第七章成型與模具

第七章成型與模具成型：對(duì)已制備好的坯料通過一定的方法或手段，迫使坯料發(fā)生形變，制成具有一定形狀大小坯體的工藝過程。其中所用的方法或手段叫成型方法。要求：1.成型坯體應(yīng)符合產(chǎn)品圖紙或產(chǎn)品樣品所要求的生坯形狀和尺寸2.坯體應(yīng)具有工藝要求的機(jī)械強(qiáng)度3.坯體結(jié)構(gòu)均勻，有一定的致密度4.成型適應(yīng)生產(chǎn)組合，盡可能與前后工序聯(lián)動(dòng)。陶瓷產(chǎn)品器形的構(gòu)成應(yīng)包括功能效用、材質(zhì)和工藝技術(shù)、藝術(shù)處理等三個(gè)方面。其中功能效用是首要因素。產(chǎn)品的功能是通過人的使用來實(shí)現(xiàn)。首先要注意器形的基本結(jié)構(gòu)是否符合生產(chǎn)工藝的要求，如何使用材質(zhì)和工藝技術(shù)進(jìn)行制作；加工后的藝術(shù)效果是否充分發(fā)揮了材質(zhì)的特點(diǎn)，加工工藝是否恰當(dāng)?；驹瓌t：實(shí)用、可加工、經(jīng)濟(jì)和美觀第一節(jié)器形的合理設(shè)計(jì)2023/2/3冷法坯料含水量30～40%石膏模常壓冷法注漿加壓冷法注漿抽真空冷法注漿有模無模等靜壓成型法：使用橡皮膜，坯料含水量1.5～3%干壓成型法：使用鋼模，坯料含水量6～8%

可塑成型法

成型方法坯料含水量18～26%注漿成型法熱法（熱壓注法）：鋼模第二節(jié)成型方法的分類與選擇一、成型方法分類2023/2/3二、成型方法的選擇

以圖紙或樣品為依據(jù)，確定工藝路線，選擇合適的成型方法。選擇成型方法時(shí)，要從下列幾方面來考慮：

（1）產(chǎn)品的形狀、大小、厚薄等。

（2）坯料的工藝性能。

（3）產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量要求。

（4）成型設(shè)備要簡單，勞動(dòng)強(qiáng)度要小，勞動(dòng)條件要好。

（5）技術(shù)指標(biāo)要高，經(jīng)濟(jì)效益要好。

第三節(jié)可塑成型定義：利用模具或刀具等工藝裝備運(yùn)動(dòng)所造成的壓力、剪力或擠壓力等外力，對(duì)具有可塑性的坯料進(jìn)行加工，迫使坯料在外力作用下發(fā)生可塑性變形而制作坯體的成型方法原理：基于坯料具有可塑性。分類：拉坯、滾壓、旋壓、擠壓、車坯、塑壓、注塑、軋膜要求：坯料具有較高的屈服值和較大的延伸變形量（屈服值至破裂點(diǎn)這一段）。較高的屈服值能保證成型時(shí)坯料具有足夠的穩(wěn)定性和可塑性；延伸變形量大坯體成型性能越好。但不能一味要求可塑性越高越好。拉坯滾壓旋壓擠壓車坯塑壓注塑（注射）成型軋膜一、滾壓成型工藝原理和特點(diǎn)：成型時(shí)盛放著泥料的石膏模型和滾壓頭分別繞自己的軸線以一定的速度同方向旋轉(zhuǎn)。滾壓頭在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)逐漸靠近石膏模型，對(duì)泥料進(jìn)行滾壓成型。優(yōu)點(diǎn)：坯體致密、組織結(jié)構(gòu)均勻、表面質(zhì)量高。陽模滾壓（外滾壓）：滾壓頭決定坯體形狀和大小，模型決定內(nèi)表面的花紋。陰模滾壓（內(nèi)滾壓）：滾壓頭形成坯體的內(nèi)表面。滾壓頭的熱滾壓：100～130℃，在泥料表面產(chǎn)生一層氣膜，防止粘滾頭，坯體表面光滑。冷滾壓：可用塑料滾壓頭，如聚四氟乙烯。盤、碗滾壓成型機(jī)（二）滾壓頭要求：1.能成型產(chǎn)品所要求的形狀和尺寸，且不易產(chǎn)生缺陷2.滾壓時(shí)有利于泥料的延展和余泥的排出3.使用壽命長，有適當(dāng)?shù)谋砻嬗捕群凸鉂嵍?.制造、維修、調(diào)整、拆裝方便5.滾頭材料來源容易、價(jià)格便宜參數(shù)：滾頭傾角α，滾壓頭的中心線與模型中心線之間的夾角。小，則滾頭直徑和體積就大，滾壓時(shí)泥料受壓面積大，坯體較致密；過小，則滾頭排泥困難。材料：鑄鐵、鋼、塑料（三）工藝參數(shù)控制1.對(duì)泥料的要求可塑性好、屈服值高、延伸變形量大、水分低。成型時(shí)模具既有滾動(dòng)，又有滑動(dòng)，泥料主要受壓延力的作用。要求有一定的可塑性和較大的延伸量?？伤苄缘?，易開裂；可塑性高，水分多易粘滾頭。陽模滾壓和陰模滾壓對(duì)泥料的要求有差別。陰模滾壓受模型的承托和限制，可塑性可以稍低，水分可稍多。

