陶瓷成型:滚压成形的5种工艺控制要求

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1、对泥料的要求滚压成型对泥料的要求主要是可塑性和水份。由于成型时泥料受到压延力的作用,要求泥料具有适宜的可塑性,一般要求水份少一些。如可塑性太低,加上水份少,则压时易开裂,生坯破损多。若可塑性过强,水份又多,则滚压时易粘滚头,坯体易变形。实践证明,因泥料受压较大又较均匀,不象旋压成型主要受剪切力作用,所以泥料的可塑性不必过分强调,一般以调整含水量来调节泥料的可塑性。

陶瓷成型:滚压成形的5种工艺控制要求

1、对泥料的要求

滚压成型对泥料的要求主要是可塑性和水份。由于成型时泥料受到压延力的作用,要求泥料具有适宜的可塑性,一般要求水份少一些。如可塑性太低,加上水份少,则压时易开裂,生坯破损多。若可塑性过强,水份又多,则滚压时易粘滚头,坯体易变形。实践证明,因泥料受压较大又较均匀,不象旋压成型主要受剪切力作用,所以泥料的可塑性不必过分强调,一般以调整含水量来调节泥料的可塑性。

但应指出,滚压成型对泥料的要求与采用的方法和产品的大小直接有关。一般来说,阳模滚压时因泥料在模型的外表面,泥料水份宜低才不致甩离模型,同时要求泥料的延展性好,所以常希望泥料的可塑性好,水份较少。而阴模滚压时,泥料的水份可以稍多些,可塑性低些。如采用冷滚,泥料水份宜少些,可塑性要求好些。若采用热滚,则对泥料的可塑和水份要求的范围可适当放宽。成型小件制品,泥料的水份可适当增高,而成型大件制品,泥料的水份应少些。此外,泥料的水份还要适应滚头的转速,滚头转速慢,泥料水份可多些。滚头转速快,则泥料的水份不官过多,否则易粘滚头,甚至飞泥。

基于上述情况,通常滚压成型的泥料水份,一般控制在22—25%之间。

2、滚压过程的控制

滚压成型时,从滚头开始压泥到脱离坯体的过程,尽管时间很短,但还是分阶段进行的。在各个阶段,滚压运转的要求也不相同。滚头下降开始接触泥料时,动作要轻,压泥速度要适宜。如动作太重或速度过快就会压坏模型。对于成型大而深的制品,为便于布泥和缓冲压泥速度,最好采取预压泥饼,也可让滚头下压时其倾角由小到大形成摆头式压泥。若下压速度太慢,则易引起泥料粘滚头。当滚头将泥料压至要求的厚度,余泥不断排出时,为使坯体表面光滑,要求滚头的动作要重而平稳,受压时间亦要适当,从而使坯体致密。最后,滚头宜缓慢轻巧地抬离坯体,若离坯太快,容易出现泥线或鱼尾缺陷。

滚压操作的全过程是由成型机的凸轮来控制,各阶段的时间分配和压力的大小是设计凸轮的主要依据。据测定,各厂滚压成型每件制品的受压时间一般为2—3秒。

3、转速和转速比的控制

主轴(模型轴)和滚头的各自转速,以及两者的速比,直接关系到制品的数量和质量般来说,主轴转速快,可以提高产量,但要便于模型固定的操作,尤对阳模滚压,主轴转速不宜太快,否则易引起泥片脱离模型,或坏体边缘发生折口,底部出现花纹等缺陷。而阴模滚压,其主轴转速可比阳模滚压适当快些(指同一制品),过慢则易粘滚头。无论阳模或阴模滚压,制品的口径愈大,滚头和主轴的转速均宜慢些,反之,则相应加快。

主轴转速和滚头转速之比例(转速比),对坯体的质量有明显的影响。实质上它反映了成型时泥料与滚头相对运动的状况。当泥料上的某点以及它和滚头接触的一点,二者的线速度相等时,则泥料与滚头作纯碎的相对滚动。若二者的线速度有差别时,既有滚动,又有相对滑动。具体来说,当转速比为1:1时,属于纯碎滚动,当转速比为1:>1或1:<1时。则既有滚动又有滑动。

从理论上讲,纯滚动时,泥料均匀展开,颗粒之间不会引起互相牵制的应力,有利于克服制品的变形,但易出现滚头的痕迹。由于坯体形状的关系,各部位不可能全处于滚动状态。若滚头与泥料有相对滑动,则因不同部位泥料展开的速度不同,会引起内部应力而出现变形,但坯体表面会光滑一些。因此,要求以滚动为主,滑动为辅是比较理想的。故一者的线速度,既要有差别,又不宜过大,以利于成型时泥料展开均匀,又可以使坯体表面光滑。但滑动速度以多大为宜?要视其滚压的方法(阳模或阴模、冷滚与热滚)、坯体的形状和尺寸、滚头的材料、坯泥的性能等诸因素而异,具体的转速比应通过反复试验来选定。

从各厂生产的情况来看,阴模滚压成型主轴与滚头的转速比一般在1:0.56以上,阳模滚压的转速比则为1:0.65—0.9。从上述经验数据可知,阳模滚压时滚动成份超过了阴模滚压的滚动成份。

日本有专利提出“变速滚压成型法”,即把滚压过程分为三个阶段。第一阶段滚头转速相等;第二阶段改变滚头转速,可大于或小于模型转速;第三阶段又使滚头转速与模型转速相近。这个方法实际上认为第一和第三阶段应以滚动为主,第二阶段(即在布泥完毕,至泥料厚度比粗坯规格的厚度约大10%时止)应增加滑动的成分,以利于坯体“赶光”。采取此法成型能否显著提高制品的质量,还有待实践中考察。

4、热滚头的温度控制

采用热滚压成型时,滚头与坯泥之间产生的蒸汽膜,主要取决于滚头的加热温度,但与泥料的可塑性和相对水份也有密切关系。一般来说,温度低于90℃时,蒸汽膜薄,滚头与坯泥不易分离若温度过高超过130℃时,泥料表面因加热过快而易变于,易引起坯体表面出现酥点。因此滚头的温度一般宜控制在100—120℃之间。

5、对石膏模型的要求

由于滚压成型的压力比旋压成型大,易引起石膏模损坏。为延长模型的使用寿命,可采取如下措施:

(1)用α—型石膏和β一型石膏混合制模,适当调整石膏与水的比例,或在介质(水)中配入少量的硼砂、鞣型减水剂等,以提高模型的机械强度。

(2)增加模型底部和边部的厚度。

(3)将模型的重心降低,以防模型甩出。

(4)模型与模座的衔口要吻合,使模型平稳地固定在模座上。(作者:东方玺,来源:瓷博士,图来源:网络)

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