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1、会计学1无机非金属材料工艺原理配合料的制备与无机非金属材料工艺原理配合料的制备与加工加工vv 破碎破碎vv 粉磨粉磨vv 水泥生料的粉磨水泥生料的粉磨vv 陶瓷坯料的制备陶瓷坯料的制备vv 超微粉合成超微粉合成第1页/共135页一、一、破碎破碎定义：定义：破碎是对块状固体物料施用机械方法，破碎是对块状固体物料施用机械方法，使之克服内聚力，分裂为若干碎块的作使之克服内聚力，分裂为若干碎块的作 业过程。业过程。作用：减小块状物料的粒度，以便后续粉磨。粒度直接影响生产控制和产品质量。第2页/共135页二、二、粉磨粉磨 物料的粉磨作业是在外力作用下，通过冲击、挤压、物料的粉磨作业是在外力作用下，通过冲
2、击、挤压、研磨等克服物体变形时的应力与质点之间的内聚力，使块研磨等克服物体变形时的应力与质点之间的内聚力，使块状物料变成细粉的过程。状物料变成细粉的过程。1.1.粉磨工艺粉磨工艺2.2.影响粉磨效率的因素影响粉磨效率的因素第3页/共135页配分级设备，出磨物料须经分级设备分选，合格细粉为产品，粗粉返回磨内重磨。配分级设备，出磨物料须经分级设备分选，合格细粉为产品，粗粉返回磨内重磨。1.1.粉磨工艺粉磨工艺(1)(1)常用的粉磨设备常用的粉磨设备球迷机、无介质磨、辊式磨、辊压机、振动磨、球迷机、无介质磨、辊式磨、辊压机、振动磨、搅拌磨、冲击磨等。搅拌磨、冲击磨等。(2)粉磨方式与工艺干磨干磨湿磨
3、湿磨开路系统开路系统闭路系统闭路系统粉磨方式粉磨方式工艺流程工艺流程无分级设备，物料从磨机中出来即为产品。无分级设备，物料从磨机中出来即为产品。第4页/共135页2.2.影响粉磨效率的因素影响粉磨效率的因素（1 1）粉磨物料的性质）粉磨物料的性质（2 2）助磨剂）助磨剂（3 3）粉磨产品细度）粉磨产品细度（4 4）设备和流程）设备和流程（5 5）研磨体）研磨体（6 6）干法磨机通风）干法磨机通风（7 7）干法磨水冷却）干法磨水冷却（8 8）磨机的操作）磨机的操作第5页/共135页（1 1）粉磨物料的性质）粉磨物料的性质vv 入磨物料粒度入磨物料粒度vv 易磨性易磨性vv 温度温度vv 水分水分
4、（2 2）助磨剂）助磨剂消除细粉粘附和聚集现象消除细粉粘附和聚集现象（3 3）粉磨产品粒度）粉磨产品粒度产品要求越细，磨机产量越低产品要求越细，磨机产量越低第6页/共135页（4 4）设备和流程）设备和流程（5 5）研磨体）研磨体（6 6）干法磨机通风）干法磨机通风（7 7）干法磨水冷却）干法磨水冷却（8 8）磨机的操作）磨机的操作设备规格越大产量越高；流程则以闭路流程为佳。设备规格越大产量越高；流程则以闭路流程为佳。研磨体形状、大小、装填量、级配、补充等研磨体形状、大小、装填量、级配、补充等磨内通风可冷却磨内物料，改善易磨性。磨内通风可冷却磨内物料，改善易磨性。磨内雾化喷水，可有效带出磨内热
5、量，消除静电凝聚。喂料量适当且均衡稳定第7页/共135页三、三、水泥生料的粉磨水泥生料的粉磨1.1.生料细度生料细度生料磨得愈细，比表面积愈大生料在窑内的反应生料磨得愈细，比表面积愈大生料在窑内的反应速度愈快，愈有利于游离氧化钙的吸收。速度愈快，愈有利于游离氧化钙的吸收。细度表示方法：通常以筛析法用细度表示方法：通常以筛析法用200m200m和和80m80m方孔方孔 筛的筛余来表示生料的细度。筛的筛余来表示生料的细度。普通硅酸盐水泥生料，其细度可控制如下：普通硅酸盐水泥生料，其细度可控制如下：vv 200m 200m筛余筛余1.01.5%1.01.5%vv 80m 80m筛余则控制在筛余则控制
6、在1016%1016%以下以下第8页/共135页2.2.生料粉磨系统生料粉磨系统湿法生料粉磨系统通常采用中长磨或棒球磨，可以组成湿法生料粉磨系统通常采用中长磨或棒球磨，可以组成 开路或闭路生产。开路或闭路生产。干法生料粉磨系统需对含有水分的原料进行烘干。干法生料粉磨系统需对含有水分的原料进行烘干。物料是经过单独烘干设备烘干后物料是经过单独烘干设备烘干后 入磨的，因而粉磨系统可以组成开路入磨的，因而粉磨系统可以组成开路 或闭路生产。或闭路生产。烘干兼粉磨系统烘干兼粉磨系统将烘干和粉磨两者结合在一起，同时在将烘干和粉磨两者结合在一起，同时在 磨机内完成。磨机内完成。第9页/共135页生料粉磨系统按
