第二章 特种陶瓷成型方法

第五节 带式成型法
带式成型法分为流延法 薄片挤压法。 带式成型法分为流延法和薄片挤压法。一般 流延法和 用于制备厚度＜ 的坯片。 用于制备厚度＜ 80m的坯片。 的坯片
流延法成型
1、工艺过程
2、料浆要求
坯料的粒度要细、 坯料的粒度要细、粒形圆润 要求合适的颗粒级配 料浆不能有气泡
3、优缺点
优点：生产光洁度好的超薄型制品， 优点：生产光洁度好的超薄型制品，成型设备不复 杂，工艺稳定，可实现生产自动化，生产效率高。 工艺稳定，可实现生产自动化，生产效率高。 缺点：收缩率高达 缺点：收缩率高达20%
第二节 注浆法成形
一、石膏模注浆成型
1、石膏模注浆成型工艺
泥浆
流动性好、稳定性好、 流动性好、稳定性好、 触变性小、含水量少、 触变性小、含水量少、 细度合适、渗透性好、 细度合适、渗透性好、 脱模性好、 脱模性好、气泡少
2、石膏模注浆成型方法
1）普通注浆成型：空心注浆成型和实心注浆成型 普通注浆成型： 2）强化注浆成型：压力注浆、真空注浆、离心注浆等 强化注浆成型：压力注浆、真空注浆、
五、造粒
造粒：在很细的粉料中加入一定塑化剂，制成粒 造粒：在很细的粉料中加入一定塑化剂， 度较粗，具有一定假颗粒度级配、 度较粗，具有一定假颗粒度级配、流动性好的混 合料。 合料。 一般造粒法 加压造粒法 造粒方法 喷雾造粒法 冻结造粒法
一般造粒法
原理：将坯料中加入适当的塑化剂，经混合过筛， 原理：将坯料中加入适当的塑化剂，经混合过筛，得到 一定大小的团粒。 一定大小的团粒。
第二章 特种陶瓷成形方法
第一节
一 、配料计算
配料计算与制备
混合料配方的计算的两种方法： 混合料配方的计算的两种方法： 1）根据已知的化学计量式的配料计算；(P39） ）根据已知的化学计量式的配料计算； ）
方法： 方法：通过化学分子式计算出各原料的质量百分 组成
2）根据坯料预定化学组成进行坯料计算 。（P41) ）
冷冻干燥法
原理：将金属盐水溶液喷雾到低温有机液体中， 原理：将金属盐水溶液喷雾到低温有机液体中，液体立 即冻结， 使冻结物在低温减压条件厂升华， 即冻结 ， 使冻结物在低温减压条件厂升华 ， 脱水后进行 热分解，从而获得所需要的成型粉料。 热分解，从而获得所需要的成型粉料。
六、 瘠性物料的悬浮
特种陶瓷的料浆悬浮的方法分为两类 特种陶瓷的料浆悬浮的方法分为两类 ： 1）控制料浆的PH值 控制料浆的PH值 可以通过控制料浆的PH值 获得悬浮泥浆。 可以通过控制料浆的 值 ，获得悬浮泥浆。 适用于不溶于酸、易水解的物料。 适用于不溶于酸、易水解的物料。 2）通过有机表面活性物质的吸附 与酸起反应的瘠性物料可以通过有机表面活性 物质的吸附， 物质的吸附，获得悬浮泥浆 。
四、 塑 化
塑化： 塑化：
利用塑化剂使原来无塑性的坯料具有可塑性 的过程。 的过程。
塑化剂：指使坯料具有可塑性能力的物质。 塑化剂：指使坯料具有可塑性能力的物质。
1）无机塑化剂：粘土等（用于传统陶瓷） 无机塑化剂：粘土等（用于传统陶瓷） 2）有机塑化剂： 有机塑化剂： 粘结剂（如聚乙烯醇） 粘结剂（如聚乙烯醇） 有机塑化剂 增塑剂（如甘油） 增塑剂（如甘油） 溶剂 （如无水乙醇） 如无水乙醇）
