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在陶瓷工艺中,成型是一个关键步骤,将练好的坯泥塑造成各种器物。在成型车间,工人们凭借高超技艺,使用神奇的双手和各种设备,如制作碗、碟、杯、盘等日常用品,乃至更复杂的艺术作品如花瓶、雕塑,以及工业制品如绝缘子、火花塞等。这些制品首先经过干燥处理,随后上釉,最后进入窑炉烧制。
陶瓷成型的工艺
1.注浆成型法
注浆成型是一种非常简便且灵活性很强的成型技术,它的基本原理是用水等制作成带有流动性的泥浆,将泥浆注入多孔质石膏模型内,因为模具多孔性所具有的的毛细管吸力,模具内壁从浆料中吸取水分从而沿模壁形成固化的坯体,待坯体形成一定的强度即可脱模。
工艺流程:粉末→浆料→注浆→脱模→干燥→型坯
分类:空心注浆、实心注浆、压力注浆、真空辅助注浆、离心注浆。
工艺特点:(1)采用廉价的石膏模具,设备简单、成本低,适合于复杂形状的陶瓷零部件及大尺寸陶瓷制品的制造;(2)成型工艺控制方便、产品致密度高。
应用:适用于各种陶瓷产品,凡是形状复杂、不规则的、薄的、体积较大且尺寸要求不严的器物都可用注浆法成型。一般日用陶瓷中的花瓶、汤碗、椭圆形盘、茶壶、手柄等。
2.流延成型
流延成型又称为刮刀成型。它的基本原理是将具有合适黏度和良好分散性的陶瓷浆料从流延机浆料槽刀口处流至基带上,通过基带与刮刀的相对运动使浆料铺展,在表面张力的作用下形成具有光滑上表面的坯膜,坯膜的厚度主要由刮刀与基带之间间隙来调控。坯膜随基带进入烘干室,溶剂蒸发有机黏结剂在陶瓷颗粒间形成网络结构,形成具有一定强度和柔韧性的坯片,干燥的坯片与基带剥离后卷轴待用。然后可按所需形状切割,冲片或打孔,最后经过烧结得到成品。
工艺流程:包括浆料制备、流延成型、干燥、脱脂、烧结等工序,其中最关键的是浆料的制备和流延工艺的控制。
工艺特点:(1)设备不太复杂,工艺稳定,可连续生产,效率高,自动化程度高,坯膜性能均一且易于控制,适于制造各种超薄形陶瓷器件,氧化铝陶瓷基片等;(2)坯体密度小,收缩性高。
应用:厚膜和薄膜电路用Al2O3基片、压电陶瓷膜片、结构陶瓷薄片、电容器、热敏电阻、铁氧体和压电陶瓷坯体,混合集成电路基片等。
3干压成型
干压成型采用压力将陶瓷粉料压制成一定形状的坯体。其实质是在外力作用下,粉体颗粒在模具内相互靠近,并借内摩擦力牢固地结合起来,保持一定的形状。
釉下彩瓷成坯工艺可分为旋压、滚压、手工拉坯和注浆四种类型。
一、手工拉坯
手工拉坯成型,将塑性泥团置于旋转的陶车上(又称辘轳车),用于将泥团拉成所需要的产品形状。小件产品坯体一次拉成,大件产品须分节拉坯,然后粘合成一器。手工拉坯因系手工操作,生产效率低,且操作技术要求高,一般只用于特制产品的成型。如大花瓶、毛主席纪念堂的大花缸等艺术器。
二、旋压成型
旋压成型又称刀压成型和旋坯,旋坯机结构按刀架有弧形刀架式和直升刀架。按机械形式又分单刀和双刀两种。操作时,半可塑泥团置于旋坯机旋转石膏模内,将型刀压制泥料,随着模型的旋转,泥料被排压至模型工作面上,多余泥料经割边器排出,模型成型刀之间空隙被泥料填实,成为厚度适宜的坯体。碗、盘、杯、碟产品多用旋压成型。1976年,部分壶类和鱼盘产品由注浆成型改为旋压。不仅解除了注浆坯体合模缝线缺陷,提高了产品质量,且比注浆成型提高工效一倍多。
三、滚压成型
滚压成型系70年代新兴的成型工艺。是将双刀旋坯机的型刀部分改为转运的滚压头。利用滚压头和模型分别自绕轴线旋转,将模型内的泥料滚压延展成坯体。滚压成型有外滚压与内滚压两种;滚头有热滚头与冷滚头两类。热滚头用金属材料制成;冷滚头多用聚四氟乙稀制成。外滚压成型适用于盘、碟等扁平类产品;内滚压成型适用于碗、杯产品。滚压成型效率比旋压成型高三分之一;坯体致密,机械强度大,变形少,并便于组合机械化和自动化流水作业线。
四、注浆成型
注浆成型是利用石膏模吸水特性,将泥浆注入模型内,使泥浆粘附在模型上成为坯体,注浆成型有空心注浆和实心注浆两种。
空心注浆是利用石膏模型单面吸浆而形成坯。适用于注制壶、杯、罐、瓶等空心器皿或人物、玩具等艺术品。其操作是将泥浆注满于模型内,等泥浆吸附在模壁上所需厚度时,倾出多余泥浆,然后坯体硬化离模,即可取出坯体修饰干燥。
实心注浆是利用石膏模型双面吸浆而形成坯体。多用于注制中羹、鱼盘、鸭池、汁斗等异形产品或瓷板。其操作是将泥浆注入两块石膏模之间,待泥浆中的水分被石膏模吸收后,坯体收缩离模,即出模修干燥。因两模之间空隙为制品的形体与厚度,故无多余泥浆。1975年,鱼盘、汁斗等产品,采用高压注浆,其泥浆压力为785毫米汞柱,以加快坯体注成速度,增强坯体致密度,提高坯体强度,减少气孔等缺陷。
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