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            耐磨复合陶瓷管:陶瓷的注浆成型法

            文章发布日期:2019-07-26 22:40
            注浆成型是将陶瓷粉末分散在液态介质中制成悬浮液,使其具有良好的流动性,将此悬浮液注人一定形状的模具中,通过模具的吸水作用使悬浮液固化制成具有一定形状的生坯的成型方法。

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            . 注浆成型的工艺原理

            注浆成型是基于石膏模具能迅速吸收水分的特征.其成型过程的原理在理论上并不完全清楚,但一般认为注浆成型过程基本上分成以下几个阶段:

            ()阶段是从模具吸水开始到形成薄的一层为止。
            (2)第二阶段是在形成薄泥层后泥层逐渐增厚,直达到形成注件。
            (3)第三阶段是雏坯形成后一直到脱模,该阶段为收缩脱模阶段。

            泥浆注浆过程实质上是通过石膏模的毛细管吸力从泥浆中吸取水分因而在模壁上形成泥层。泥层的形成速率可以从以下几个方面来调节:

            ()泥浆的性质:对于泥浆来说.泥浆中的细颗粒的含量多,解胶完全则不利于泥层的快速形成。
            (2)可以通过控制模具的吸水能力来调整注浆成型的时间。
            (3)可以采用增大泥层两边的压力差来达到缩短成型时间的目的。

            (4)也可采用减小水的黏度或相对密度的方法来提高水的渗透率,从而缩短成型时间,生产中常用提高泥浆的温度的方法来缩短注浆成型的时间。

            2 . 注浆成型的工艺过程及应用

            ()注浆成型的工艺过程

            ①浆料的制备对于注浆成型而言,浆料的性能显得尤为重要。对浆料的性能有如下要求:

            a.流动性要妤也就说,浆料的黏度小,这有利于浆料能充满整个型腔的各个角落;

            b.稳定性要好浆料能长期保持稳定,不容易沉淀和分层;

            c . 触变性要小浆料注入一段时间后,其黏度变化不大,脱模后的坯体不会受轻微外力的影响而变软,有利于保持坯体的形状;

            d.含水量尽可能小 在保证流动性的条件下,含水量要尽可能地小,这可以减少成型时间和干燥收缩,从而减小坯体的变形和开裂;

            e.渗透性要好 浆料中的水分容易通过形成的坯层,能不断被模壁吸收,使泥层不断加厚;

            f.脱模性要好 形成的坯体容易从模具上脱离且不容易与模壁发生化学反应;

            g.浆料应尽可能地不含气泡 可以通过真空处理来达到此目的。

            ②浇注成型:将泥浆浇注到某一透气的、多毛细孑L的、所需坯体尺寸外形的模具中( 多数为石膏模),类似于过滤过程,同体材料在模具与泥浆的界面上富集,从而形成生坯。

            (2)注浆成型的应用
            注浆成型技术利用石膏模具的吸水性,将制得的陶瓷浆料注入多孔质模具,由模具的气孔把浆料中液体吸出,在模具中留下坯体。

            3. 注浆成型方法

            注浆成型方法分为基本注浆成型、加速注浆成型方法。基本注浆方法又分为空心注浆和实心注浆;加速注浆方法有真空注浆、压力注浆和离心注浆等类型。
            ()基本注浆方法

            ①空心注浆空心注浆又称为单面注浆,注浆时采用的石膏模具没有模芯。

            ②实心注浆实心注桨又叫双面注浆,所用的石膏模由外模和模芯两部分构成。

            (2)加速注浆方法

            ①真空注浆:真空注浆是一种常用的加速注浆方法,其原理是形成注浆模具内外的压力差,以加速石膏模的吸水能力,从而提高注浆成型的效率和质量。

            ②压力注浆:压力注浆也是形成注浆模具内外的压力差来增加注浆过程的推动力。

            ③离心注浆:离心注浆是在浆料注入模具的同时,模具做旋转运动。

            4 注浆成型的主要缺陷

            由于泥浆的性能、石膏模的性质、操作步骤等因素都会对注浆成型方法制备的制件质量产生影响,因此注浆成型后的坯体可能产生以下缺陷:

            ()开裂
            产生原因主要是由于收缩不均匀所产生的应力而引起的。其具体产生原因如下:

            ①石膏模各个部位的干湿程度不同,吸水量、吸水速率不同,导致生坯各部位的干湿程度不同、收缩不均匀,导致开裂。

            ②制件各部位的厚度不一致,厚薄交接处变化为突出,收缩不均,导致开裂。

            ③注浆时泥浆中断后再进行注浆容易形成含有空气的间层。

            ④泥浆的质量不好,陈放时间不够。

            ⑤石膏模过于或过湿。

            ⑥可塑黏土用量不足或过量。

            ⑦坯体在模具内存放时间过长。

            (2)坯体生成不良或生成缓慢
            其具体产生原因如下:

            ①电解质不足或过量,或者是泥浆中有促使杂质凝聚。

            ②泥浆含水量过高或石膏模的含水量过高并吸水过饱和。

            ③泥浆温度太低,通常泥浆的温度不低于0~200C。

            ④生产车间温度太低,一般来说生产车间好保持在22 0C左右。

            ⑤模具内气孔分布不均匀或气孔率过低。

            (3)坯体脱模困难
            其产生原因如下:

            ①在使用新的石膏模时没能很好地清除附着在其表面的油膜等。

            ②泥浆的含水量过高或者是模具太湿所致。

            ③泥浆中的可塑性黏土含量过多或者是含有不适当的解胶。

            (4)气泡与针孔
            其产生原因如下:

            ①石膏模具过干、过湿、过热或过旧。

            ②泥浆内含有气泡,未排除。

            ③注浆时加入浆料过急,把空气封闭在泥浆中。

            ④石膏模型内的浮尘没有清除,烧成时浮尘挥发成气泡,形成针孔。

            ⑤石膏模型设计不当,妨碍气体的排出。

            (5)泥缕
            其产生原因如下:

            ①泥浆的黏度过大、密度大,流动性不良。

            ②注浆操作不当,浇注时间过长,放浆过快,缺乏一定的斜度或回浆不净

            ③生产车间温度过高,泥浆在石膏模具内起一层皱庋,倒浆时没有去除。

            ④与制件的形状有关,坡度过大,曲折过多的模具影响浆料的流动。

            (6)变形
            该缺陷的产生主要是由于以下原因:

            ①石膏模具所含水分不均匀,脱模过早。

            ②泥浆的水分太多,使用电解质不恰当。

            ③制件、模具的设计不当,致使悬臂部分容易变形。

            (7)塌落
            该缺陷的产生主要是由于:

            ①泥浆中的颗粒过细,水分过多,温度过高,电解质过多。

            ②石膏模具过湿或者其内表面不净所致。
            5. 注浆成型的机械设备

            ()真空脱气设备
            浆料在制备、运输和储存过程中难免有气体混入,这些空气会影响注件的致密度和制件的机械强度、电性能等性能。
            (2)自动注浆设备
            目前,注浆成型已实现自动化,该生产线使用链条拽带的环形机械化注浆成型线。按注浆的生产过程,该成型设有自动注浆→吃浆→倒浆→余浆→干燥→脱模→合模→模型干燥→注浆等阶段。

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