器蓋緊®關(guān)緊高壓容器各支管®施壓®(保壓)®降壓®打開高壓容器的支管®打開高壓容器的蓋®取出模具®把壓實坯體抽出。對于干袋等靜壓法，則操作過程可以省略一些，有的操作可合為一個過程。下面重點介紹幾個主要的操作過程：1、備料制備等靜壓粉料的過程與干壓法相似。對于無塑性的粉料顆粒要求細(xì)一些(20mm

50、以下)，粉料的含水量可為14%。水份太多，不易排出空氣，并易產(chǎn)生分層。采用噴霧干燥的顆粒是較好的，它易于均勻填滿模具內(nèi)。2、裝料把粉料裝入模具中時，一般不易填滿，尤其是形狀復(fù)雜，有凸凹較多的模型，所以一般采用振動加料，有時還一邊振動一邊抽真空，效果更好。粉料緊后，把模具封嚴(yán)，封處涂上清漆，放入高壓容器中。3、加壓耐火材料一般加壓可為98137MPa。如果提高壓力能使粉料顆粒斷裂或顆 粒位移，則會增加生坯的致密度和燒結(jié)性。但等靜壓設(shè)備費用隨壓力提高而增加，超過產(chǎn)品的要求而去提高壓力的等級是不經(jīng)濟的。4、降壓裝在模具內(nèi)的粉料，在高壓容器內(nèi)受壓時，殘余空氣的體積被壓縮(1000大氣壓下，空氣體積會減

51、小到原來體積的0.2%)，它只占據(jù)顆粒之間的空間。成型后要避免突然降壓，否則生坯內(nèi)外氣壓不平穩(wěn)會使坯體碎裂，所以要均勻緩慢地降壓。三、等靜壓成型的產(chǎn)要設(shè)備等靜壓成型的產(chǎn)要設(shè)備有高壓容器，高壓泵，控制元件和彈性模具等 。高壓容器是成型的工作室，最簡單的外形為封底的圓筒狀，上蓋密封塞由壓緊螺母壓緊，用橡皮圈密封。在較低的壓力下可由優(yōu)質(zhì)高強度鋼制造，可為單層筒體結(jié)構(gòu)。若使用壓力較高時，筒體必須用多層筒體結(jié)構(gòu)。筒體下面有高壓液體入口，上蓋密封塞上留有一排氣孔，用小螺釘封閉。高壓泵是供給高壓液體用的，產(chǎn)生壓力一般要求大于98MPa 。壓力在98980MPa的高壓泵一般為柱塞泵。若無高壓泵時，也可用手動泵

52、作為壓力來源，并用壓力倍增器來再增大壓力。彈性模具：模具的材料要求能均勻伸長展開，不易撕裂，不能太硬，能耐液體介質(zhì)的侵蝕。一般常用的模具材料為橡膠，如天然橡膠，氯丁二橡膠，硅橡膠等。由于橡膠制作復(fù)雜模具較困難，而且橡膠受高壓后容易變形，成本高，近年也多采用塑料模具。彈性模具還需要一些輔助工具配套，如模具的支撐，抽真空裝置，密封夾緊裝置等。確定模具尺寸時，還需要考慮到粉料的壓縮比，壓縮比是指粉料振動裝模后所占的體積與成型后生坯體積之比。根據(jù)壓縮比可估計成形前模具的尺寸。施壓介質(zhì)一般采用加防腐劑的水，甘油，剎車油，錠子油等。等靜壓成型除在工藝上的優(yōu)點外，在設(shè)備方面與干壓法相比其優(yōu)點還表現(xiàn)在：(1)

53、便于采用組合模具，來適合復(fù)雜產(chǎn)品的成型 ；(2)同樣的生產(chǎn)能力，等靜壓設(shè)備的投資是較低的；(3)設(shè)備體積小，占地面積小，建造成本低；(4)模具成本較低，復(fù)制模具方便；(5)便于實現(xiàn)自動化。第三節(jié) 注漿成型選擇適當(dāng)?shù)姆葱跄齽┖蛻腋∫?，將粉狀原料制成泥漿，澆注到吸水性的模型(一般常用石膏模)中吸去水份，泥漿即干涸成模型狀坯體，該法即為注漿成型法。注漿成型適用于形狀復(fù)雜、不規(guī)則的、薄的、體積較大且尺寸要求不嚴(yán)的中空高級耐火制品和特種耐火制品，如熱電偶套，高溫爐管，坩堝，連鑄用熔融石英水口等。注漿成型后的坯體結(jié)構(gòu)均勻，但其含水量大，且不均勻，干燥與燒成收縮也較大。由于注漿成型方法的適應(yīng)性大，生產(chǎn)時只要

54、有多孔性模型(一般為石膏模)就可以生產(chǎn)，不需專用設(shè)備，也不拘于生產(chǎn)量的大小，投產(chǎn)容易上馬快；但生產(chǎn)時間長，手工操作多，占地面積大，模型用量大。一、注漿成型工藝過程注漿成型可以分為兩個工藝階段：1、泥漿制備把粉狀原料，按其原料種類，采用酸性的或堿性的水溶液或酒精溶液調(diào)制成一可澆注的懸濁液。有時添加有機保護劑，使得這種假膠體系統(tǒng)不離析。原料粉末的細(xì)度和種類，液體的數(shù)量和化學(xué)性質(zhì)以及添加物的數(shù)量必須相互配合，使之能形成一種含固體材料盡量多的，流動性好的泥漿。由于影響泥漿流變性能的物理、化學(xué)因素眾多，很多問題只能通過實驗來解決。2、澆注成型將泥漿澆注到一透氣的、多毛細(xì)孔的、有坯體尺寸外型的模型中（多數(shù)是石膏），類似于一過濾過程，固體材料在模型/泥漿界面上富集，形成生坯。二、注漿成型對漿料性能的要求注漿成型是基于能流動的泥漿和能吸水的模型來進行成形的，為了使成形順利進行并獲得高質(zhì)量的坯體，必須對注漿成型的泥漿的性能有所要求，其基本要求如下：1、流動性能要好。即粘度小，以得于料漿能充滿模型的各個角落。2、穩(wěn)定性要好。即料漿能長期穩(wěn)定，不易沉淀和分層。3、觸變性要好。即料漿注過一段時間后，粘度變化不大，脫模后的坯體不會受輕微的外力的影響而變軟，有利于保持坯體的形狀。4、含水量盡可能