[科普中国]-干压成型

干压成型是指陶瓷生产中较常用的一种坯体成型方法。将粉料加少量粘合剂造粒，然后装入模具中，在压力机上加压，使粉粒在模具内相互靠近，并借内摩擦力牢固地结合，形成一定形状的坯体。感应加热表面热处理。1

简介常规方法包括单向加压，双向加压（双向同时加压，双向分别加压），四向加压等。改进的干压成型有振动压制和磁场压制（适用于金属粉末）等。

干压成型的优点是生产效率高，人工少、废品率低，生产周期短，生产的制品密度大、强度高，适合大批量工业化生产；缺点是成型产品的形状有较大限制，模具造价高，坯体强度低，坯体内部致密性不一致，组织结构的均匀性相对较差等。在陶瓷生产领域以干压方法制造的产品主要有瓷砖、耐磨瓷衬瓷片、密封环等。

原理干压成型是将粉料(含水分5%～8%)装入金属模具中，在力的作用下加以压缩(通常为单向加压)，坯料内空隙中的气体部分排出，颗粒发生位移、逐步靠拢，互相紧密咬合，最终形成截面与模具截面相同、上下两面形状由模具上下压头决定的坯体。成型坯体内孑L隙尺寸显著变小，数量大大减少，密度显著提高，并具有了一定的强度。

当粉料为很细的瘠性粉料时，将对成型产生不利的影响：一是粉料流动性差和拱桥效应，影响对模腔的均匀填充；二是粉体越细、松装高度越大，压缩比越大，易使坯体密度不均匀；三是孔隙中气体较难排出，易因弹性后效作用使坯体产生层裂。故本实验采用加压造粒法，即将细粉与黏结剂混合后，在18～36MPa压力下压成大块，再弄碎、过筛，制成较粗的、流动性好的团粒。由于团粒与细粉相比尺寸显著增大、体积密度提高，流动性也显著改善。造粒常用的黏结剂有PVA(聚乙烯醇)、PEG(聚乙二醇)、CMC(羧甲基纤维素钠)等多种，要考虑到黏结剂后续还要烧掉，故应选择挥发性好、残留组分少的黏结剂(如PVA)为宜，用量一般为粉料质量的l%～3%。

对粉料的要求①粉料具有较高的体积密度，以降低其压缩比。因为干压成型是将料填充在钢模型腔中压制成型的，模腔深度随压缩比的增大而增高，而模腔越深则越难压紧，影响产品质量。

②粉料流动性要好。良好的流动性可保证压制时颗粒间的内摩擦小，粉料能顺利地填满模型的各个角落。

③粉料要有合理的颗粒级配。从最紧密堆积原理出发，较好级配的颗粒，且细粉尽可能少，可以减少空气含量，并降低压缩比，提高流动性。

④在压力下易于粉碎，这样可形成致密坯体。

⑤水分要均匀，否则易使成型与干燥困难。2

影响因素影响干压成型性能的因素很多，除了粉体的性能外，主要是压制方式和压制制度以及润滑剂的使用。

(1)压制方式的影响。由于颗粒间内摩擦和颗粒与模壁的外摩擦会造成压力损失，单向加压容易在压坯高度方向和横截面上产生密度不均匀现象，尤其当压坯高径比值较大时更为明显。为此可采用双向加压或两次先后加压来减少这种现象。

(2)压制压力的影响。当压坯截面面积和形状一定时，在一定的范围内，压力增大有利于压坯密度的提高，但在接近密度的极限值时，再提高压制压力无助于密度进一步提高，且易出现层裂或损坏模具。对于结构陶瓷，压力在70～100MPa为宜。

(3)保压时间的影响。为使坯体内压力传递充分，有利于压坯中密度分布均匀，以及有利于更多气体沿缝隙排出，必须要有足够的保压时间。3

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学