干壓成型是一種常見的陶瓷坯體成型方法,通過加入少量粘合劑并施加壓力,使得粉料在模具內緊密結合,形成特定形狀的坯體。
工藝簡介
干壓成型工藝包括多種常規方法,如單向加壓、雙向加壓(雙向同時加壓,雙向分別加壓)、四向加壓等。此外,還有改進的干壓成型技術,如振動壓制和磁場壓制(適用于金屬粉末)。干壓成型的優點在于生產效率高,人工需求少,廢品率低,生產周期短,制品密度大、強度高,適合大規模工業化生產。然而,這種方法也有其局限性,如成型產品形狀受限,模具成本較高,坯體強度較低,內部致密性不均,組織結構均勻性較差。在陶瓷生產領域,干壓成型主要用于制造瓷磚、耐磨瓷襯瓷片、密封環等產品。
成型原理
干壓成型的基本原理是在力的作用下,將含有5%-8%水分的粉料裝入金屬模具中進行壓縮。在單向加壓過程中,坯料內的氣體被排出,顆粒逐漸靠近并緊密咬合,最終形成與模具截面相同的坯體。成型坯體的孔隙尺寸顯著縮小,密度顯著提高,并具備一定的強度。為了克服細粉帶來的挑戰,如流動性差、拱橋效應和孔隙中氣體難以排出等問題,常采用加壓造粒法,即先將細粉與黏結劑混合,在高壓下壓成大塊,再破碎、篩選,制備出流動性更好的團粒。常用的黏結劑包括聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、羧甲基纖維素鈉(CMC)等,其中PVA因其揮發性和殘留組分較少而較為適宜,用量一般占粉料質量的1%-3%。
粉料要求
干壓成型對粉料有一定的要求,包括較高的體積密度、良好的流動性、合理的顆粒級配、易于粉碎的壓力特性以及均勻的水分含量。這些條件有助于提高粉料的填充能力、流動性和壓實效果,從而獲得致密的坯體。
影響因素
干壓成型的性能受到多個因素的影響,包括粉體性質、壓制方式和壓制制度,以及潤滑劑的使用。壓制方式的選擇會影響坯體的密度均勻性,特別是在高徑比較大的情況下。壓制壓力的大小直接影響坯體的密度,但過度增壓可能會導致層裂或模具損傷。保壓時間的長短對坯體內部壓力傳遞和氣泡排除至關重要。
參考資料 >
先進陶瓷的干法壓制成型法.先進陶瓷的干法壓制成型法.2024-10-31
陶瓷干壓成型.陶瓷干壓成型.2024-10-31
一文看懂陶瓷注塑、干壓、流延成型工藝(附三張流程圖).搜狐網.2024-10-31