陶瓷粉末成型技術的工藝與控制

陶瓷粉末成型技術的工藝與控制2023-11-51:29:52人們總是希望陶瓷制品，尤其是特種陶瓷是均質的，能滿足良好的機、電、熱、化學或某種特殊性能要求，并能實現(xiàn)生產(chǎn)自動化、質量可控、性能一致性好的規(guī)?；a(chǎn)。為此，首先要實現(xiàn)陶瓷坯體在粉末成型過程中是均質的或接近均質的。采用干粉壓制、等靜壓成型是近世紀才發(fā)展起來的新型粉末成型工藝。為了最大限度實現(xiàn)陶瓷坯體均質化，不僅需要有先進的粉末成型設備，而且還有陶瓷粉體制備的質量，即每個單一粉末顆粒是均質的，而且是可控的。1.實現(xiàn)坯體均質化途徑無論是干粉壓制或等靜壓成型，由于粉末顆粒之間、粉體與模具壁之間，都存在內外摩擦而導致坯體密度分布不均勻，尤其是干粉壓制，在壓制方向上，壓力隨高度變化而呈指數(shù)衰減，形成一個密度梯度，確實很難達到坯體密度上下一致。其次，粉體本身顆粒為滿足壓制成型所需的粉末成型特性，需要添加一定量的添加劑，它們在每個單一顆粒中是否均勻，也是影響坯體均質的重要因素。1.1壓制方式影響壓坯密度的因素很復雜，除粉體本身特性外，主要有坯體形狀和大小、壓制件的側正面積比、壓制壓力、模具粗糙度、潤滑條件以及壓制方式和粉末在模具中運動的摩擦系數(shù)等都起重要作用。實踐證實等靜壓成型優(yōu)于干粉壓制，濕等靜壓優(yōu)于干袋式等靜壓?，F(xiàn)在國際流行的全自動干粉壓機結構上采用強制雙向拉下壓制的曲柄連桿機構，圖1給出典型壓制過程中上下模頭和凹模的運動軌跡，當上模頭和凹模同時向下時實現(xiàn)反壓，能最大限度地使坯體各部密度均勻。圖1典型壓制過程中上下模頭和凹模的運動軌跡很多制品并非簡單的等厚坯件，厚薄不一致，甚至有多個臺階，圖2給出異形制品成型時模具各部件在壓機中的運動軌跡。達到各部位厚度不一樣按成型要求密度分層加料，以求成型后坯體各部位基本一致。關于壓制成型技術，應視工件形狀選擇加料方式、上下模頭壓制次數(shù)、壓制線的位置以及是否采用保護脫模，即使是1mm厚的制品，也應采用雙面壓制，也存在壓制線位置，即上下壓力的調整，且有利于燒成時坯體平整。有關陶瓷壓片機設備使用可參閱有關設備說明書。1.2粉體制備無論干粉壓制或等靜壓成型均要求粉料呈顆粒狀，有較好的流動性；顆粒有一定的強度，以免在運輸和加料過程中破碎；有一定的顆粒級配，加料時實現(xiàn)緊密堆積；具有一定的粘結特性和潤滑特性，顆粒之間不應相互粘結等造粒特性。為了達到上述特性要求，無論采用哪種造粒方式，往陶瓷原料中添加各種輔助材料是必然的，這些材料既不能影響坯料組分，又要求它們能均勻分布在每一個粉末顆粒中，從微觀上講是均質的。輔助材料通常有以下幾種：圖2異形制品成型時候具備部件在機中的運動軌跡(1)聚乙烯醇：不要以為噴霧造粒就一定能得到均質的粉體，粘結劑選擇與搭配是關鍵。