2

.滾壓過程控制：壓下（輕）、壓延（穩(wěn)）、抬起（慢）

3.主軸轉(zhuǎn)速（n1）和滾頭轉(zhuǎn)速(n2)及轉(zhuǎn)速比：控制生產(chǎn)效率；對(duì)坯料的施力形式，控制坯體的密度均勻和表面光潔。飛泥、飛模現(xiàn)象滾壓成型常見缺陷1）粘滾頭：泥料可塑性太強(qiáng)或水分過多；滾頭轉(zhuǎn)速太快；滾頭過于光滑及下降速度慢；滾頭傾角過大。2）開裂：坯料可塑性差；水分太少，水分不均勻；滾頭溫度太高，坯體表面水分蒸發(fā)過快，引起坯體內(nèi)應(yīng)力增大。3）魚尾：坯體表面呈現(xiàn)魚尾狀微凸起。原因是滾頭擺動(dòng)；滾頭抬離坯體太快。4）底部上凸：滾頭設(shè)計(jì)不當(dāng)或滾頭頂部磨損；滾頭安裝角度不當(dāng)；泥料水分過低。5）花底：坯體中心呈菊花狀開裂。原因是模具過干過熱；泥料水分少；轉(zhuǎn)速太快；滾頭中心溫度高；滾頭下壓過猛；新模具表面有油污。原理：利用作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的石膏模與上下運(yùn)動(dòng)的樣板刀來成型。

設(shè)備：

石膏模：塑性泥料放在石膏模中，石膏模安裝在轆轤車機(jī)的模座上，轆轤車機(jī)帶動(dòng)模座上的石膏模轉(zhuǎn)動(dòng)?？捎媚_踏或馬達(dá)帶動(dòng)。

樣板刀：右手扳樣板刀徐徐落下，接觸泥料。由于樣板刀的壓力與石膏模的旋轉(zhuǎn)，泥料均勻的分布于模型內(nèi)表面。排除的余泥在樣板刀上向上爬，左手清除余泥。模型內(nèi)壁和樣板刀的空隙被泥料填滿，旋制成坯體。

樣板刀—泥料內(nèi)表面形成坯體的內(nèi)表面。石膏模—泥料的外表面形成坯體的外表面。厚度：樣板刀與石膏模的距離為坯體的厚度。二、旋壓成型1、以“刮泥”的形式排泥，要求泥料屈服值低些。即泥料的含水率稍高些，排泥阻力小。2、“刮泥”成型時(shí)，與樣板刀接觸的坯體表面不光滑，排泥混亂需加水來趕光表面。3、模座轉(zhuǎn)速，據(jù)制品的形狀定。轉(zhuǎn)速高：深腔制品，直徑小的制品，陰模旋壓。一般轉(zhuǎn)速控制230—400r/min，泥料水分21—26%。4、“中心”準(zhǔn)。石膏模，樣板刀，模座主軸對(duì)準(zhǔn)中心。5、樣板刀對(duì)泥料正壓力小，可加寬刀口，減小刀口角度。優(yōu)點(diǎn)：旋壓設(shè)備簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，可旋制深凹制品。缺點(diǎn)：質(zhì)量差，手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，需一定的操作技術(shù)。效率低。坯泥加工余量大，占地大。（二）旋壓工藝特點(diǎn)與控制旋壓成型缺陷：1、夾層開裂。

坯體內(nèi)有空隙，泥料有分層現(xiàn)象。旋坯刀上下快，凹坑。初裝泥料不夠，補(bǔ)泥。前后泥料結(jié)合不緊。2、外表開裂。對(duì)復(fù)雜形狀的制品，厚度急劇變化的部位。加水趕光時(shí)，局部水分大，干后即裂。旋大坯時(shí)，刀上積泥太厚，刀震動(dòng)，局部開裂。原理：采用真空練泥機(jī)、螺旋或活塞式擠坯機(jī)，將可塑料團(tuán)擠壓向前，經(jīng)過機(jī)嘴定型，達(dá)到制品所要求的形狀。適用：陶管、劈離磚、輥棒、熱電偶陶管等管狀、棒狀、斷面和中孔一致的產(chǎn)品。注意：1.坯料真空處理。必須經(jīng)過嚴(yán)格的真空處理。殘存的氣泡會(huì)在擠出時(shí)在坯體表面破裂，影響質(zhì)量。2.擠出力：擠出力的大小是擠壓成型中的關(guān)鍵所在。過小，泥料含水量較高時(shí)才能擠出，導(dǎo)致坯體強(qiáng)度低、收縮大；過大，摩擦阻力大，設(shè)備負(fù)荷大。擠出力的大小取決于機(jī)頭喇叭口的錐度。3.擠出速度：取決于主軸轉(zhuǎn)速和加料快慢。4.管狀產(chǎn)品的壁厚：能承受自身重力和工藝要求。三、擠壓成型四、車坯成型適用：外形復(fù)雜的圓柱狀產(chǎn)品。分類：立車和橫車；干車和濕車干車：泥料含水率為6~11%，用橫式車床車修。

優(yōu)點(diǎn)：坯件尺寸較準(zhǔn)確，不易變形和產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，不易碰傷、撞傷，上下坯易自動(dòng)化。