塑化剂选用和加入的原则
1）在保证坯料一定可塑性的条件下，尽可能减 ）在保证坯料一定可塑性的条件下， 少塑化剂的用量。 少塑化剂的用量。 2）选用塑化剂时，需考虑塑化剂在烧结时排除 ）选用塑化剂时，需考虑塑化剂在烧结时排除 的难易和排除温度等因素。 的难易和排除温度等因素。 等因素 3）成型方法、坯料性质、制品的性能要求，以 ）成型方法、坯料性质、制品的性能要求， 及塑化剂的性能、价格及其对制品性能的影响； 及塑化剂的性能、价格及其对制品性能的影响；
加压造粒
原理：将坯料加入塑化剂， 原理：将坯料加入塑化剂，搅拌混合均匀后经预压成块 然后破碎过筛而成团粒。 ，然后破碎过筛而成团粒。
喷雾干燥造粒法
原理：将混合有适量塑化剂的粉料制成料浆(一般用水) 原理：将混合有适量塑化剂的粉料制成料浆(一般用水) 再用喷雾器喷入造粒塔进行雾化、干燥。 ，再用喷雾器喷入造粒塔进行雾化、干燥。
二、热压铸成型
这种成型方法借鉴了金属压铸成型的工艺思路， 这种成型方法借鉴了金属压铸成型的工艺思路， 利用石蜡的高温流变特性，对陶瓷石蜡流体进行压力 利用石蜡的高温流变特性， 下的铸造成形。 下的铸造成形。
1、成型工艺
蜡浆制备 热压铸机成型 高温排蜡
1）石蜡料浆的制备
（万孔筛余2-3%，含水 万孔筛余 ，含水≤0.2%） ） 粉料 （0.4～0.7%） ～ ） 表面活性物质 具有良好的稳定 可铸性； 性、可铸性；合 适的收缩率
加热 （70～80℃） ～ ℃
真空脱气
蜡浆
（12～16%）石蜡 ～ ）
2）热压铸机
在压缩空气作用下充型，保压冷却，脱模。 在压缩空气作用下充型，保压冷却，脱模。
铸 浆 压 力 ： 0.3 ～ 0.5MPa 蜡浆温度： ～ ℃ 蜡浆温度：65～75℃ 模具温度： ～ ℃ 模具温度：15～30℃
热 压 铸 机 构 造 示 意 图
混料的两种基本形式： 混料的两种基本形式：
1）干混 ） 2）湿混 ）
混料时应注意的问题： 混料时应注意的问题：
1）加料的次序 （用量多的两头加，用量少的中间加） ） 用量多的两头加，用量少的中间加） 2）加料的方法 ） 3）湿法混合时的分层 （烘干后，再混合，然后过筛） ） 烘干后，再混合，然后过筛） 4）设备专用 ）
轧膜成型原理图
轧膜成型的工艺流程
陶瓷粉料
增塑剂 水
混合， 混合，搅拌
粗轧
精轧
冲片
特点
适合生产1mm～0.05mm的薄片制品；工艺简单、 ～ 的薄片制品； 适合生产 的薄片制品 工艺简单、 生产效率高、膜片厚度均匀；制品横向收缩大， 生产效率高、膜片厚度均匀；制品横向收缩大，易出现 变形和开裂 。
第四节
第三节 可塑法成型
一、挤压成型 原理 将具有可塑性的泥 通过挤机嘴成形。 料，通过挤机嘴成形。 优缺点
污染小， 污染小，操作易于自动 可连续生产，效率高； 化，可连续生产，效率高； 坯体收缩大， 坯体收缩大，机嘴加工 精度高。 精度高。棒和管材的挤压成型二、轧膜成型原理
将坯料拌以一定量的有机粘结剂和溶剂， 将坯料拌以一定量的有机粘结剂和溶剂，通过粗 轧和精轧成膜片后，经冲切工序制成所需的坯件。 轧和精轧成膜片后，经冲切工序制成所需的坯件。
1、湿式冷等静压成型工艺
