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[科普中国]-滚压成型

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滚压成型是从旋坯成型发展而来的。它是把型刀改为滚压头。滚压头和模型各自绕定轴转动,将投放在模型内的塑性泥料延展压制成坯体,而坯体的外形和尺寸完全取决于滚压头与模面所形成的“空腔”。

滚压法可分阳模滚压和阴模滚压。滚压成型与旋坯成型相比,优点是坯体致密度高,机械强度大,变形较小,劳动强度低,易于机械化、自动化生产。

特点滚压成型是由旋压成型法演变过来的,滚压与旋压不同之处是把扁平的样板刀改为回转型的滚压头。成型时,盛放泥料的模型和滚头分别绕自己轴线以一定速度同方向旋转,滚头一面旋转一面逐渐靠近盛放泥料的模型,并对坯泥进行“滚”和“压”而成型。滚压时坯泥均匀展开,受力由小到大,比较缓和、均匀,破坏坯料颗粒原有排列而引起颗粒间应力的可能性较小,坯体的组织结构均匀。其次,滚头与坯泥的接触面积较大,压力也较大,受压时间较长,坯体致密度和强度比旋压的有所提高。滚压成型是靠滚头与坯体相滚动而使坯体表面光滑,无需再加水。因此,滚压成型后的坯体强度大,不易变形,表面质量好,规整度一致,克服了旋压成型的基本弱点,提高了日用瓷坯的成型质量。再加上滚压成型的生产效率较高,易与上下工序组成联动生产线,改善了劳动条件等优点,使滚压成型在日用陶瓷工业中得到广泛应用。1

操作方法滚压成型与旋压成型一样,可采用阳模滚压与阴模滚压。阳模滚压是利用滚头来决定坯体的阳面(外表)形状大小。它适用于成型扁平、宽口器皿和坯体内表面有花纹的产品。阴模滚压系用滚头来形成坯体的内表面。它适用于成型口径较小而深凹的制品。阳模滚压时,石膏模型转速(即主轴转速)不能太快,否则坯料易被甩掉,因此要求坯料水分少些,可塑性好些。带模干燥时,坯体有模型支承,脱模较困难但变形较少。阴模滚压时,主轴转速可大些,泥料水分可高些,可塑性要求可稍低,但带模干燥易变形,生产上常把模型扣放在托盘上进行干燥,以减少变形。

为了防止滚头粘泥,可采用热滚压,即把滚头加热到一定温度(通常为1200℃左右)。当滚头接触湿泥料时,滚头表面生成一层蒸汽膜,可防止泥料粘滚头。滚头加热方法是采用一定型号的电阻丝盘绕在滚头腔内,通电加热。采用热滚压时,对泥料水分要求不严格,适应性较广,但要严格控制滚头温度,并增加附属设备,常需维修,操作较麻烦。有的瓷厂采用冷滚压,为了防止粘滚头,要求泥料水分低些,可塑性好些,并可采用憎水性材料做滚头。2

滚压头滚压成型是靠滚压头来施力的,因此,滚压头的设计合适与否,对滚压成型是一个关键问题。一般对滚压头的要求:

①能成型产品所要求的形状和尺寸,并不易产生缺陷。

②滚压时有利于泥料的延展和余泥的排出。

③使用寿命长,有适当的表面硬度和光洁度。

④制造、维修、调整、装拆方便。

⑤滚头材料来源容易、价格便宜。1

工艺参数控制滚压成型泥料受到压延力作用,成型压力较大,成型速度较快,要求泥料可塑性好些、屈服值高些、延伸变形量大些、含水量小些。塑性泥料的延伸变形量是随着含水量的增加而变大的,若泥料可塑性太差,由于水分少,其延伸变形量也小,滚压时易开裂,模型也易损坏。若用强可塑性原料,由于其适于滚压成型时的水分较高,其屈服值相应较低,滚压时易粘滚头,坯体也易变形。因此,滚压成型要求泥料具有适当的可塑性,并要控制含水量。瓷厂生产时在确定原料坯料组成之后,一般通过控制含水量来调节泥料的可塑性以适应滚压的需要。所以滚压成型时应严格控制泥料的含水量。

滚压成型对泥料的要求,还和采用阳模滚压还是阴模滚压、热滚压还是冷滚压有关。阳模滚压时因泥料在模型外面,泥料水分少些才不致甩离模型,同时,阳模滚压时,要求泥料的延展性好些(即变形量要大些)才能适应阳模滚压的成型特点。因此,适用于阳模滚压的泥料应是可塑性较好而水分较少。而阴模滚压时,水分可稍多些,泥料的可塑性可以稍差些。冷滚压时,泥料水分要少些而可塑性要好些;热滚压时,对泥料的可塑性和水分要求不严。另外,成型水分还与产品的形状大小有关,成型大产品时水分要低些,成型小产品时水分要高些。泥料水分还与转速有关,滚头转速小时,泥料水分可高些。滚头转速快,则泥料水分不宜太多,否则易粘滚头,甚至飞泥。含水量还和泥料本身产地和加工处理方法有关,一般滚压成型泥料水分在19%~26%不等。2

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学