缺點(diǎn)：粉塵多，效率低，刀具磨損大濕車：泥料含水量較高，16~18%

優(yōu)點(diǎn)：效率高，無粉塵，刀具磨損小。

缺點(diǎn)：坯件精度差。車坯刀具：足夠的強(qiáng)度和耐磨性五、其他成型方法（一）雕塑、印坯與拉坯成型1.雕塑多采用手捏、雕塑、雕削、雕鑲法成型。2.印坯異形產(chǎn)品和精度要求不高的產(chǎn)品，均可采用可塑性泥料在石膏模中印制成型。3.拉坯又稱做坯，在陶輪或轱轆上進(jìn)行。泥料放于模型內(nèi)常溫壓制成坯。模型內(nèi)部設(shè)置多孔性纖維管，可通壓縮空氣或抽真空

優(yōu)點(diǎn)：1可成型異型盤碟類產(chǎn)品

2成型時(shí)施加一定壓力，致密度↑

缺點(diǎn)：對(duì)模具強(qiáng)度要求較高（二）塑壓成型

滾壓法、壓制法和塑壓法的比較表7-2塑壓成型影響因素關(guān)鍵：a.

成型過程中的可塑余泥如何排除？b.石膏模具如何及時(shí)脫模和排出吸入的水分？c.石膏模具如何提高強(qiáng)度？控制因素：1.塑壓模要求強(qiáng)度高，致密度不能太高。2.檐溝區(qū)的設(shè)計(jì)：其作用是容納余泥，使坯泥的擠出受到一種阻力，檐溝區(qū)模子吻合處要留出紙一樣薄的空隙3.塑壓模的透氣：模具具有所需的透氣性4.模具的尺寸、形狀和定位要嚴(yán)格控制5.排除水分時(shí)要通入0.7MPa的壓縮空氣，使塑壓過程中吸入模內(nèi)的水分排除掉。a.2.塑壓成型操作坯料含水量高時(shí)，壓力應(yīng)降低。坯料可塑越好投泥量越多，塑壓時(shí)脫水性能越差。充填坯料越多排水量越多，坯體致密度越高。塑壓速度越慢，成型壓力越高，加壓停頓時(shí)間越長，坯體脫水率和致密度越高（三）注塑成型又稱注射成型，是瘠性物料與有機(jī)添加劑混合壓擠成型的方法1.坯料的制備注塑成型采用的坯料不含水。由陶瓷瘠性粉料和結(jié)合劑（熱塑性樹脂）、潤滑劑、增塑劑等有機(jī)添加物構(gòu)成。坯料制備過程：加熱坯料→注射成型→模具打開→脫模燒成有機(jī)物含量直接影響坯料的成型性能及燒結(jié)收縮性能：提高其含量可使成型性能得到改善，但會(huì)使燒成收縮增大。要提高制品的精確度要盡量減少有機(jī)物用量。通常有機(jī)物含量在20~30%，特殊達(dá)50%左右。2.成型過程易出現(xiàn)的缺陷：①.坯料相遇接合時(shí)沒融合，從而在坯體的表面和內(nèi)部產(chǎn)生熔焊線條。②.脫脂后坯體硬化不足，未完全充滿模具③.坯體中包裹氣孔3.注塑成型設(shè)備主要由加料、輸送、壓注、模型封合裝置、溫度及壓力控制裝置等構(gòu)成。有柱塞式和螺旋式兩種。注意事項(xiàng)：①在金屬模具內(nèi)，生坯的收縮很小，所得坯體與金屬模型尺寸基本相同。因而模型內(nèi)的空氣不能外逸，易裹在生坯中，在脫脂時(shí)產(chǎn)生氣泡。故金屬模具應(yīng)有10~20μm深的排氣孔。②金屬模具必須具有冷卻溝槽，便于冷卻和加熱，使金屬模型保持一定溫度。③模型內(nèi)最細(xì)的分注入口部分由于高速高壓成型坯料，很容易磨損。4.脫脂除去有機(jī)添加劑的工序稱為脫脂。是注塑成型工藝中需時(shí)最長的工序，一般為24~26h，特殊要幾個(gè)星期。（四）軋膜成型工藝將準(zhǔn)備好的陶瓷材料，拌以一定量的有機(jī)粘結(jié)劑和溶劑，通過粗軋和精軋成膜片后再進(jìn)行沖片成型。1.工藝流程瓷粉黏合劑增塑劑水

粗軋是將粉料、黏合劑和溶劑等成分置于兩輥軸之間充分混合混練均勻，伴隨吹風(fēng)，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，反復(fù)扎練，以達(dá)到良好的均勻度、致密度、光潔度和厚度。混合，粉碎干燥混料滾壓（粗軋）混練成型壓延輥（精軋）2.軋膜成型用塑化劑由黏合劑、增塑劑和溶劑組成。3.軋膜成型的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單、效率高、膜片厚度均勻、設(shè)備簡單、粉塵污染小、能成型厚度很薄的膜片。缺點(diǎn)：產(chǎn)品干燥收縮和燒成收縮較干壓制品大。適用：生成批量較大的1mm以下的薄片狀產(chǎn)品4.軋膜成型機(jī)第四節(jié)注漿成型一、注漿過程定義：注漿成型（傳統(tǒng)）－在石膏模的毛細(xì)管力作用下，含一定水分的粘土泥漿脫水硬化成坯的過程。注漿成型（現(xiàn)代）－具有一定液態(tài)流動(dòng)性的成型方法工藝過程：將制備好的坯料泥漿注入多孔性模型內(nèi)，由于多孔性模型的毛細(xì)管力吸水性，泥漿在貼近模壁的一側(cè)被模子吸水而形成一均勻的泥層，并隨時(shí)間的延長而加厚，當(dāng)達(dá)到所需厚度時(shí)，將多余的泥漿傾出，最后該泥層繼續(xù)脫水收縮而與模型脫離，從模型取出后即為毛坯.

