一、陶瓷注漿成形工藝簡介

陶瓷成形工藝中,使用石膏模具的注漿成型是一種古老和傳統的陶瓷成型方法，應用極為廣泛。凡是形狀復雜、不規則的、壁薄的、體積大且尺寸要求不嚴的器物都可以用注漿法成型。包括一般日用陶瓷類的花瓶、湯碗、菜盤、茶壺，衛生潔具類的坐便器、洗面盆，各種形狀的工藝瓷器，還有相當一部分工業陶瓷、特種陶瓷產品等。這種成形方法,可以制得復雜形狀制品,可以生產出深浮雕、獨特曲線、薄壁變截面的制品。該種方法的優點還在于工藝流程較為簡單,生產成本較低。

微壓注漿原理圖

注漿過程就是石膏模具開口氣孔的小毛細管從陶瓷泥漿中吸收水的過程。在該過程中,于模具內面形成部分脫水的致密硬質塑性沉淀物層。使用這種成形工藝，泥漿的流動性能對注件的質量有很大影響。

二、陶瓷泥漿流動性概念及影響流動性的主要因素

1、泥漿的流動性

泥漿的流動性與相對粘度成反比,流動度(V) 與相對粘度(η) 的關系式為    V = 1/η。流動性好的泥漿,才能保證坯體的質量,防止坯體變形。當泥漿粘度過大時,流動性差,吃漿速度太快,泥漿流入模型內會造成坯體薄厚不均和漿面不平整,并在排漿時不能流凈,干燥時易產生坯裂等缺陷,給生產尤其是成形造成很大的困難。反之粘度過小,流動性太好,泥漿中的粗顆粒會產生沉淀,使坯體組織不均勻,干燥收縮不均,易開裂,另外吃漿速度減慢,半成品脫模晚,坯體板硬,加工性差,加工時很容易出現開裂現象。衛生瓷泥漿的相對粘度一般在4′30″～5′40″(用恩氏粘度計測定流出200ml 泥漿所需時間) 。

2、影響泥漿流動性的因素：

A、泥漿顆粒粒度分布

泥漿顆粒粒度分布是影響泥漿流動性、制品收縮、高溫液相量、產品吸水率的重要因素,它將會影響泥漿的懸浮性、滲透性以及坯體的抗折強度,注漿成形所要求的泥漿粒度分布比較嚴格。泥漿過細,吃漿時間延長,注漿后容易造成坯體軟塌;泥漿顆粒太粗,造成較多的半成品破損、抗折強度低、加工性能差。

泥漿的粒度分布如果不合理,吸漿時坯體容易產生分層,干燥、燒成時由于應力不同而產生開裂。衛生瓷泥漿較理想的顆粒級配為 < 5μm  37 %、< 10μm  54 %、< 20μm 21 %、< 63μm 96 %。

B、泥漿的原材料

要制得必要流動性的泥漿,所用原材料應符合一系列要求。特別是作為主要成分的高嶺土要保障吃漿強度。根據意大利標準,其于組成中的含量應能保障澆注干燥坯體具有3. 0～3. 2MPa 的強度。對高嶺土的要求極為苛刻,實質上就是要保障泥漿的流動性。

在制備泥漿時,水的質量起著重要的作用。根據美國標準(ASTM) ,所用水應符合如下要求:

A類—(Ca + Mg) < 38. 5mg/ L ,SO4 < 25mg/ L ,Cl <13mg/L ; 

B類—( Ca + Mg) < 43mg/ L , SO4 <102mg/L ,Cl < 18mg/ L。

C、添加劑

泥漿的流變性指流動性和觸變性,影響流變性的主要因素有:泥漿濃度、固相顆粒大小、電解質的加入、陳腐、有機物質和可溶性鹽類。電解質的類型和用量,對泥漿流動度影響至關重要。

D、泥漿的溫度

泥漿的溫度是影響其流動性的外界因素,對注漿泥料的性能及澆注操作有很大的影響。泥漿的溫度上升時,其粘度下降,流動性提高。因此提高泥漿溫度,可以增加石膏模型的吸水速度和泥漿的流動性。生產中溫度一般控制在28～32 ℃。

小結:泥漿是日用及衛生陶瓷生產的基礎,泥漿質量的好壞直接關系到半成品及成品的質量的好與壞。而泥漿質量好壞最重要的指標之一就是流動性，控制好流動性指標的三個重要環節是：1、泥漿顆粒粒度分布  2、泥漿原材料質量。 3、添加劑的使用。 4、泥漿溫度控制。為了控制好上述事關產品質量的重要指標，除了需要掌握工藝關鍵技術，也需要相關檢測控制設備支持。激光粒度儀、粘度計、色譜儀、加熱溫控系統等等都是常見設備。工欲善其事必先利其器，舍得在技術裝備上投入，必然會在產品質量、生產效率上獲得豐厚的回報。

(粉體圈 作者：敬之)