干压成型
坯体成型方法
干压成型是指陶瓷生产中较常用的一种坯体成型方法。将粉料加少量粘合剂造粒,然后装入模具中,在压力机上加压,使粉粒在模具内相互靠近,并借内摩擦力牢固地结合,形成一定形状的坯体。感应加热表面热处理
简介
常规方法包括单向加压,双向加压(双向同时加压,双向分别加压),四向加压等。改进的干压成型有振动压制和磁场压制(适用于金属粉末)等。
干压成型的优点是生产效率高,人工少、废品率低,生产周期短,生产的制品密度大、强度高,适合大批量工业化生产;缺点是成型产品的形状有较大限制,模具造价高,坯体强度低,坯体内部致密性不一致,组织结构的均匀性相对较差等。在陶瓷生产领域以干压方法制造的产品主要有瓷砖、耐磨瓷衬瓷片、密封环等。
原理
干压成型是将粉料(含水分5%~8%)装入金属模具中,在力的作用下加以压缩(通常为单向加压),坯料内空隙中的气体部分排出,颗粒发生位移、逐步靠拢,互相紧密咬合,最终形成截面与模具截面相同、上下两面形状由模具上下压头决定的坯体。成型坯体内孑L隙尺寸显著变小,数量大大减少,密度显著提高,并具有了一定的强度。
当粉料为很细的瘠性粉料时,将对成型产生不利的影响:一是粉料流动性差和拱桥效应,影响对模腔的均匀填充;二是粉体越细、松装高度越大,压缩比越大,易使坯体密度不均匀;三是孔隙中气体较难排出,易因弹性后效作用使坯体产生层裂。故本实验采用加压造粒法,即将细粉与黏结剂混合后,在18~36MPa压力下压成大块,再弄碎、过筛,制成较粗的、流动性好的团粒。由于团粒与细粉相比尺寸显著增大、体积密度提高,流动性也显著改善。造粒常用的黏结剂有PVA(聚乙烯醇)、PEG(聚乙二醇)、CMC(羧甲基纤维素钠)等多种,要考虑到黏结剂后续还要烧掉,故应选择挥发性好、残留组分少的黏结剂(如PVA)为宜,用量一般为粉料质量的l%~3%。
对粉料的要求
①粉料具有较高的体积密度,以降低其压缩比。因为干压成型是将料填充在钢模型腔中压制成型的,模腔深度随压缩比的增大而增高,而模腔越深则越难压紧,影响产品质量。
②粉料流动性要好。良好的流动性可保证压制时颗粒间的内摩擦小,粉料能顺利地填满模型的各个角落。
③粉料要有合理的颗粒级配。从最紧密堆积原理出发,较好级配的颗粒,且细粉尽可能少,可以减少空气含量,并降低压缩比,提高流动性。
④在压力下易于粉碎,这样可形成致密坯体。
⑤水分要均匀,否则易使成型与干燥困难。
影响因素
影响干压成型性能的因素很多,除了粉体的性能外,主要是压制方式和压制制度以及润滑剂的使用。
(1)压制方式的影响。由于颗粒间内摩擦和颗粒与模壁的外摩擦会造成压力损失,单向加压容易在压坯高度方向和横截面上产生密度不均匀现象,尤其当压坯高径比值较大时更为明显。为此可采用双向加压或两次先后加压来减少这种现象。
(2)压制压力的影响。当压坯截面面积和形状一定时,在一定的范围内,压力增大有利于压坯密度的提高,但在接近密度的极限值时,再提高压制压力无助于密度进一步提高,且易出现层裂或损坏模具。对于结构陶瓷,压力在70~100MPa为宜。
(3)保压时间的影响。为使坯体内压力传递充分,有利于压坯中密度分布均匀,以及有利于更多气体沿缝隙排出,必须要有足够的保压时间。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 18:41
目录
概述
简介
原理
参考资料