工藝特點(diǎn)：

（1）適于成型各種產(chǎn)品，形狀復(fù)雜、不規(guī)則、薄、體積較大而且尺寸要求不嚴(yán)的器物，如花瓶、湯碗、橢圓形盤、茶壺等。

（2）坯體結(jié)構(gòu)均勻，但含水量大且不均勻，干燥與燒成收縮大。三個(gè)階段1.泥漿注入石膏模吸入開始到形成薄泥層動(dòng)力：石膏模（或多孔模）的毛細(xì)管力，使靠近模壁的泥漿中的水、溶于水中的溶質(zhì)及小于微米級(jí)的坯料顆粒被吸入模的毛細(xì)管中，形成最初的薄泥層。2.泥層繼續(xù)增厚，直到形成注件為第二階段。在此階段中，石膏模的毛細(xì)管力繼續(xù)吸水，薄泥層繼續(xù)脫水，同時(shí)，泥漿內(nèi)水分向薄泥層擴(kuò)散，通過泥層被吸入石膏模的毛細(xì)孔中，其擴(kuò)散動(dòng)力為薄泥層兩側(cè)的水分濃差和壓差。泥層逐漸增厚，水分?jǐn)U散的阻力逐漸增大。當(dāng)泥層厚度達(dá)到所要求的注件厚度時(shí)，把余漿倒出，形成雛坯。3.從雛坯形成到脫模為收縮脫模階段（也稱坯體鞏固階段）由于石膏模繼續(xù)吸水和雛坯的表面水分開始蒸發(fā)，雛坯開始收縮，脫離模型形成生坯，有一定強(qiáng)度后就可以脫模。泥漿注漿過程實(shí)質(zhì)上是通過石膏模的毛細(xì)管吸力從泥漿中吸取水分而在模壁上形成泥層。相關(guān)公式因?qū)嵱眯浴⒕_性等問題難以統(tǒng)一和應(yīng)用，只做初步了解。提高注漿速率的因素：1.降低泥層的阻力泥漿的阻力取決于其結(jié)構(gòu)，由組成、濃度、添加物的種類等因素決定。塑性原料、水分、解凝劑、絮凝劑2.提高吸漿過程的推動(dòng)力吸漿過程的推動(dòng)力主要是石膏模的毛細(xì)管吸力。當(dāng)水膏比為78:100時(shí)可制得具有最大毛細(xì)管吸力的石膏。還可采用增大石膏模與泥漿之間的壓差來達(dá)到該目的。3.提高泥漿和模型的溫度溫度升高，水的黏度下降，泥漿黏度隨之降低，流動(dòng)性增大二、注漿成型的特點(diǎn)1.適于各種陶瓷產(chǎn)品的成型2.成型后的坯體結(jié)構(gòu)較一致，但含水量大且不均勻。干燥收縮和燒成收縮較大。3.生成局限性小，投產(chǎn)容易，上馬快。4.周期長，手工操作多，占地面積大，石膏模用量大。三、注漿成型對(duì)泥漿的要求注漿成型是基于能流動(dòng)的泥漿和能吸水的模型來進(jìn)行成型的。所以對(duì)泥漿有如下要求：1.流動(dòng)性好。連綿不斷的細(xì)線。2.穩(wěn)定性好。構(gòu)成泥漿質(zhì)點(diǎn)的大小差別越小，穩(wěn)定性越好3.具有適當(dāng)?shù)挠|變性。4.含水量少。在保證流動(dòng)性的前提下，含水量盡量少。5.濾過性好。順利通過模型壁上的泥層而被模型吸收。調(diào)整泥漿中塑性和瘠性原料的含量調(diào)整濾過性。6.形成的坯體有足夠的強(qiáng)度。7.注漿成型后的坯體容易脫模。8.泥漿中不含氣泡。四、基本注漿方法（一）單面注漿石膏模沒有型芯，泥漿注滿模型后放置一段時(shí)間，待模型內(nèi)壁粘附一定厚度的坯體后，將多余泥漿倒出，然后帶模干燥。由于泥漿與模型只有一面接觸，故名單面注漿。