7、粉磨设备不同可以分为三类：生料粉磨系统按粉磨设备不同可以分为三类：钢磨球系统钢磨球系统立式磨系统立式磨系统气落磨系统气落磨系统开路磨机开路磨机风扫磨风扫磨提升循环磨提升循环磨预破碎兼烘干的粉磨预破碎兼烘干的粉磨第10页/共135页四、四、陶瓷坯料的制备陶瓷坯料的制备 将陶瓷原料经过配料和加工后，得到的具有将陶瓷原料经过配料和加工后，得到的具有成型成型性能的性能的多组分混合物称为坯料。多组分混合物称为坯料。根据成型方法的不同，坯料通常可分为三类：根据成型方法的不同，坯料通常可分为三类：vv注浆坯料注浆坯料：其含水率为其含水率为28283535，如生产卫生陶瓷用的泥浆。，如生产卫生陶瓷用的泥浆。v
8、v可塑坯料可塑坯料：其含水率其含水率18182525。如生产日用陶瓷用的泥团。如生产日用陶瓷用的泥团(饼饼)。vv压制坯料压制坯料：含水率为含水率为3 377，称为干压坯料；含水率为，称为干压坯料；含水率为8 8 15 15，称为半干压坯料，如生产建筑陶瓷用的粉料。，称为半干压坯料，如生产建筑陶瓷用的粉料。第11页/共135页空心注浆花瓶的过程示意图空心注浆花瓶的过程示意图第12页/共135页可塑成型可塑成型 第13页/共135页第14页/共135页1.1.对坯料的质量要求对坯料的质量要求对各种坯料的基本质量要求如下：对各种坯料的基本质量要求如下：vv 配料比较准确配料比较准确vv 组分均匀组
9、分均匀vv 粒度合理粒度合理vv 所含空气量较少所含空气量较少各坯料具体要求各坯料具体要求 注浆坯料注浆坯料可塑坯料可塑坯料压制坯料压制坯料各坯料具体要求各坯料具体要求 注浆坯料注浆坯料可塑坯料可塑坯料压制坯料压制坯料第15页/共135页注浆坯料应满足以下要求：注浆坯料应满足以下要求：vv 流动性好流动性好vv 悬浮性好悬浮性好vv 触变性适当触变性适当vv 滤过性好滤过性好第16页/共135页 可塑坯料：由固相、液相和可塑坯料：由固相、液相和气相组成的塑性气相组成的塑性粘性系统。具粘性系统。具有弹性有弹性塑性流动性质。塑性流动性质。vv 良好的可塑性良好的可塑性vv 一定的形状稳定性一定的形
10、状稳定性 含水量适当含水量适当vv 坯体的干燥强度和收缩率坯体的干燥强度和收缩率第17页/共135页压制坯料：压制坯料：vv 流动性好流动性好vv 堆积密度大堆积密度大vv 含水率和水分的均匀性含水率和水分的均匀性第18页/共135页2.2.坯料的制备工艺坯料的制备工艺坯料制备的主要工序如下：坯料制备的主要工序如下：（1 1）原料的精加工原料的精加工（2 2）原料煅烧和粘土风化原料煅烧和粘土风化（3 3）原料破碎原料破碎（4 4）过筛和除铁过筛和除铁（5 5）泥浆贮存、搅拌泥浆贮存、搅拌（6 6）泥浆脱水和造粒泥浆脱水和造粒第19页/共135页（1 1）原料精加工原料精加工原料精加工的目的是原
11、料精加工的目的是去除杂质去除杂质。精加工方法精加工方法物理法物理法化学法化学法物理化学法物理化学法 用淘洗槽、水力旋流器、振动筛和磁选机 等使原料分级和去除杂质。溶解法溶解法：用酸或其他反应剂对原料进行处理，用酸或其他反应剂对原料进行处理，通过化学反应将原料中所含的铁变通过化学反应将原料中所含的铁变 为可溶盐，然后用水冲洗将其除去。为可溶盐，然后用水冲洗将其除去。升华法升华法：在高温下使原料中的氧化物在高温下使原料中的氧化物(Fe(Fe2 2O O3 3)和氯气等气体反应，使之生成挥发和氯气等气体反应，使之生成挥发 性或可溶性的物质而除去。性或可溶性的物质而除去。浮选法浮选法电解法电解法精加工
12、方法精加工方法物理法物理法精加工方法精加工方法化学法化学法物理法物理法精加工方法精加工方法物理化学法物理化学法化学法化学法物理法物理法精加工方法精加工方法溶解法溶解法：用酸或其他反应剂对原料进行处理，用酸或其他反应剂对原料进行处理，通过化学反应将原料中所含的铁变通过化学反应将原料中所含的铁变 为可溶盐，然后用水冲洗将其除去。为可溶盐，然后用水冲洗将其除去。升华法升华法：在高温下使原料中的氧化物在高温下使原料中的氧化物(Fe(Fe2 2O O3 3)和氯气等气体反应，使之生成挥发和氯气等气体反应，使之生成挥发 性或可溶性的物质而除去。性或可溶性的物质而除去。溶解法溶解法：用酸或其他反应剂对原料进