我們希望粘結劑能均勻分給每個粒子，在顆粒內形成的微觀結構是均質化的事實上，如果僅往坯料中加入單一的聚乙烯醇作為結合劑，造粒后顆粒表面堅硬，有凹坑，在壓制過程中往往存在大量顆粒間隙，坯體難以密實，這種粉末從顆粒上講就是非均質的。(2)水溶性聚合物：陶瓷用粘結劑一般采用水溶性聚合物，經(jīng)驗證明往高聚合度粘結劑材料中添加少量低分子粘結劑混合使用，有利于改善粉料顆粒形狀和松裝密度。實踐證明聚乙烯醇是特性最好的粘合劑，但并不能獲得最理想的顆粒形狀和松裝密度，添加少量水溶性低聚合物，如淀粉類及其衍生物，有較好的效果。(3)水溶性有機物質：在粘合劑中添加少量的水溶性有機物質，如天然樹脂、微晶石蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸及其鹽類，可以促使粘合劑在顆粒中均化，使制備的粉體均勻，同時能提高粉料的流動性，壓制時有一定的潤滑特性。屆(4孔)表泉面活緞性劑愉、分煤散劑群、p認H調淺整劑臣：根刷據(jù)陶越瓷原匙材料苗不同讀，氧稻化物窯陶瓷判、碳歪化物啞陶瓷面、氮旬化物員陶瓷僑等顆悟粒極紀性不籍同的前特點比，除拌述添泉加劑伐外，魚還應爭添加晶一定騙量的嚼表面俯活性松劑、乳分散校劑、欄pH窄調整輛劑。叨安陶瓷愚輔助智添加制劑，包無論健足水器溶性需聚合侍物、盜還是息水溶嘗性有面機物州，種午類繁碰多，六不同顆陶瓷遼原材顫料和缸配方茶在滿崖足技隱術特把性的掃前提婚下，士選擇陡經(jīng)濟墳適用囑的原擇料。膚盈水溶供性聚軋合物獨有淀團粉類瓜(淀斯粉、夾糊精類、糖悼漿及撞其衍慧生物姓)，老糖類凍(羧濾甲基純淀粉召鈉C航MS遷、羧奸乙基仗淀粉弊、淀盛粉磷顧酸鈉肢等)抹，樹晶膠類盈(裝阿拉曲伯樹沖膠、定印度暗樹膠丑等)俯，可問溶性提蛋白敲質(捎酪蛋址白、冷酪蛋挎白酸似鈉等悲)，規(guī)纖維泡素衍蠻生物晉類(掃甲基闊纖維摘素M丈C、菠羧甲專基纖筆維素鐮CM兵C等療)，帥水溶讀性合糟成聚視合物摩類(蔑聚乙著烯醇低PV憤A、蕉聚乙勤烯甲扎脂P列VM廳以及膠聚丙緞烯酰殼胺、眼異丁摔烯馬蝴來酸暖酐共面聚物澡等)棕：其默中淀賞粉類勸和纖模維素繡衍生銅物較千好，蟻聚乙弄烯醇殿和異囑丁烯羽馬來刊酸酐俊共聚嚇物最旦好。悼曬水溶銷性有虛機物倦有天歷然樹敞脂、勻松香撥乳化吊劑、笛動植心物油色脂、很液態(tài)搞烴、護微晶法石蠟租、聚適乙烯英蠟、忍乳化歐蠟以景及脂蛾肪酸丹類的濁硬脂墾酸、艦硬脂史酸乳來化液塊及其王鹽類衫化合尾物和廟衍生嚴物等削。其擠中蠟旗類和碼脂肪忘酸類樹較為傍理想撒，最孔好是申蠟和叔脂肪園酸以儀乳化銜液的無狀態(tài)狹使用棉，以盞控制士顆粒趁的微痛晶結狀構。吸汪1.綠3噴嶼霧造輔粒工佳藝串噴霧片造粒擁工藝魂條件蔬直接年影響盼粉體吃質量決，所巨以防集止出梳現(xiàn)以殃下問疲題：椅詠①掃顆粒腥破碎使；焰②切顆粒摧相互北粘結附；象③闖熱風圓溫度器過高防，顆左粒中斬心形嘉成空疤洞。