坯體外形－模型工作面坯體厚度－吸漿時(shí)間（模溫，濕度，泥漿性質(zhì)）適于：小件，薄壁產(chǎn)品要求漿料流動(dòng)性、穩(wěn)定性好，粒度細(xì)，比重小(1.55-1.7g/cm3)，脫模水分15-20%。吸漿時(shí)間決定坯體厚度，同時(shí)與模具溫度、濕度、泥漿性質(zhì)有關(guān)。適用于小、薄件。注漿時(shí)，先將模型的工作面打掃干凈。用軟泥將合縫封好，以免漏漿。模型的含水量保持5%左右。適當(dāng)加熱利于水分?jǐn)U散。多用于澆注杯、壺等小件，薄壁產(chǎn)品。（二）雙面注漿雙面注漿又名實(shí)心注漿，是將泥漿注入兩石膏模型（模型與模芯）之間。石膏模從內(nèi)外兩個(gè)方向同時(shí)吸水。注漿過程中泥漿量不斷減少。須不斷補(bǔ)充泥漿，直至全部硬化成坯。坯體外形－外模工作面坯體內(nèi)形－模芯工作面坯體厚度－外模與模芯的空腔適于：坯體內(nèi)外表面形狀、花紋不同，大型，厚壁的產(chǎn)品雙面注漿用的泥漿一般比單面注漿用的泥漿密度高些，稠化度也高些，細(xì)度可以粗些，以萬孔篩篩余1~2%。雙面注漿可以縮短坯體的形成過程。器壁可以厚些，及尺寸大，雙面有花紋的器件。但模型較復(fù)雜，注件的均勻性不理想，通常遠(yuǎn)離模面處致密度小。為得到致密的坯體，須在泥漿注入后，振蕩使氣泡排出，直到泥漿注滿。還要預(yù)留空氣放出的通道。五、強(qiáng)化注漿方法1.壓力注漿(pressurecasting)通過提高泥漿壓力來增大注漿過程推動(dòng)力，加速水分的擴(kuò)散，不僅可縮短注漿時(shí)間，還可減少坯體的干燥收縮和脫模后坯體的水分。注漿壓力越高，成型速度越大，生坯強(qiáng)度越高。但是受模型強(qiáng)度的限制。模型的材料：石膏模型、多孔樹脂模型、無機(jī)填料模型。

根據(jù)壓力的大小可將壓力注漿分為：微壓注漿：壓力<0.03MPa采用石膏模型中壓注漿：壓力0.15～0.4MPa強(qiáng)度較高的石膏模型，樹脂模型高壓注漿：壓力>2MPa高強(qiáng)度樹脂模型2.真空注漿(vacuumcasting)1-攪拌池2-泥漿泵3-容器4-空氣壓縮機(jī)5-緩沖容器6-真空泵7-注漿臺(tái)3.離心注漿(centrifugal-casting)

使模型在旋轉(zhuǎn)情況下進(jìn)漿，料漿在離心力的作用下緊靠模壁形成致密的坯體。氣泡較輕，易集中在中間最后破裂排出，故可提高吸漿速度與制品質(zhì)量。要求：泥漿中的顆粒分布范圍窄，否則大顆粒集中在靠近模型的坯體表面，而小顆粒集中在坯體內(nèi)面，造成坯體組織不均勻，收縮不一致。4.成組注漿為提高生產(chǎn)效率，對(duì)一些形狀比較簡單的制品，采用成組澆注的方法。將很多模型疊放起來，由一個(gè)連通的通道來進(jìn)漿，再分別注入各個(gè)模型內(nèi)。為防止通道因吸收泥漿堵塞，在通道內(nèi)壁涂上含有硬脂溶液的熱礦物油。5.熱漿注漿在模型兩端設(shè)置電極，料漿注滿后，馬上接交流電，利用料漿中少量電解質(zhì)的導(dǎo)電性加熱，升溫至50℃左右，可加快吸漿速度。當(dāng)泥漿溫度為15～55℃，粘度會(huì)降低50～60％，坯體成型速度提高32～42％。六、其他注漿方法（一）熱壓鑄成型(HotPressing)定義：將含有石蠟的漿料在一定的溫度和壓力下注入金屬模中，待坯體冷卻凝固后再進(jìn)行脫模的成型方法。

主要工序：制備蠟漿、坯體澆注成型、排蠟（1）蠟漿由粉料、塑化劑、表面活性劑組成。（2）混料方式a.將石蠟加熱熔化，粉料倒入，邊加熱邊攪拌。

b.粉料加熱后倒入石蠟熔液，邊加邊攪拌。

（3）設(shè)備：快速和蠟機(jī)、慢速和蠟機(jī)然后將料漿倒入容器中，凝固后制成蠟板，備用。（4）料漿的性能指標(biāo)穩(wěn)定性、可鑄性、粉料的裝填密度、收縮率3.熱壓鑄成型工藝臘漿溫度。60～75℃，溫度升高，則臘漿的粘度下降，坯體致密，但冷卻收縮相應(yīng)大。溫度過低，則易出現(xiàn)欠注、皺紋等缺陷。

(2)鑄模溫度。決定坯體冷卻凝固的速度。一般為20～30℃。(3)成型壓力。與漿桶深度、料漿性能有關(guān)。壓力升高，坯體的致密度增加，坯體的收縮程度下降。一般可以采用0.3～0.5MPa。真空攪拌熱壓鑄機(jī)4.熱壓鑄機(jī)與模具5.排蠟排蠟的加熱制度一般要根據(jù)瓷粉的性質(zhì)，產(chǎn)品形狀、大小及窯爐結(jié)構(gòu)來確定。也可將低溫度階段升溫速率減慢，不必單獨(dú)排蠟直接燒成產(chǎn)品。這是熱壓法成型所特有的工序。此法含蠟量在13％甚至更多，高溫下，石蠟軟化會(huì)引起坯體變形，所以通常在低于坯體燒結(jié)溫度下排蠟，然后再燒結(jié)。排蠟時(shí)，把坯體埋在吸附劑中，石蠟在60℃以上開始熔融，120℃以上蒸發(fā)。吸附劑包圍著坯體，不致變形，同時(shí)吸附液體石蠟，然后再蒸發(fā)。（二）電泳注漿