13、行处理，用酸或其他反应剂对原料进行处理，通过化学反应将原料中所含的铁变通过化学反应将原料中所含的铁变 为可溶盐，然后用水冲洗将其除去。为可溶盐，然后用水冲洗将其除去。浮选法浮选法升华法升华法：在高温下使原料中的氧化物在高温下使原料中的氧化物(Fe(Fe2 2O O3 3)和氯气等气体反应，使之生成挥发和氯气等气体反应，使之生成挥发 性或可溶性的物质而除去。性或可溶性的物质而除去。浮选法浮选法物理化学法物理化学法升华法升华法：在高温下使原料中的氧化物在高温下使原料中的氧化物(Fe(Fe2 2O O3 3)和氯气等气体反应，使之生成挥发和氯气等气体反应，使之生成挥发 性或可溶性的物质而除去。性或可
14、溶性的物质而除去。浮选法浮选法物理化学法物理化学法浮选法浮选法升华法升华法：在高温下使原料中的氧化物在高温下使原料中的氧化物(Fe(Fe2 2O O3 3)和氯气等气体反应，使之生成挥发和氯气等气体反应，使之生成挥发 性或可溶性的物质而除去。性或可溶性的物质而除去。浮选法浮选法物理化学法物理化学法浮选法浮选法升华法升华法：在高温下使原料中的氧化物在高温下使原料中的氧化物(Fe(Fe2 2O O3 3)和氯气等气体反应，使之生成挥发和氯气等气体反应，使之生成挥发 性或可溶性的物质而除去。性或可溶性的物质而除去。浮选法浮选法精加工方法精加工方法第20页/共135页（2 2）原料煅烧和黏土风化原料煅
15、烧和黏土风化黏土风化作用：黏土风化作用：原料煅烧的作用：原料煅烧的作用：vv 形成稳定晶型形成稳定晶型vv 破坏层片状结构破坏层片状结构vv 减少收缩减少收缩 提高黏土的成型性能，洗去一些可溶性盐，可塑性提高黏土的成型性能，洗去一些可溶性盐，可塑性增高，其他工艺性能也稳定。此外，风化使黏土原料破增高，其他工艺性能也稳定。此外，风化使黏土原料破裂，使其更易粉碎，这点对硬质黏土意义更大。裂，使其更易粉碎，这点对硬质黏土意义更大。黏土风化作用：提高黏土的成型性能，洗去一些可溶性盐，可塑性增高，其他工艺性能也稳定。此外，风化使黏土原料破裂，使其更易粉碎，这点对硬质黏土意义更大。第21页/共135页（3
16、 3）原料破碎原料破碎vv 使原料中的杂质易于分离；使原料中的杂质易于分离；vv 使各种原料能够均匀混合，使成型后的坯体致密；使各种原料能够均匀混合，使成型后的坯体致密；vv 增大各种原料的表面积，使其易于进行固相反应或熔融，增大各种原料的表面积，使其易于进行固相反应或熔融，vv 提高反应速度并降低烧成温度。提高反应速度并降低烧成温度。原料破碎的目的是：原料破碎的目的是：第22页/共135页（4 4）过筛和除铁过筛和除铁 过筛是过筛是控制坯料粒径控制坯料粒径的的有效方法。一般采用有效方法。一般采用振动筛振动筛，其特点是产量高，不易堵塞。其特点是产量高，不易堵塞。除铁对除铁对减少产品的色斑减少产
17、品的色斑是重要的措施。是重要的措施。震动筛震动筛第23页/共135页（5 5）泥浆贮存、搅拌泥浆贮存、搅拌泥浆贮存：有利于泥浆贮存：有利于改善和均化泥浆的性能。改善和均化泥浆的性能。搅拌：搅拌：防止泥浆分层和沉淀防止泥浆分层和沉淀。第24页/共135页（6 6）泥浆脱水和造粒泥浆脱水和造粒生产陶瓷时常采用两种脱水和造粒的方式：生产陶瓷时常采用两种脱水和造粒的方式：压滤脱水：压滤脱水：把泥浆用双缸隔膜泵压入压滤机中成为泥饼把泥浆用双缸隔膜泵压入压滤机中成为泥饼(含水含水 2020 -25-25)，将泥饼烘干后再用轮碾机压成粉料，将泥饼烘干后再用轮碾机压成粉料 (含水含水8 8 -9-9)。喷雾干
18、燥：喷雾干燥：直接将泥浆送入喷雾干燥器中得到含水直接将泥浆送入喷雾干燥器中得到含水 6 6 -8-8 的粉料，一步完成脱水和造粒过程。的粉料，一步完成脱水和造粒过程。现代化的陶瓷厂均用第二种方法。现代化的陶瓷厂均用第二种方法。第25页/共135页喷雾干燥器示意图喷雾干燥器示意图vv 泥浆浓度泥浆浓度vv 进塔热风温度进塔热风温度vv 排风温度排风温度vv 喷雾压力喷雾压力影响因素：影响因素：第26页/共135页第27页/共135页坯料制备总过程坯料制备总过程泥料的陈腐泥料的陈腐 经 脱 水 后的泥并或经粗练后泥料在一定的温度和湿度的环境中放置一段时间，这个过程称为陈腐 第28页/共135页坯料
19、制备总过程坯料制备总过程坯料制备总过程坯料制备总过程陈腐的主要作用陈腐的主要作用陈腐的主要作用陈腐的主要作用 n n通过毛细管的作用使泥料中水分更加均匀分布；n n粘土颗粒充分水化和离子交换，提高坯料的可塑性；n n发生一些氧化与还原反应，还可能有生物作用；n n注浆成型用的泥浆经过陈腐，粘土和电解质溶液间离子交换充分，促使泥浆粘度降低，流动性改善。第29页/共135页坯料制备总过程坯料制备总过程真空练泥真空练泥 练泥是无机非金属材料生产中关键工序之一，它既是坯料制备的最后一道工序，又是坯件成型的最前一道工序，练泥的质量对坯件和产品的性能影响很大 第30页/共135页坯料制备总过程真空练泥坯料