露希望洽能制廳備成昂實球短狀或昏準球檔狀顆臭粒。幸冰2.裕工藝煤控制搖技術塔任何號一種懶陶瓷襪材料衫的特壤性和鞏技術越水平誤，不順僅體聰現(xiàn)在議樣品排的測障試數(shù)壯據(jù)上槳，而錢目一睛反映違在規(guī)柳?；采a(chǎn)挽的產(chǎn)品品的芽一致勇性水宴平上君。拋陶瓷樂制品脫的精息度同拾樣是駁不能懷用檢摘查剔棍選方桶式來支組織廁生產(chǎn)臂，而青應是革通過芬質量著管理課，控嗓制其搏分散供性或度用數(shù)才理統(tǒng)籃計方殊式來瓣控制證質量湖。首瓶先必是須保傲證進在廠原基材料蕩經(jīng)過毯驗收凈，選里擇滿腹足產(chǎn)吳品要張求的火先進東的粉叔末成典型設丹備，陜這些廁都是草無可逢置疑禍的。贊更重惕要的糾是粉岔體制店備要友有可科控制薄性，餅建立控合理租的工礦藝控贏制方頁法是訂十分北必要揭的。林式(1寫)控奇制漿磚料的重固體聰含量子、泥羽漿細逝度以屆及輔婦助添晨加劑港加入味程序布和數(shù)港量，斬是保乓證噴遺霧干記燥操律作穩(wěn)辣定的戴先決獲條件蜜。板(2靈)干滿燥后也的粉窗料，總應測管定其條松堆活密度挪、壓猾實密獻度、喊流動各時間禿、顆質粒級牌配、箏水份遣含量豆以及蟻燒成悉收縮吊和體崇積密建度等霧工藝鼠參數(shù)仗，并違控制橡在一刺定范飄圍里獄，才剖能保休證成煙型坯幼件的米一致麻性，韻這些角都是艱粉體君的工嫌藝特串性指劈標，陡都應避予以竊控制湊的。據(jù)賺(3獨)每遙種陶拆瓷粉黎料成職型時溝所要紡求的圣含水舊量，喉都有攜自身申的規(guī)手律，船如氧單化鋁悄陶瓷肥噴霧嫂造粒筑的含炕水量太控制固在0華.3精%~誠0.醬5%亞較為煙適宜謙。但繳噴霧飼干燥粘控制牧微量歌水分也是困午難的櫻，允捐許通嬸過加渾濕機既定量捷加入樂一定故水分施來調鹿整粉葬料的丟含水渣量。御足(4拼)任玩何一角種造羅粒方介式均抓是動亂態(tài)過友程，期要保惹證所耕生產(chǎn)行的粉要料達臥到較獅好的含一致綿性是丟困難梯的、均不現(xiàn)捷實的岡。一翠般來流講，密可以半將一絮段時狂間(秩如一棟個工級作班割)生構產(chǎn)的猜粉料殿作為礎一個籌批次汽，進置行均良化(槳混合災)處燈理，摧并再斜陳腐蟲23浮天，商讓其宏水分樣充分揀均衡辭，就不可以羊保證鏡產(chǎn)品腎質量群相對伍穩(wěn)定燭。域(5姑)建飲立一肌個批妥量概珠念，甲實行債從泥閣漿到悉造粒桌后的寶粉料造全過帆程工潮藝控甘制，忽就一眉定能微制造叉出高顛質量蒸的陶球瓷制湯品。屢子3.橋討論開(1視)特脹瓷企敢業(yè)，罰除功補能陶騙瓷和另生產(chǎn)患批量黑較大聲的企臥業(yè)外遍，大攔多數(shù)第企業(yè)年沒有偷形成循規(guī)模壁化生討產(chǎn)。樂大量柳的特枝陶制姜品一滔張圖腎樣就塌是一止個品昂種，狐涉及雷到國匯民經(jīng)陣濟各夕行各圓業(yè)，也有些濟品種剖雖有補較大苗的量飯，但壇仍不損足以旬建立址專業(yè)肢生產(chǎn)研廠。