根據(jù)料漿中粘土粒子（帶有負(fù)電荷）在電流作用下能向陽極移動(dòng)，把坯料帶往陽極而沉積在金屬模的表面而成型的。模型用鋁、鎳、鍍鈷的鐵等。

影響因素：主要為電壓、電流、成型時(shí)間、泥漿濃度及電解質(zhì)含量等。圓筒形電泳成型機(jī)1-多余的再循環(huán)稀漿排除口；2-電泳形成的沉積層；3-中心電極（陰極）；4-供泥漿的管子；5-鋅陽極；6-雙層陶瓷坯體帶；7-運(yùn)輸帶第五節(jié)壓制成型定義將含有一定水分（或其它粘結(jié)劑）的粒狀粉料填充于模具之中，對(duì)其施加壓力，使之成為具有一定形狀和強(qiáng)度的陶瓷坯體的成型方法叫做壓制成型。又稱模壓成型（stampingprocess）、干壓成型(drypressing)。粉料含水量8%~15％時(shí)為半干壓成型；粉料含水量為3％~7％時(shí)為干壓成型；特殊的壓制工藝（如等靜壓法），坯料水分可在3％以下。一、干壓成型（一）干壓成型對(duì)粉料的要求1.具有較高的體積密度，以降低其壓縮比；2.流動(dòng)性好3.有合理的顆粒級(jí)配4.在壓力下易于粉碎，這樣可形成致密坯體5.水分均勻，否則易使成型與干燥困難控制工藝條件1.顆粒度2.含水量3.可塑性(二)干壓機(jī)理將含水一定水分的粒狀粉料填充到模型之中，施加壓力使之成為具有一定形狀和強(qiáng)度的陶瓷坯體。（三）干壓工藝1、成型壓力的影響2、加壓方式的影響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(shí)加壓；c－雙面先后加壓；d－四面加壓3、加壓速度和時(shí)間二、等靜壓成型等靜壓成型原理

理論基礎(chǔ)：帕斯卡原理關(guān)于液體傳遞壓強(qiáng)的規(guī)律：加在密閉液體上的壓強(qiáng)，能夠大小不變地被液體向各個(gè)方向傳遞定義：是裝在封閉模具中的粉體在各個(gè)方向同時(shí)均勻受壓成型的方法。等靜壓成型是干壓成型技術(shù)的一種新發(fā)展，但模型的各個(gè)面上都受力，故優(yōu)于干壓成型。等靜壓成型過程該工藝主要是利用了液體或氣體能夠均勻地向各個(gè)方向傳遞壓力的特性來實(shí)現(xiàn)坯體均勻受壓成型1.等靜壓成型對(duì)粉料的要求基本和干壓成型相同，但更嚴(yán)格要求粉料為容易流動(dòng)的無塵顆粒，結(jié)構(gòu)粒度0.2~0.4mm,均勻適宜的水分,含水量在1~3%。2.等靜壓成型的特點(diǎn)①干壓為一到兩面受壓，等靜壓是多軸施壓，即多方向加壓多面受壓。②能得到較高的生坯強(qiáng)度，且在各方向上均勻③粉料顆粒間和顆粒與模型間的摩擦作用顯著減少，生坯中很少產(chǎn)生應(yīng)力④生坯強(qiáng)度較高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，不存在顆粒取向⑤粉料含水率低，不必或很少使用黏合劑或潤滑劑。利于減少干燥收縮和燒成收縮⑥對(duì)制品的尺寸和尺寸間比例無很大限制3.等靜壓成型的工藝操作根據(jù)模具分為濕袋等靜壓法和干袋等靜壓法濕袋法：模具與介質(zhì)直接接觸，與容器不關(guān)聯(lián)的模具結(jié)構(gòu)。粉料可各個(gè)方向同時(shí)受到壓力，致密度高。干袋法：模具固定在容器內(nèi)，脫模時(shí)不必移動(dòng)模具。模具頂部，底部無法加壓，因此致密性稍差根據(jù)工作溫度分為常溫液體等靜壓、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操作過程為：干袋等靜壓法主要操作步驟1.備料2.裝料3.加壓4.降壓4.等靜壓成型設(shè)備的特點(diǎn)①便于采用組合模具，適應(yīng)負(fù)責(zé)產(chǎn)品的成型②同樣的生成能力，等靜壓設(shè)備的投資最低③設(shè)備體積小，占地面積少，建造成本低④模具成本較低，復(fù)制模具方便⑤便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化壓縮比施壓介質(zhì)5.國內(nèi)外等靜壓成型發(fā)展概況全自動(dòng)等靜壓成型設(shè)備第六節(jié)流延成型又稱帶式澆注法、刮刀法。是一種目前比較成熟的獲得高質(zhì)量、超薄型瓷片的方法。一、料漿制備方法：先將通過細(xì)磨、煅燒的熟瓷粉加入溶劑，必要時(shí)添加抗聚凝劑、除泡劑、燒結(jié)促進(jìn)劑等進(jìn)行濕式混磨；再加入粘結(jié)劑、增塑劑、潤滑劑等進(jìn)行混磨以形成穩(wěn)定的、流動(dòng)性良好的漿料特點(diǎn)：流延成型設(shè)備不太復(fù)雜，且工藝穩(wěn)定，可連續(xù)操作，生產(chǎn)效率高，自動(dòng)化水平高，坯膜性能均勻一致且易于控制。但流延成型的坯料因溶劑和粘結(jié)劑等含量高，因此坯體密度小，燒成收縮率有時(shí)高達(dá)20～21%。