20、制备总过程真空练泥 第31页/共135页坯料制备总过程坯料制备总过程坯料制备总过程坯料制备总过程真空练泥的作用真空练泥的作用真空练泥的作用真空练泥的作用 n n排除泥料中的气体；n n改善泥料性能；n n选用合理的练泥机结构和工艺参数，可破坏或减少泥料颗粒的定向排列，提高半成品和成品的合格率；n n可得到不同规格的泥段（毛坯）。第32页/共135页真空练泥对产品性能的影响真空练泥对产品性能的影响真空练泥对产品性能的影响真空练泥对产品性能的影响 性能项目 未经真空练泥 经真空练泥 干坯抗折强度（MPa）2.2 3.7 瓷件抗折强度（MPa）53.8 59.9 瓷件介电强度（kV/mm）16.6
21、18.2 坯料制备总过程真空练泥 第33页/共135页3.3.调整坯料性能的添加剂调整坯料性能的添加剂 为了使坯料性能符合成型及后续工序的要求，常向坯料为了使坯料性能符合成型及后续工序的要求，常向坯料中加入中加入添加剂添加剂(additives)(additives)。陶瓷坯料用的添加剂分为以下几类：陶瓷坯料用的添加剂分为以下几类：（1）解凝剂(解胶剂或稀释剂)（2）结合剂（3）润滑剂 第34页/共135页（1 1）解凝剂解凝剂(解胶剂或稀释剂解胶剂或稀释剂)改善泥浆的流动性，使其改善泥浆的流动性，使其在低水分的情况下粘度适当在低水分的情况下粘度适当，便于浇注。便于浇注。解凝剂可以是解凝剂可以
22、是无机电解质(用于粘土质泥浆)，也可以是有机盐类或聚合电解质(用于粘土质泥浆或瘠性料浆)。vv 无机解凝剂有硅酸钠无机解凝剂有硅酸钠(水玻璃水玻璃)、碳酸钙、六偏磷酸钠和、碳酸钙、六偏磷酸钠和 四焦磷酸钠等四焦磷酸钠等vv 有机盐类的解凝剂有腐殖酸钠、单宁酸钠等有机盐类的解凝剂有腐殖酸钠、单宁酸钠等vv 聚合电解质有聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素聚合电解质有聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素(CMC)(CMC)等等第35页/共135页（2 2）结合剂结合剂用来用来提高可塑泥团的塑性，增强生坯的强度。提高可塑泥团的塑性，增强生坯的强度。一类结合剂在常温下能将坯料颗粒粘合在一起，使其一类结合剂在常温下能将坯料颗粒
23、粘合在一起，使其 具有成型能力，而烧成时，它们会挥发、分解、氧化，具有成型能力，而烧成时，它们会挥发、分解、氧化，这类称为这类称为粘合剂粘合剂，多数是有机物及其溶液。，多数是有机物及其溶液。另一类结合剂在常温下可提高坯料的塑性，高温下仍另一类结合剂在常温下可提高坯料的塑性，高温下仍 留在坯体中，这类称为留在坯体中，这类称为粘结剂粘结剂，多数为无机物质，如，多数为无机物质，如 硅酸盐和硫酸盐等。硅酸盐和硫酸盐等。塑化剂塑化剂在特陶坯料生产中起着提高坯料塑性和生坯强度在特陶坯料生产中起着提高坯料塑性和生坯强度的作用。生产中使用的塑化剂由粘合剂、增塑剂和溶剂的作用。生产中使用的塑化剂由粘合剂、增塑剂
24、和溶剂以适当比例调配而成。以适当比例调配而成。第36页/共135页（3 3）润滑剂润滑剂 用于提高粉料的湿润性，减少粉料颗粒之间及粉料与模壁之间的摩擦，以增大压制坯体的密度，促进其均匀化。通常采用含极性官能团的有机物作润滑剂。拱桥现象拱桥现象 第37页/共135页对各种添加物的共同要求是：对各种添加物的共同要求是：vv 和坯料颗粒不发生化学反应，不会影响产品性能；和坯料颗粒不发生化学反应，不会影响产品性能；vv 分散性好，便于和坯料混合均匀；分散性好，便于和坯料混合均匀；vv 有机物质在较低温度下烧尽，灰分少；有机物质在较低温度下烧尽，灰分少；vv 氧化分解的范围较宽，以防引起坯体开裂。氧化分
25、解的范围较宽，以防引起坯体开裂。第38页/共135页1.1.3.2 3.2 成成 型型定义：定义：将制备好的物料（坯料）制成具有一定大小形状的将制备好的物料（坯料）制成具有一定大小形状的 颗粒或坯体的过程称为成型。颗粒或坯体的过程称为成型。目的：目的：为了满足制品形状或下一工序要求，制备好的混合为了满足制品形状或下一工序要求，制备好的混合 料需要成型。料需要成型。vv 对水泥生产而言，立窑、立波尔窑的入窑生料，对水泥生产而言，立窑、立波尔窑的入窑生料，混凝土的使用需要成型；混凝土的使用需要成型；vv 陶瓷生产中坯料需成要型；陶瓷生产中坯料需成要型；vv 在玻璃生产中，玻璃制品需要成型。在玻璃生