设备：湿式冷等静压机；液体介质： 油或甘油； 设备：湿式冷等静压机；液体介质：水、油或甘油； 弹性模具：弹性好、抗油性好的橡胶或塑料。 弹性模具：弹性好、抗油性好的橡胶或塑料。
放入容器之前要将柔性袋中的气体排出！ 放入容器之前要将柔性袋中的气体排出！
2、热等静压成型
设备：热等静压成型机； 设备：热等静压成型机； 气体介质：氦气、氩气； 气体介质：氦气、氩气； 金属箔 一般100～300MPa气压，温度可达2000℃ 一般100～300MPa气压，温度可达2000℃ 100 气压 ，实现成型和烧结。 实现成型和烧结。 成型和烧结
3）高温排蜡
将坯体埋入疏松、惰性的保护粉料之中，升高温 将坯体埋入疏松、惰性的保护粉料之中， 度，使石蜡挥发、燃烧完全，坯体发生部分烧结而 使石蜡挥发、燃烧完全， 具有一定强度的过程。 具有一定强度的过程。 一般排蜡温度为900~1100℃左右， 60～100℃ 一般排蜡温度为900~1100℃左右，在60～100℃有 一定的恒温时间。 一定的恒温时间。 吸附剂：煅烧Al 煅烧MgO、 吸附剂：煅烧Al2O3、煅烧MgO、SiO2等
三、等静压成形
利用液体介质的不可压缩性和均匀传递压力性， 利用液体介质的不可压缩性和均匀传递压力性， 从各个方向进行加压，获得制品的成型方法。 从各个方向进行加压，获得制品的成型方法。 热等静压成型（ 热等静压成型（HIP） ）
等静压成形
冷等静压成型（ 冷等静压成型（CIP） ）
湿式冷等静压
干式冷等静压
二、配料制备
1、由化学计量式求各种原料有多少摩尔Xi 、由化学计量式求各种原料有多少摩尔 2、根据分子式求各种原料的摩尔量Mi 、根据分子式求各种原料的摩尔量 3、计算各种纯原料的质量mi＝MiXi 、计算各种纯原料的质量 4、将各种原料的质量换算为百分比Ai 、将各种原料的质量换算为百分比
三、混 料
压制成型
压制成型是将坯料加入到模具中， 压制成型是将坯料加入到模具中，在压机上压 成一定形状的坯体的方法。 成一定形状的坯体的方法。
一、坯料性能要求
颗粒大小及分布 流动性 容重 压缩比 结合性
二、干压成型
将粉料加少量结合剂，造粒，将造粒后的粉料 将粉料加少量结合剂，造粒， 填充到金属模具中，施加压力， 填充到金属模具中，施加压力，使之成为具有一定 形状和强度的坯体。 形状和强度的坯体。
生产过程简单，致密度高，制品尺寸精确，表面质 生产过程简单，致密度高，制品尺寸精确， 量高，设备机械化、自动化程度高，可以实现连续化生 量高，设备机械化、自动化程度高， 产。
局限性： 局限性：
对于制品形状复杂的制品难于成型，模具磨损大； 对于制品形状复杂的制品难于成型，模具磨损大； 压力分布不均，致密度不均。 压力分布不均，致密度不均。
手动压制
1、加压方式和压力分布
普通压制成型不能用于成型高而细的产品 适合压制高度为0.3～ 适合压制高度为 ～60mm，直径为 ～50mm形状简单的制品 ，直径为5～ 形状简单的制品
2、加压速度和保压时间
加压过快，保压时间过短，气体不易排出； 加压过快，保压时间过短，气体不易排出； 加压慢，保压时间过长，生产效率低； 加压慢，保压时间过长，生产效率低； 优点： 优点：