二、流延成型工藝流程三、成型方法流延成型時(shí)料漿從料斗下部流至向前移動(dòng)的薄膜載體上，坯片的厚度由刮刀控制。坯膜連同載體進(jìn)入巡回?zé)犸L(fēng)烘干室，烘干溫度必須在料漿溶劑的沸點(diǎn)之下，否則會(huì)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(chǔ)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(jìn)行切割、沖片或打孔。關(guān)鍵：刮刀口間隙的大小五、流延成型機(jī)多層共擠流延膜擠出設(shè)備2.工作原理將細(xì)分散的陶瓷粉料懸浮在由溶劑、增塑劑、粘結(jié)劑和懸浮劑組成的無水溶液或水溶液中，成為可塑且能流動(dòng)的料漿。料漿在刮刀下流過，便在流延機(jī)的運(yùn)輸帶上形成薄層的坯帶，緩慢向前移動(dòng)，待溶劑逐漸揮發(fā)后，粉料的固體微粒便集聚在一起，形成較為致密的、似皮革柔韌的坯帶，再?zèng)_壓出一定形狀的坯體。3.性能特點(diǎn)4.注意事項(xiàng)①運(yùn)輸帶②厚度監(jiān)測③干燥④修毛邊和儲(chǔ)存坯帶⑤成型一、原位凝固成型

將固體粉體和分散介質(zhì)、有機(jī)聚合物或生物酶以及催化劑等混合均勻，制成液態(tài)前驅(qū)體（稱為漿料）；將漿料充填模腔，并在一定的溫度和催化劑作用下，引發(fā)漿料中的某種化學(xué)反應(yīng)，使料漿失去流動(dòng)性成為固體，脫模后得到型坯。

1）分類

直接凝固注模成型（directcoagulationcasting，簡稱DCC）凝膠注模成型（gel-casting）溫度誘導(dǎo)絮凝成型（Temperatureinducedflocculation）高分子凝膠注模成型（Polymer-linkergelcasting）第七節(jié)其他成型方法2）特點(diǎn)可成型復(fù)雜形狀的零件采用流動(dòng)性好的漿料流動(dòng)充模，容易制造復(fù)雜形狀的坯件。坯體密度高若料漿固相含量高，則可得到高密度成型坯體。相對(duì)密度可達(dá)55~70%，高于等靜壓成型坯體密度（約50%）。可實(shí)現(xiàn)近凈成型由于生坯密度高，使燒結(jié)時(shí)收縮小，燒結(jié)體變形也小。因此，可以精確控制坯體的尺寸，同時(shí)將燒結(jié)體的加工余量減小到最低程度，大大節(jié)約了加工成本。不需要模具吸水

可以用金屬、塑料等材料制作高精度的無孔模具。料漿中有機(jī)物含量低其脫脂工藝比注射成型坯體的簡單。易于實(shí)現(xiàn)成型過程的連續(xù)化和自動(dòng)化生產(chǎn)通過調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，可控制成型時(shí)料漿凝固時(shí)間、有機(jī)物排除時(shí)間及坯體的強(qiáng)度等。1.凝膠注模成型（Gel-casting）由美國橡樹嶺國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室MarkA.Janney教授等人發(fā)明。將傳統(tǒng)陶瓷工藝和聚合物化學(xué)結(jié)合起來，利用高分子單體聚合成型陶瓷。在我國工業(yè)界已獲得應(yīng)用。凝膠注模成型的工藝過程2.直接凝固成型（DCC）