26、产中，玻璃制品需要成型。第39页/共135页 粒化（成球）粒化（成球）定义：定义：泛指将粉体泛指将粉体(或浆液或浆液)加工成型状和尺寸都比较匀整加工成型状和尺寸都比较匀整 的球块的机械过程。的球块的机械过程。粉体粒化的目的：粉体粒化的目的：vv 能保持混合物的均匀度在贮存、输送与包装时不发生变化；能保持混合物的均匀度在贮存、输送与包装时不发生变化；vv 有利于改善物理化学反应的过程；有利于改善物理化学反应的过程；vv 可以提高物料流动性，便于输送与贮存；可以提高物料流动性，便于输送与贮存；vv 大大减少粉尘飞扬；大大减少粉尘飞扬；vv 扩大微粉状原料的适用范围；扩大微粉状原料的适用范围；vv
27、便于计量以及满足商业上要求等。便于计量以及满足商业上要求等。第40页/共135页造粒方法及分类造粒方法及分类第41页/共135页第42页/共135页一、转动粒化一、转动粒化1.1.圆筒粒化机圆筒粒化机圆筒粒化机圆筒粒化机 制得的粒化料，粒度不均匀，必须经过筛分。制得的粒化料，粒度不均匀，必须经过筛分。优点是单机产量大，运转比较平稳。优点是单机产量大，运转比较平稳。圆筒内的装料率较低，一般仅为筒身容积的圆筒内的装料率较低，一般仅为筒身容积的1010以下。以下。筒身倾角在筒身倾角在66以内，转速为以内，转速为525r525rminmin。第43页/共135页2.2.圆盘粒化机圆盘粒化机圆盘粒化机圆
28、盘粒化机特点：球粒均匀，不需过筛。特点：球粒均匀，不需过筛。圆盘的倾斜角可以借助螺旋杆圆盘的倾斜角可以借助螺旋杆在在30603060间作调整。间作调整。水分是粒化过程的先决条件，水分是粒化过程的先决条件，粘土的可塑性是必要条件。粘土的可塑性是必要条件。粒化过程一般可分为三个阶段：粒化过程一般可分为三个阶段：形成球粒形成球粒 球粒长大球粒长大 长大了的球粒变得紧密长大了的球粒变得紧密第44页/共135页二、喷雾干燥造粒二、喷雾干燥造粒喷雾干燥原理示意图喷雾干燥原理示意图第45页/共135页喷雾干燥是从浆体中排除水分并得到近于球形粉状颗粒的过程。喷雾干燥是从浆体中排除水分并得到近于球形粉状颗粒的过
29、程。调整粉料水分调整粉料水分一般可采取以下两种方法：一般可采取以下两种方法：当粉料水分与预定水分相差较大时，可调整热风炉温度。当粉料水分与预定水分相差较大时，可调整热风炉温度。其可调的热风温度一般为其可调的热风温度一般为400650400650。当粉料水分与预定水分相差当粉料水分与预定水分相差1 1左右时，可调节柱塞泵的压力。左右时，可调节柱塞泵的压力。其压力可调范围为其压力可调范围为0.20.3MPa0.20.3MPa。影响粉料颗粒级配的因素影响粉料颗粒级配的因素很多，如：很多，如：料浆含水率、料浆粘度、供料压力、喷嘴孔径等。料浆含水率、料浆粘度、供料压力、喷嘴孔径等。第46页/共135页
30、成成 型型定义：成型就是将制备好的坯料，用各种不同的方法 制成具有一定形状和尺寸的坯件(生坯)。成型工序应的要求：成型工序应的要求：vv 坯件应符合产品所要求的生坯形状和尺寸。坯件应符合产品所要求的生坯形状和尺寸。vv 坯体应具行相当的机械强度，以便于后续工序的操体。坯体应具行相当的机械强度，以便于后续工序的操体。vv 坯体结构均匀，且有一定的致密度。坯体结构均匀，且有一定的致密度。vv 成型过程适合于多。快、好、省地组织生产。成型过程适合于多。快、好、省地组织生产。第47页/共135页一、成型方法的种类与选择一、成型方法的种类与选择成型方法成型方法可塑成型法：可塑成型法：使用的坯料是呈可塑状
31、态的泥团，使用的坯料是呈可塑状态的泥团，其含水量约为泥团重量的其含水量约为泥团重量的18261826。注浆法成型：泥浆含水量高达30以上，通过 浇注在多孔模型中进行成型。干压法成型：干压法成型：粉状坯料具有少量水分或粘结剂，粉状坯料具有少量水分或粘结剂，在模型中用较高的压力成型的。在模型中用较高的压力成型的。第48页/共135页成型方法的选择：成型方法的选择：1.1.产品的形状、大小、厚薄等。产品的形状、大小、厚薄等。2.2.坯料的性能。坯料的性能。3.3.产品的产量和质量要求。产品的产量和质量要求。4.4.设备要简单，劳动强度要小。设备要简单，劳动强度要小。5.5.经济效果要好。经济效果要好
