[发明专利]微孔陶瓷用作陶瓷模具及成型工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型陶瓷生产模具材料及成型工艺。

背景技术

目前全世界陶瓷生产基本采用石膏为模具材料(建陶除外)，每年需用上千万吨石膏，其主要利用石膏材料的多孔结构，根据熵增加原理注浆或滚压等成型过程中，泥浆或泥条中密度高的水分向干燥后的水分密度低的模具中扩散，形成坯体，并收缩与模具分离以获得坯体。该过程时间长(滚压脱坯约需20分钟，注浆约需1小时)，干燥条件差时用时更长。由于石膏模具强度不高，遇水后更加突出，使用次数一般不超过100次。且由于定位精度不高，故泥坯合模痕迹明显甚至发生错位直接影响产品质量。该模具制作，污染严重，本成高，工人劳动强度大，严重制约了陶瓷工业的发展。

发明内容

新工艺模具材料，采用微孔陶瓷，适用于陶瓷传统所有工艺，其制作简单、模具精度高、强度高(可重复使用达百万次)强度不受水分影响，且采用压缩空气透过模具脱坯，脱坯时间缩短到1秒以下，从而大大减少模具数量(一般传统产品连续生产需数百只模具，新材料滚压只需3只模具，注浆6-8只即可连续生产)。完全可以取代石膏模具。

具体实施方式

选用硬质瓷、强化瓷原料为基本原料，将其中用于调整原料物理性能的黏土及电解质略量减少甚至舍去，加入1％-5％身边任意有机物(例：米、面、淀粉、糠及相应发酵剂例：面粉同时加发酵老面，米加粬料)作为新模具原料。经球磨达到硬质瓷、强化瓷原料的坯料细度，停止球磨一到两天，让酵母菌将本已十分微小的有机物颗粒进一步分解，再次球磨6小时使有机物分布更均匀，原料更加细化。将该原料按模具要求制成坯体，不施釉或按需要部分施釉，按硬质瓷、强化瓷烧结温度低10-15摄氏度要求烧成，当温度上升到900-1000摄氏度期间保温20分钟左右让有机物充分转换为二氧化碳，从坯体中溢出，留下大量密布的微小的孔洞，这样烧成后形成表面硬度高，整体强度高，表面粗糙度相当于石膏模具，但密度不高，吸水率(透气性)可达到2-3％，得到我们所需要的微孔陶瓷模具。该模具完全可以承受滚压工艺所需强度，压力注浆工艺0.5pa所需强度，表面硬度达到洛氏70度以上，生产成型过程中几乎无磨损，完全可以替代各种传统石膏陶瓷模具用于生产。要求特别高的模具可采用机械磨削加工磨具型腔及外形尺寸达到所需要求。

现将各种微孔陶瓷模具用于各项陶瓷成型工艺介绍如下：

1、滚压成型：模具要求如图1，按传统滚压工艺压坯，将模具连带坯体置于专用脱坯装置(图2)上，如图所示，压力机立轴1带着密封圈5压力筒3下行压住模具4边缘，压住后压缩空气管2打开，压缩空气穿过模具4将坯体6分离(不超过一秒)，落在托板7上，取出模具重复使用。

2、注浆成型：与传统注浆相同，以上下开模为例，模具形状如图3。

3、塑压成型：与传统塑压成型工艺相同，仅模具材料不同且不需在石膏模具内盘压缩空气纤维管。如图4。

4、压力注浆成型：与传统工艺相同仅模具材料不同，且可采取塑压成型方式脱坯。

5、空芯压力注浆成型：模具要求与注浆成型模具相同，成型工艺另行介绍。微孔陶瓷模具及脱坯工艺的推广，无疑将引发一次陶瓷工艺革命：

1、将减少每年上千万吨石膏的开采，烧制。减少资源开采、能耗及环境污染。

2、由于该模具强度高，批量生产需用模具少，因而彻底改变陶瓷厂石膏模具场地占用(现厂一般占地达30％以上)状况。若模具采取专业化生产则普通陶瓷厂根本不需要制作石膏模具，更加节省场地、人工费并减少污染。

3、模具成本大幅降低(大批量产品基本可以忽略不计)。

4、所生产陶瓷产品规范度提高(因模具少，精度高)。

5、由于模具自身强度高、精度高，可装夹，为机械化、自动化生产陶瓷产品提供了条件，从而能大幅降低人工、成本、并提高产品质量。