DCC成型是由瑞士蘇黎世高校的L.Gaucker教授和T.Graule博士發(fā)明。1）基本原理顆粒在水中懸浮的穩(wěn)定性是由靜電排斥位能和范德華吸引位能的平衡決定的。斥力位能、引力位能及總位能隨粒子間距變化而異，總位能曲線有一最大值。這個(gè)最大值稱為位壘。若粒子需相互接近，則必須越過這個(gè)位壘。位壘的高度越低，粒子在熱運(yùn)動(dòng)、布朗運(yùn)動(dòng)碰撞中越可能粘附在一起，發(fā)生聚沉。因此，要提高粉體的分散穩(wěn)定性就必須提高這個(gè)位壘值。基本原理DCC成型原理：在濃懸浮液中引入某種生物酶，通過控制酶對(duì)漿料中某種化學(xué)反應(yīng)的催化作用，適時(shí)放出某種物質(zhì)，改變料漿的pH值，使pH值由遠(yuǎn)離等電點(diǎn)變到等電點(diǎn)，達(dá)到懸浮液原位凝固的目的工藝特點(diǎn)1.化學(xué)反應(yīng)可控制，即漿料澆注前不產(chǎn)生凝固，澆筑后可控制反應(yīng)進(jìn)行，使?jié){料凝固2.反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)坯體性能成最終燒結(jié)性能無影響3.反應(yīng)最好在常溫下進(jìn)行4.不需要或只需要少量添加劑，坯體不需脫脂，坯體密度均勻，可以成型大尺寸、形狀復(fù)雜的陶瓷部件。應(yīng)用常用的反應(yīng)體系為：尿素酶水解尿素體系、酰胺酶水解胺類物質(zhì)體系、葡萄糖苷酶-葡萄糖體系、膠質(zhì)、蛋白質(zhì)水解酶體系3.溫度誘導(dǎo)絮凝成型（Temperatureinducedfloculation）該方法是瑞士L.Bcrgstom1994年發(fā)明的一種近凈尺寸原位凝固膠態(tài)成型工藝。它利用了膠體空間（位阻）的穩(wěn)定性?；驹磉x擇在有機(jī)溶劑中溶解度隨溫度變化的分散劑（大分子表面活性物質(zhì)），分散劑的一端吸附在顆粒表面，只一端伸向有機(jī)溶劑中，起到空間穩(wěn)定粉末顆粒的作用。把分散好的高體積分?jǐn)?shù)（>50%）固相的漿料注模后，降低溫度，使分散劑在有機(jī)溶劑中的溶解度降低，空間穩(wěn)定作用下降，從而使?jié){料產(chǎn)生原位絮凝。保持溫度脫模，降低壓力使溶劑升華，最終得坯體。（1）工藝流程（2）應(yīng)用該方法選用的溶劑要求隨溫度的降低沒有體積膨脹和收縮，一般選用戊醇。主要優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)載體的用量特別低且成型后不合格的坯體可作為原料重新使用。4.膠態(tài)振動(dòng)注模成型該法是1993年Lange教授在壓濾成型和離心注漿成型的基礎(chǔ)上提出的一種新型的原位凝固成型技術(shù)?；驹砀鶕?jù)膠態(tài)穩(wěn)定的DLVO理論，在懸浮體顆粒間除范德華力和靜電穩(wěn)定的雙電層排斥力外，當(dāng)顆粒間距很近時(shí)，還存在一種短程（≤5nm）排斥性的水合力。當(dāng)懸浮體的PH在等電點(diǎn)或其離子濃度達(dá)到臨界聚沉濃度時(shí)，顆粒間作用力為零，顆粒間緊密接觸，反離子吸附在顆粒的表面，形成一個(gè)接觸的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)顆粒間的作用大于零，顆粒呈分散狀態(tài)，當(dāng)懸浮體中的離子濃度大于臨界聚沉濃度時(shí)，水合后的反離子不再與顆粒緊密吸附，靜電排斥力完全消失，顆粒間形成非緊密接觸的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，顆粒間的吸引力減弱。此時(shí)對(duì)漿料振動(dòng)，料漿將產(chǎn)生流動(dòng)。1.工藝流程2.制備料漿的方法①混合水與陶瓷粉末，調(diào)節(jié)PH值，獲得穩(wěn)定的聚集態(tài)料漿②加入適量的鹽，使料漿中的粒子相互吸引③提高粒子體積分?jǐn)?shù)，獲得具有均勻的高堆積密度水飽和的料漿二、快速原型成型技術(shù)（RP）基本原理將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（ComputerAidedManufacturing，簡稱CAM）、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（ComputerNumericalControl，簡稱CNC）、精密伺服驅(qū)動(dòng)和新材料等先進(jìn)技術(shù)集于一體，先用計(jì)算機(jī)制作零件的三維CAD模型，然后根據(jù)具體工藝要求，將三維CAD模型沿某一方向（目前已發(fā)展至可沿任意軸，但通常沿Z軸）按一定厚度進(jìn)行分層切片處理，離散為一系列二維截面，再將這些離散的二維截面信息與加工工藝參數(shù)相結(jié)合，生成數(shù)控代碼輸入RP系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，控制成形頭選擇性固化（或切割、燒結(jié)、噴涂）RP材料，形成一層層薄片，并逐步有序疊加成與三維CAD模型相對(duì)應(yīng)的三維實(shí)體，經(jīng)過后處理，最后得到了所需的零件。1)成形材料范圍廣樹脂、塑料、紙、石蠟、金屬材料、陶瓷材料及復(fù)合材料等已獲得了應(yīng)用。2)自由式制造有兩層含義：不受加工工具限制而自由成形；不受零件形狀復(fù)雜程度限制。3)高速度高柔性無需傳統(tǒng)加工方法的專用工裝、夾具和模具，從零件的設(shè)計(jì)到制作完成，一般只需幾小時(shí)至幾十小時(shí)，效率高，特別適合于新產(chǎn)品的開發(fā)與管理。同時(shí)，RP系統(tǒng)柔性高，只需修改三維CAD模型，重新調(diào)整和設(shè)置參數(shù)即可直接成形出任意形狀復(fù)雜的零件。

4)技術(shù)高度集成和設(shè)計(jì)制造一體化集成了計(jì)算