32、。第49页/共135页二、可塑法成型二、可塑法成型定义：定义：可塑法成型是在外力作用下，使可塑坯料发生可塑法成型是在外力作用下，使可塑坯料发生 塑性变形而制成坯体的方法。塑性变形而制成坯体的方法。日用陶瓷生产中有手捏、雕塑、印坯、拉坯、挤压、日用陶瓷生产中有手捏、雕塑、印坯、拉坯、挤压、刀压和滚压等方法。刀压和滚压等方法。挤制成型也属可塑法成型，多用于工业陶瓷的生产。挤制成型也属可塑法成型，多用于工业陶瓷的生产。第50页/共135页1.1.可塑成型工艺原理可塑成型工艺原理（1 1）可塑泥料的流变性特征可塑泥料的流变性特征塑性泥料的应力应变曲线塑性泥料的应力应变曲线 可塑泥料受到外力作用而可塑泥
33、料受到外力作用而产生变形时，同时产生变形时，同时“弹性弹性塑性塑性”的流动变形过程。这种为流变性。的流动变形过程。这种为流变性。泥料的弹性变形是由于所含泥料的弹性变形是由于所含瘠性物料与空气的弹性作用，以瘠性物料与空气的弹性作用，以及粒子的溶剂化作用而产生的。及粒子的溶剂化作用而产生的。塑性变形则是粘土本身的可塑塑性变形则是粘土本身的可塑性赋予的。性赋予的。屈服点屈服点破裂点破裂点第51页/共135页（2 2）成型工艺对流变特性的要求）成型工艺对流变特性的要求 泥料的流变特性，决定泥料的成型能力及其操作适应性，泥料的流变特性，决定泥料的成型能力及其操作适应性，通过通过屈服值屈服值和和延展量延展
34、量这两个重要参数进行描述。这两个重要参数进行描述。对同一坯料，屈服值和延展量随含水率不同而相互转化，对同一坯料，屈服值和延展量随含水率不同而相互转化，但其乘积值变化不大。因此，但其乘积值变化不大。因此，可用屈服值与破裂前延展变形量可用屈服值与破裂前延展变形量的乘积来评价泥料的成型能力。的乘积来评价泥料的成型能力。积值越高，泥料成型适应能力积值越高，泥料成型适应能力越好。越好。在生产实际中，可通过在生产实际中，可通过变更或调整泥料配方的主粘土种变更或调整泥料配方的主粘土种类和配比，来调节泥料的流变特性参数，类和配比，来调节泥料的流变特性参数，使其屈服值与延展使其屈服值与延展变形量满足各种成型工艺
35、方法的要求。变形量满足各种成型工艺方法的要求。第52页/共135页2.2.可塑成型的方法可塑成型的方法（1 1）刀压成型）刀压成型（2 2）滚压成型）滚压成型（3 3）塑性挤压成型）塑性挤压成型第53页/共135页（1 1）刀压成型）刀压成型.成型过程成型过程.对泥料的要求对泥料的要求.对型刀的要求对型刀的要求.主轴转速要适当主轴转速要适当.模型质量要求模型质量要求第54页/共135页I.I.成型过程成型过程 刀压成型示意图刀压成型示意图a-a-阴模成型阴模成型 b-b-阳模成型阳模成型 刀压成型也称旋压成型。它刀压成型也称旋压成型。它是利用型刀和石膏模型进行成型是利用型刀和石膏模型进行成型的
36、一种方法。的一种方法。刀压成型，根据模型工作面的形状不同，有阴模和阳模之分。阴模成型适用于生产杯、碗等阴模成型适用于生产杯、碗等 深型坯体；深型坯体；阳模成型适于生产盘碟等扁平阳模成型适于生产盘碟等扁平 制品。制品。第55页/共135页.对泥料的要求对泥料的要求 泥料不能太硬，也就是泥料的屈服值要低些，泥料不能太硬，也就是泥料的屈服值要低些，保证顺利延展成坯。保证顺利延展成坯。泥料屈服值的大小是通过调整含水率来达到的。泥料屈服值的大小是通过调整含水率来达到的。致使刀压成型泥料一般含水率稍高，常在2126。在保证成型操作及坯件质量的前提下，尽量降低在保证成型操作及坯件质量的前提下，尽量降低 泥料
37、含水率。同时应使水分分布均匀，混练充分。泥料含水率。同时应使水分分布均匀，混练充分。第56页/共135页III.III.对型刀的要求对型刀的要求vv 型刀厚度在型刀厚度在58mm58mm。vv 型刀工作端的刀口应稍钝，并具有型刀工作端的刀口应稍钝，并具有定的角度。定的角度。角度小，可相应提高正压力，有利于坯体致密度角度小，可相应提高正压力，有利于坯体致密度提高，但会增大旋坯阻力，一般以提高，但会增大旋坯阻力，一般以15451545为宜。为宜。vv 型刀内侧装有型刀内侧装有木质排泥板，以便自动挤压泥层并木质排泥板，以便自动挤压泥层并 排出余泥。排出余泥。第57页/共135页IV.IV.主轴转速要