司不能勁無論越大廠份小廠乎，均遠從粉耍料制刃備做愛起：幫不少蜻企業(yè)盲生產(chǎn)辜規(guī)模拿小，揚實行訴生產(chǎn)判全過邀程控持制是腳無法阻做到幫的，云甚至愿連原鑼材料蔽進廠農(nóng)都無捏法控邊制，另但這揪恰恰揮是陶即瓷生存產(chǎn)的咽關鍵優(yōu)所在流，它娘必然強導致突產(chǎn)品蜘質量表不穩(wěn)化定，化更談標不上差與國運際接養(yǎng)軌，隔進入拉國際寬市場凳。假窄如大掠多數(shù)致小型夏企業(yè)殘把精錄力放憤在制漏品成慣型和周燒結林過程諒中提界高過征程質蠟量，臂粉料豈由專薄業(yè)公臭司供騾應，裳粉料主質量澤由專溪業(yè)公太司保矩證，雨必將償有利鼓于提騾高產(chǎn)稿品質某量，禍有利串于產(chǎn)饞品出護口。地目前狼氧化協(xié)鋁陶狀瓷粉俱料中趁75旅~9析9瓷折料的世噴霧澆造粒踐料已吳有多末家公背司供銳應，握希望學這一農(nóng)范圍鉤能進疊一步偏擴大志：做慮到同聾一瓷柄種即啄使有夜不同欲性能眉要求望，粉勺體制沖造企后業(yè)也訂應能俱滿足朝，這底才能忠做到皮真正配專業(yè)拐化生臭產(chǎn)。吹對于失大量仇特種色陶瓷給制品或來說控，它于們對秋技術體要求土是有肥共性衣的，吼一般摧不存陷在配雕方保鑼密，極也不浸會阻慨礙專押業(yè)化候分工寒：只視有實航行了銳真正復的專揉業(yè)分靜工協(xié)草作，怎才能社把產(chǎn)溜品質映量搞脈上去侄，并奏且有逗利企脆業(yè)經(jīng)斧濟效狐益的引提高臟。使(2腎)當鉗前電藍真空紹用氧酒化鋁陜陶瓷別管殼梢，已踐從熱存壓鑄駁工藝搞向等租靜壓鬼工藝局過渡叨，這犯是可廁喜的干，但珍均采扶用濕攤式等病靜壓餐，雖蜂能保省證質若量，五但難繼于自顆動化費，工刺效低呈，手桶工繁仙重，達不利代于規(guī)價?；瘏s生產(chǎn)澤。從憤坯體剪結構幼講，丈實現(xiàn)溫單頭及半自趟動于掩袋式燕等靜轎壓是摩完全染有可攜能做毫到的古。實挺現(xiàn)加渠料、聰壓制頓過程遣自動惰化、付手工珍脫模模，并夾在等當靜壓碰機旁綁設置羊一臺狂磨削描機仿示形磨置削成搞型。眾生產(chǎn)應效率尾必將爸大幅蜻提高冒。當斬然干兆式等孕靜壓圣壓力惰遠低基于濕罰式等記靜壓禿。但條不會泡對瓷揪套性報能產(chǎn)寧生影妥響?？诳?3銷)特抓種陶路瓷生艙產(chǎn)在背我國減已具初相當顧規(guī)模遣，所猛以陶釀瓷輔稱助添光加劑子用量卡已十賤分可稱觀，缺現(xiàn)在架沒有吩一個民陶瓷莖專業(yè)遭輔料溪供應拴商?；蚱鋵嵠挛覈攴稚⑻靹?、咐水溶男性粘們合劑劑、水臨溶性辜有機駛物、睜表面內活性思劑等瞇輔料并的專還業(yè)生在產(chǎn)企悲業(yè)也與不少富，但屋分布蓋在化但工行但業(yè)，布他們倉對陶遙瓷專顆用添御加劑樣少有燭開發(fā)惡，若