注漿成型過程

注漿成型過程空心注漿

空心注漿是將泥漿注入模型，待泥漿在模型中停留一段時間形成所需的注件后，倒出多余的泥漿而形成空心注件的注漿方法?？招淖{利用石膏模型單面吸漿，所以也稱單面注漿。模型工作面的形狀決定坯件的外形，坯體厚度取決于泥漿在模型中的停留時間。一般適用于澆注壺、罐、瓶等空心器皿及藝術(shù)陶瓷制品。圖1為空心注漿花瓶的操作示意圖。

空心注漿用的泥漿，其密度一般都比實(shí)心注漿時要小些，為1.65~1.8g/cm³。泥漿的穩(wěn)定性要求高，含水率在31%~34%，觸變性不宜過高，細(xì)度較細(xì)，萬孔篩篩余量為0.50~1%。在注漿操作時，首先應(yīng)將模型工作面清掃干凈，不得留有干泥或灰塵。裝配好的模型如有較大縫隙，應(yīng)用軟泥將合縫處的縫隙堵死，以免漏漿。模型的含水率應(yīng)保持在5%左右。適當(dāng)加熱模型可以加快水分的擴(kuò)散，對吸漿有利，但有一個限度，否則適得其反。進(jìn)漿時，澆注速度和泥漿壓力不宜過大，以免注件表面產(chǎn)生缺陷，并應(yīng)使模型中的空氣隨泥漿的注入而排走，適合脫模的坯體含水率由實(shí)際情況來定，一般在18%左右。

注漿成型過程實(shí)心注漿

實(shí)心注漿是泥漿注入兩石膏模面之間（模型與模芯）的空穴中，泥漿被模型與模芯的工作面吸水，由于泥漿中水分不斷被吸收而形成坯泥，注入的泥漿面就會不斷下降，因此注漿時必須陸續(xù)補(bǔ)充泥漿，直到空穴中的泥漿全部變?yōu)榕骷橹?。顯然坯體厚度由模型與模芯之間的距離來決定，因此，它沒有多余的余漿被倒出，如圖2所示。

實(shí)心注漿所用的泥漿相對密度較高，觸變性較大，細(xì)度可稍粗，萬孔篩篩余量1%~2%，與空心注漿所用泥漿的具體性能比較見圖3。

實(shí)心注漿可以縮短坯體的形成過程，制品的壁厚也可以得到控制，更可以制造兩面有花紋及尺寸大而外形比較復(fù)雜的制品。但是，實(shí)心注漿的模型比較復(fù)雜，而且與空心注漿一樣，注件的均勻性并不理想，遠(yuǎn)離模面處致密度小。實(shí)心注漿操作時，為了得到致密的坯體，當(dāng)泥漿注入模型后，必須振蕩幾下，使泥漿填充模型空穴各處，同時也有利于氣泡的逸出。另外，必須預(yù)留排出空氣的通路。

1、泥漿顆粒度

注漿漿料的固體顆粒度對成型性能影響較大，應(yīng)根據(jù)不同的制品、不同的操作方法和不同的配料而異。對于大而厚的制品，要求漿料的顆粒較粗。這是因?yàn)轭w粒過細(xì)時脫水的初期進(jìn)行得特別迅速，在吸力的作用下最接近模腔壁的一層注件變得十分密實(shí)而難透過水分，隨之會出現(xiàn)注成速度很慢和不易達(dá)到所要求的注件厚度，同時干燥時水分不易透過外層排出，使最外一層逐漸干燥而收縮。再加上注件內(nèi)外層密實(shí)度的差異和含水量的差異，注件易發(fā)生變形和開裂。

對于小而薄的日用瓷制品，要求漿料的顆粒度要小，以利于獲得均勻致密的注件。對于注漿用的漿料，除了要考慮顆粒的粗細(xì)，有時還應(yīng)考慮顆粒的分布，因?yàn)轭w粒的分散度影響著漿料的黏度和觸變性。

2、分散介質(zhì)

制備漿料所使用的分散介質(zhì)一般應(yīng)以經(jīng)濟(jì)、不腐蝕原料和石膏模、穩(wěn)定、揮發(fā)性小、黏度低、有溶解電解質(zhì)能力的介質(zhì)為最好。最常使用的分散介質(zhì)為水，但水的性質(zhì)同樣會影響漿料的穩(wěn)定性，所以必須經(jīng)常分析和注意水質(zhì)的變化，必要時在使用前應(yīng)經(jīng)過處理。如水中含有硫酸鹽或其他可溶性鹽類，會給漿料帶來顯著的不良影響。一般要求可溶性鹽類的含量越少越好，水的硬度越低越好。如果條件允許，在生產(chǎn)中可以采用蒸餾水或煮沸的水（已排除空氣和除去部分可溶性鹽類）來配制漿料，這樣既可以降低漿料蓋中水的含量和電解質(zhì)的加入量以及穩(wěn)定漿料的質(zhì)量，還有助于提高注件的強(qiáng)度。