38、适当主轴转速要适当 主轴转速高低，取决于成型方式与旋制坯件的直径。采用阴模成型及旋制直径小的坯件对，转速可以高一些；反之，则转速应相应减小。转速高的有利坯体表面光滑，但容易引起“跳刀”、“飞坯”。一般控制在320600rmin之间。第58页/共135页V.V.模型质量要保证要求模型质量要保证要求 石膏模型应外形圆正，厚薄均匀，干湿一致。石膏模型应外形圆正，厚薄均匀，干湿一致。工作表面应光润、无空洞。使用时，含水率应不低于工作表面应光润、无空洞。使用时，含水率应不低于4 4，但也不高于，但也不高于14%14%。并根据模型质量和使用情况进行定期成批更换。并根据模型质量和使用情况进行定期成批更换.第
39、59页/共135页（2 2）滚压成型）滚压成型.成型过程与特点成型过程与特点.对泥料的要求对泥料的要求.滚头材料的选用滚头材料的选用.滚头倾角的确定滚头倾角的确定.滚头的平移滚头的平移.转速和转速比转速和转速比.滚压过程的要求滚压过程的要求.滚压成型常见缺陷分析滚压成型常见缺陷分析第60页/共135页.成型过程与特点成型过程与特点 滚压成型原理示意图滚压成型原理示意图1-1-成型初的滚压头位置，成型初的滚压头位置，2-2-泥饼，泥饼，3-3-滚压头滚压头终止位置，终止位置，4-4-成型的坯体成型的坯体 -倾斜角，倾斜角，-1/2-1/2滚头中心角滚头中心角 滚压成型把刀压成型的扁平型刀改为回转
40、型的滚压头。滚压成型把刀压成型的扁平型刀改为回转型的滚压头。成型时，盛放泥料的模型和滚压头分别绕自己的轴线以一定速度同方向旋转。滚压头一面旋转一面逐渐压入泥料，泥料受成型时，盛放泥料的模型和滚压头分别绕自己的轴线以一定速度同方向旋转。滚压头一面旋转一面逐渐压入泥料，泥料受“滚滚”和和“压压”的作用而形成坯体。的作用而形成坯体。第61页/共135页.对泥料的要求对泥料的要求a.要求泥料含水率应低，即泥料屈服值要高，以保证 泥料顺利延展且不粘滚压头。b.滚压成型对泥料可塑性及含水率的要求又依成型方式 和产品尺寸不同而异。vv 阳模滚压较之阴模滚压，要求泥料可塑性高一些，阳模滚压较之阴模滚压，要求泥
41、料可塑性高一些，含水率低一些；含水率低一些；vv 冷滚较之热滚，泥料可塑性应高一些，含水率可冷滚较之热滚，泥料可塑性应高一些，含水率可 低一些；低一些；vv 成型小件及深腔制品时，含水率可高些，成型大件成型小件及深腔制品时，含水率可高些，成型大件 产品时，含水率应低一些。产品时，含水率应低一些。vv 通常滚压成型泥料的含水率变动于通常滚压成型泥料的含水率变动于18-2318-23之之 间。间。第62页/共135页III.III.滚头材料的选用滚头材料的选用滚头材料应具有滚头材料应具有憎水性好、耐磨性高及便于加工憎水性好、耐磨性高及便于加工等特点。等特点。a.a.普通碳素钢：普通碳素钢：耐磨性好
42、，但憎水性差，故只适于作热滚头。耐磨性好，但憎水性差，故只适于作热滚头。b.b.普通灰口铸铁：普通灰口铸铁：与碳素钢相比耐磨性较差，但憎水性好。与碳素钢相比耐磨性较差，但憎水性好。作冷、热滚头均可。作冷、热滚头均可。c.c.球墨铸铁：球墨铸铁：耐磨性比普通碳索钢好，憎水性比灰口铸铁强，耐磨性比普通碳索钢好，憎水性比灰口铸铁强，适于作冷滚头。适于作冷滚头。d.d.聚四氟乙烯：聚四氟乙烯：憎水性好，表面光滑，不易粘泥，有良好的憎水性好，表面光滑，不易粘泥，有良好的 加工性能，可在滚压成型机上进行修整与加加工性能，可在滚压成型机上进行修整与加 工。非常适于作冷滚头。但材料价格昂贵，工。非常适于作冷滚
43、头。但材料价格昂贵，耐磨性较差，由于表面易被坯泥中的硬颗粒耐磨性较差，由于表面易被坯泥中的硬颗粒 损坏，需要经常进行修整。损坏，需要经常进行修整。第63页/共135页IV.IV.滚头倾角的确定滚头倾角的确定定义：滚头倾角系滚头中心线与模座中心线之间的夹角。作用：作用：滚头倾角的大小对成型操作和坯体质量都有影响。a a、如倾角过小，滚头太大，坯体受压大而容易压坏、如倾角过小，滚头太大，坯体受压大而容易压坏 模型，并且不易脱模。滚头太大，排泥间隙减小，模型，并且不易脱模。滚头太大，排泥间隙减小，造成排泥困难，甚至造成造成排泥困难，甚至造成“鼓气鼓气”的缺陷；的缺陷；b b、如滚头倾角大，则滚头较小
44、，余泥容易排出，但、如滚头倾角大，则滚头较小，余泥容易排出，但 坯体致密度较差，容易沾滚头。因此，在保证排坯体致密度较差，容易沾滚头。因此，在保证排 泥顺畅，模型强度足够，机器不振动时，尽可能泥顺畅，模型强度足够，机器不振动时，尽可能 采用大滚头，保证坯体比较致密，不易变形。采用大滚头，保证坯体比较致密，不易变形。国内各瓷厂采用的滚头倾角，因产品品种、大小及滚压国内各瓷厂采用的滚头倾角，因产品品种、大小及滚压方法的不同而有所差异，一般在方法的不同而有所差异，一般在14251425之间。之间。第64页/共135页V.V.滚头的平移滚头的平移滚压头中心线平移示意图滚压头中心线平移示意图 滚头滚头的
