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氧化铝陶瓷造粒粉粘模原因分析及防护与改进措施

氧化铝陶瓷造粒粉粘模原因分析及防护与改进措施

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  • 发布时间:2021-10-12
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【概要描述】目前陶瓷造粒粉在压制过程中有一个突出的难题,就是粘模问题,压机模具一旦粘模,压机就被迫停机抹模,这就会严重降低了压机的实际生产能力及产品质量,提高了操作工人的劳动强度及原材料消耗等。

氧化铝陶瓷造粒粉粘模原因分析及防护与改进措施

【概要描述】目前陶瓷造粒粉在压制过程中有一个突出的难题,就是粘模问题,压机模具一旦粘模,压机就被迫停机抹模,这就会严重降低了压机的实际生产能力及产品质量,提高了操作工人的劳动强度及原材料消耗等。

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陶瓷的成型工艺多种多样,传统的成型工艺如注浆、热压铸等日益不能满足工业生产的需要,暴露出工艺复杂,效率低、成本高、不良率高等问题。干压成型工艺具有效率高,成品率高,工序简单,产品性能好,适合大规模工业化生产等优点。随着生产设备及模具设计水平的提升与进步,需要陶瓷生产都可以用干压工艺来生产,优良性能的陶瓷造粒粉对于干压生产陶瓷制品至关重要。目前陶瓷造粒粉在压制过程中有一个突出的难题,就是粘模问题,压机模具一旦粘模,压机就被迫停机抹模,这就会严重降低了压机的实际生产能力及产品质量,提高了操作工人的劳动强度及原材料消耗等。因此我们必须采取有效措施,去尽量减少压机模具的粘模时间,减少抹模次数,从而提高陶瓷坯体的质量和压机的生产效率。

一、为什么会出现粘模?

干压成型模具一般为金属模具,干压成型模具频繁压制陶瓷造粒粉过程中,模具表面能够与陶瓷造粒粉各组分的原子或分子形成一定强度的反应膜或吸附膜而粘附陶瓷造粒粉,,如果模具与陶瓷坯体表面之间形成的反应膜或吸附膜的组合强度大于坯体的剪切强度,那么脱模时,陶瓷坯体将被撕裂而粉料团块等方式粘附在模具表面上,就形成了粘模的现象。相反,当这种粘附力小于坯体的剪切强度时,坯体容易脱模,不会出现粘膜现象。

二、在陶瓷生产中,粘模现象和哪些因素有关系?

  1. 陶瓷造粒粉的含水率

造粒粉的含水率越高,在压制成型过程中越容易在模具表面形成一层水膜,水膜的存在增加了模具与陶瓷造粒粉之间的粘附力,促进了粘模的产生。

  1. 造粒粉中的粘结剂含量

造粒粉中的粘结剂,如PVA含量越高,在同种喷雾条件下(出口/进口温度),造粒粉的含水率也就相应增加,出现这种现象的原因是PVA带有大量的烃基,与水发生相似相溶,这样大量的水分子会吸附在粘结剂PVA分子链上,当浆料进行喷雾造粒时,这些吸附水难以在短时间内蒸发出去而保留在造粒粉内,在压制成型过程中,容易导致粘膜。

  1. 造粒粉的形貌

由于陶瓷浆料在球磨混料的过程中,浆料会出现较多的气泡,喷雾造粒前这些气泡不能消除的话,在喷雾造粒过程中,气泡就可能会包裹在雾化的浆料雾滴中,形成中空结构的造粒粉。中空结构的造粒粉松装密度低,在压制过程中,封闭在造粒粉粉内部的气体很难排出。并且伴随着成型压力的升高,内部气压也随之升高。在坯体被推出模腔后,因失去了外压力,内部高气压就释放,坯体颗粒间的结合力不足以抵抗气体的压力时,即造成了坯体形成微裂纹,坯体的剪切强度降低,坯体表面易被撕裂而导致粘模。

  1. 压机的速度和成型压力

陶瓷造粒粉在压制成型过程中,被迫产生变形,互相移动靠拢以致被压碎而成成微细粉,从而得到压实的陶瓷坯体。显然成型压力越大,压机模具对造粒粉粘附作用就越大,粘模就更严重;压机的速度越快,模具对造粒粉瞬间冲击力也就越大,同时压机速度越快,坯体中气体越难排除,坯体强度不够,粘模也就越容易。这就是为什么同一批造粒粉在高速压机压制情况下易粘模,低速压机压制情况下不易粘模。成型压力大时容易粘模,成型压力小时不易粘模的原因。

  1. 压制模具工作表面的硬度和粗糙度

表面硬度及粗糙度不同的压机模具,其粘模的几率也不相同。如果压机模具的工作表面硬度较低,那么陶瓷粉料中的硬质颗粒就极易划伤其工作表面而使其表面粗糙,模具和陶瓷粉料的真实接触面积就比较大,因而压机模具与陶瓷坯体表面之间所形成的反应膜或吸附膜的组合剪切强度就较大,粘模也就越严重,同理表面粗糙的压机模具粘模也很严重。

 

三、防止粘模的措施

  1. 控制合适的水和粘结剂含量

造粒粉的水和粘结剂含量太高,容易导致粘模;太低,陶瓷坯体强度不够,一般造粒粉的含水率控制在1%以下较好。

  1. 提高造粒粉的松装密度

造粒粉的松装密度与造粒粉形貌结构密切相关,松装密度高的,空心结构的造粒粉含量就少,有利于压制成型和提高陶瓷坯体强度。

  1. 添加增塑剂和脱模剂

在造粒粉的生产过程中,添加少量的增塑剂,可以降低粘结剂的玻璃化转变温度,提高粘结剂的柔韧性,使造粒粉能够在较低的压力下产生变形,减小造粒粉破碎所需要的成型压力。脱模剂的加入,可以减小造粒粉颗粒间以及造粒粉颗粒与模具之间的摩擦力,发挥润滑作用,促进压模内压力的均匀分布以及减少压机模具的粘模。

  1. 提高压机模具的表面硬度及加工精度

提高压机模具工作表面的硬度,并保证其加工质量如尺寸精度、形状位置精度和表面粗糙度等,有利于抵抗陶瓷粉料对模具表面的划伤,减弱其摩擦和磨损作用,从而减少压机模具的粘模。

 

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