漿料含水量的控制以獲得所需要的流動性為準(zhǔn)，而且通過加入適當(dāng)?shù)南♂寗┙o以調(diào)節(jié)。一般含水量在30%~35%。生產(chǎn)中習(xí)慣用漿料的密度來控制含水量，傳統(tǒng)陶瓷泥漿的密度大約為1.7g/cm³。采用能起水化作用的原料時，如MgO或CaO進(jìn)行注漿，應(yīng)用無水酒精作為分散介質(zhì)。熱壓注成型的漿料常采用石蠟作為分散介質(zhì)。鎂橄欖石泥料和堇青石泥料則用Mg(OH)₂和不含CO₂的水作為分散介質(zhì)。

3、泥漿的密度

密度的變化對流動性有較大的影響，漿料的密度越大，含水量就越小，則流動性越差。實(shí)際生產(chǎn)中，為了提高石膏模的利用率，希望漿料中含水量少一點(diǎn)為好，但必須保證漿料有良好的流動性和符合要求的黏度。同時，漿料含水量少還可縮短注漿時間和干燥時間。

此外，對于不同種類的注漿方式，如空心注漿和實(shí)心注漿，泥漿的密度也有一定差別，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。 2100433B

注漿成型過程吸漿成坯階段

在這一階段，由于石膏模的吸水作用，先在靠近模型的工作面上形成一薄泥層，隨后泥層逐漸增厚達(dá)到所要求的坯體厚度。在此過程的開始階段，成型動力是模型的毛細(xì)管力作用，靠近模壁的水、溶于水的溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)及小于微米的坯料顆粒被吸入模內(nèi)的毛細(xì)管中。由于水分被吸走，使泥漿顆粒相互靠近，依靠模型對顆粒、顆粒對顆粒的范德華吸附力而貼近模壁，形成最初的薄泥層。

另外，在澆注的最初階段，石膏模中的Ca² 與泥漿中的Na 進(jìn)行交換，也促進(jìn)了泥漿凝固成泥層。在薄泥層形成后的成型過程中，成型動力除模型的毛細(xì)管力外，還有泥漿中的水通過薄泥層向模內(nèi)擴(kuò)散的作用。其擴(kuò)散動力為泥層兩邊水分的濃度差和壓力差。此時泥層好像一個濾網(wǎng)。隨著泥層的增厚，水分?jǐn)U散阻力逐漸增大。當(dāng)泥層增厚到預(yù)定的坯厚時，即倒出余漿。

注漿成型過程鞏固脫模階段

雛坯成型以后，并不能立即脫模，而必須在模內(nèi)繼續(xù)放置，使坯體水分進(jìn)一步降低。通常將這一過程稱作鞏固脫模階段。在這一過程中，由于模型繼續(xù)吸水及坯體表面水分蒸發(fā)，坯體水分不斷減少，并伴有一定的干燥收縮。當(dāng)水分降低到某一點(diǎn)時，坯體內(nèi)水分減少的速度會急劇變小。此時由于坯體的收縮并且有了一定強(qiáng)度，便可進(jìn)行脫模操作了。

注漿成型的方式有空心澆注、實(shí)心澆注、壓力澆注、離心澆注、真空澆注等，其中空心澆注是最主要的澆注方式。

（1）空心澆注

空心澆注的特點(diǎn)是石膏模不帶任何型芯，所以又稱單面澆注或單面吸漿。泥漿注入石膏模型后，在模腔內(nèi)壁形成坯體的外形。當(dāng)干涸層達(dá)到一定厚度時，將多余的泥漿倒出，就形成坯體的內(nèi)壁。用這種方式成型的坯體。其內(nèi)外幾何形狀基本上是一致的。這種澆注方式適用于薄壁中空制品，如熱電偶套管、坩堝、球磨罐等。

（2）實(shí)心澆注

壁厚大件或外形復(fù)雜的制品采用實(shí)心澆注方式，其特點(diǎn)是在石膏模腔內(nèi)放置一個或幾個型芯，以形成注件的內(nèi)表面、所以又稱為雙面澆注或雙面吸漿。泥漿倒入模型后，型芯和型腔兩石膏壁同時吸漿，以縮短吸漿時間、決定注件形狀。

（3）壓力澆注、離心澆注、真空澆注

壓力澆注、真空澆注和離心澆注均使用與上述澆注相同的方式，但增加加壓、真空和離心設(shè)備，目的是減少泥漿中的空氣，以提高注件的致密度和光潔度 。

中文名稱

壓力注漿成型

英文名稱

pressure slip casting

定　　義

對泥漿施加壓力的注漿成型。

應(yīng)用學(xué)科

材料科學(xué)技術(shù)（一級學(xué)科），無機(jī)非金屬材料（二級學(xué)科），陶瓷（三級學(xué)科），陶瓷材料工藝（四級學(xué)科）

真空注漿成型 又稱減壓注漿成型。在注漿模外加金屬夾套與真空系統(tǒng)管路相連接以降低模外的壓力，有利于泥漿水分快速排出。采用真空注漿可縮短注漿周期，減少坯體內(nèi)氣孔，提高坯體致密度和強(qiáng)度。 2100433B