45、平移是的平移是指将滚头指将滚头旋转轴平旋转轴平行地向坯行地向坯体中心超体中心超前一定距前一定距离。离。第65页/共135页VI.VI.转速和转速比转速和转速比 主轴转速主轴转速(n(n11)、滚头转速（、滚头转速（n n22）及转速比）及转速比(n(n11n n 22)，这这3 3项重要工艺参数直接关系到制品的质量和数量。项重要工艺参数直接关系到制品的质量和数量。a a、对阳模滚压来说主轴转速不宜太快，否则易引起泥料、对阳模滚压来说主轴转速不宜太快，否则易引起泥料 飞离模型或坯体边缘发生折口、底部出现花纹等缺陷。飞离模型或坯体边缘发生折口、底部出现花纹等缺陷。b b、对阴模滚压来说，其主轴转速
46、可比阳模滚压适当快些，、对阴模滚压来说，其主轴转速可比阳模滚压适当快些，过慢则易粘滚头。过慢则易粘滚头。c c、无论阴模或阳模滚压，制品的口径大，滚头和主铀的、无论阴模或阳模滚压，制品的口径大，滚头和主铀的 转速均应稍慢。反之，则可适当加快。转速均应稍慢。反之，则可适当加快。一般阴模成型的主轴与滚头的转速比为1:(0.30.7)。阳模成型的转速比为1:(0.650.9)。第66页/共135页VII.VII.滚压过程的要求滚压过程的要求 滚压过程是指滚压头从开始接触泥料至离开坯体表面的滚压过程是指滚压头从开始接触泥料至离开坯体表面的一段过程。一段过程。通常把这几秒钟过程分为通常把这几秒钟过程分为
47、3 3个阶段：个阶段：滚压头从开始接触泥料至定压前为滚压头从开始接触泥料至定压前为布泥阶段布泥阶段。要求滚压头的动作要轻，压泥速度要适当，一般以要求滚压头的动作要轻，压泥速度要适当，一般以 67mm67mms s为宜。为宜。定压阶段，定压阶段，泥料已压制成所要求的厚度，为使坯体表面泥料已压制成所要求的厚度，为使坯体表面 光滑，要求滚头的动作重而平稳，泥料受压时间要适当，光滑，要求滚头的动作重而平稳，泥料受压时间要适当，一般以一般以23s23s为宜。为宜。最后为最后为抬滚阶段，抬滚阶段，是滚压头抬离坯体直至完全脱离的一是滚压头抬离坯体直至完全脱离的一 瞬间。要求缓慢地减轻泥料所受的压力，以消除残
48、余应力。瞬间。要求缓慢地减轻泥料所受的压力，以消除残余应力。第67页/共135页.滚压成型常见缺陷分析滚压成型常见缺陷分析滚压成型常见缺陷有：滚压成型常见缺陷有：a.a.粘滚头粘滚头b.b.坯体开裂坯体开裂c.c.鱼尾鱼尾d.d.底部上凸底部上凸e.e.花底花底第68页/共135页a.a.粘滚头粘滚头定义：定义：滚压成型时，泥料脱离模型粘附在滚头上或在滚头滚压成型时，泥料脱离模型粘附在滚头上或在滚头 边缘沟槽处粘有零星泥料。边缘沟槽处粘有零星泥料。产生的原因：产生的原因：主要是泥料的可塑性过强或水分过多；主要是泥料的可塑性过强或水分过多；滚头转速太快；滚头转速太快；滚头过于光滑及下压速度过慢；
49、滚头过于光滑及下压速度过慢；滚头倾角过大也容易引起粘滚头。滚头倾角过大也容易引起粘滚头。解决办法：解决办法：vv 适当降低泥料的可塑性或水分。适当降低泥料的可塑性或水分。vv 用细砂布将该头表面擦粗糙些。用细砂布将该头表面擦粗糙些。vv 将滚头的倾斜角减小，适当降低滚头转速，将滚头的倾斜角减小，适当降低滚头转速，调整凸轮曲线。调整凸轮曲线。第69页/共135页b.b.坯体开裂坯体开裂坯体有大小不同的裂纹。坯体有大小不同的裂纹。产生的原因产生的原因主要是坯料可塑性太差；水分太少且不均匀；主要是坯料可塑性太差；水分太少且不均匀；热滚压时滚头温度太高，使坯体水分蒸发太快，引起坯体热滚压时滚头温度太高
50、，使坯体水分蒸发太快，引起坯体内应力增大。内应力增大。解决办法：解决办法：vv 改善泥料可塑性或适当提高泥料水分。改善泥料可塑性或适当提高泥料水分。vv 热滚压时适当降低滚头的温度。热滚压时适当降低滚头的温度。vv 适当调整滚头平移距离，使坯体中心部位结构致密。适当调整滚头平移距离，使坯体中心部位结构致密。第70页/共135页c.c.鱼尾鱼尾定义：定义：坯体表面呈现似鱼尾状微凸起的痕迹。坯体表面呈现似鱼尾状微凸起的痕迹。产生的原因：产生的原因：主要是凸轮曲线设计不合理，滚头抬离坯体主要是凸轮曲线设计不合理，滚头抬离坯体太快。此外，滚头支架摆动、模型与模座不吻合或轴承太快。此外，滚头支架摆动、模