CN101288969A - 一种陶瓷压力注浆成型方法及其所使用的模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种陶瓷压力注浆成型方法，包括合模、注浆成型和脱模取坯步骤。实心陶瓷坯体注浆成型时初始压力为0.1－0.15MPa，让泥浆填满模腔后将压力提高到0.2－0.5MPa，使泥浆中的水份经石膏被过滤出去，形成实心坯体；空心陶瓷坯体注浆成型时初始压力为0.1－0.15MPa，让泥浆填满模腔后将压力提高到0.2－0.5MPa，使一部分泥浆附着在模腔上，再向模腔内充入压力为0.2－0.5MPa的压缩空气，让多余泥浆经泥浆管排出，并使附着在模腔上的泥浆中的水份经石膏被过滤出去，形成空心坯体。坯体脱模时，利用压缩空气通过脱模气管及透气的石膏向坯体表面加压，压力为0.2－0.3MPa。本发明使用的模具，是一种在金属模框中预埋注浆管、脱模气管和保压气管再浇注石膏材料而形成的模具。

Description

一种陶瓷压力注浆成型方法及其所使用的模具

技术领域

本发明涉及一种陶瓷坯体加工方法及其所使用的模具，尤其涉及陶瓷压力注浆成型方法及其所使用的模具。

背景技术

目前常用的陶瓷注浆成型方法，有以石膏为模具和以发泡微孔树脂为模具的两种方法。以石膏为模具的陶瓷注浆成型方法，泥浆压力一般在0.13MPa以内，有的干脆不加压。注浆时，模具内不加任何脱模零件。成型时，靠石膏的毛细微孔吸收泥浆中的水份，使模腔表面堆积一层陶瓷泥浆形成陶瓷坯体。由于泥浆水份仅靠石膏吸水，故泥浆脱水速度缓慢，一般实心日用陶瓷坯体成型时间40分钟/次，空心日用陶瓷或工艺陶瓷坯体成型时间60分钟/次，陶瓷卫生洁具坯体成型时间8-10小时/次，才能进行脱模。脱模时，靠坯体逐步干燥收缩离开模腔表面，由于石膏吸水达到一定程度后吸水能力下降，故模具不能连续使用，需经烘干或晾干使石膏脱水后方能继续使用，生产效率受到影响。以发泡微孔树脂为模具的陶瓷注浆成型方法，泥浆压力较高，一般为0.8-1.5MPa，模具内设置有脱模气管(或水管)，注浆成型时，泥浆在模腔中受到较高压力的作用，水份通过模具的微孔被过滤出去，模腔表面堆积一层陶瓷泥浆形成陶瓷坯体。由于泥浆水份靠较高压力强行挤出，故脱水速度较快，一般实心日用陶瓷成型时间为2-3分钟/次，空心日用陶瓷或工艺陶瓷成型时间12-15分钟/次，陶瓷卫生洁具成型时间18-24分钟/次。脱模时向模具内的脱模气管充气(或水管内充水)，使陶瓷坯体与模腔脱离。由于成型时间是靠一定压力、机械脱水，故模具可连续使用，生产效率较高。但模具制作难度大，需专用设备，且造价较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种可缩短成型周期，提高工作效率，制造成本又低廉的陶瓷压力注浆成型方法及其所使用的模具。

本发明是这样实现的：

一种陶瓷压力注浆成型方法，包括合模、注浆成型、脱模取坯步骤。实心陶瓷坯体的注浆成型，在合模后开始注浆时利用泥浆泵向陶瓷泥浆加压，初始压力为0.1-0.15MPa，让泥浆充分填满模腔后将压力提高到0.2-0.5MPa，使泥浆中的水份经模具中透气的石膏被过滤出去，形成实心坯体。空心陶瓷坯体的注浆成型，在合模后开始注浆时利用泥浆泵向陶瓷泥浆加压，初始压力为0.1-0.15MPa，让泥浆充分填满模腔后，将压力提高到0.2-0.5MPa，使一部分泥浆附着在模腔上达到所需厚度，然后向模腔内充入压力为0.2-0.5MPa的压缩空气，让未附着的多余泥浆经泥浆管排出，再在关闭泥浆管情况下继续加压，使附着在模腔上的泥浆中的水份经模具中透气的石膏被过滤出去，形成空心坯体。实心坯体或空心坯体脱模时，均利用压缩空气通过脱模气管及透气的石膏，向坯体表面加压，压力为0.2-0.3MPa，使坯体在压力作用下脱离模腔，然后取出坯体。取出坯体后的模具可以反复使用。

本发明压力注浆成型方法所使用的模具，是一种在金属模框中预埋管子按坯体形状要求浇注石膏材料而形成的复合模具，包括凸模和凹模。实心注浆模具的凸模和凹模由金属模框、注浆管、脱模气管和石膏材料构成。空心注浆模具的凸模和凹模由金属模框、注浆管、脱模气管、保压气管和石膏材料构成。根据陶瓷坯体的不同，为了方便脱模而将实心注浆模具或空心注浆模具分别制成两片组合、三片组合或四片组合。所述金属模框只有在模具的径向外周包围，前后端面为开口的金属筒，可以是圆形，也可以是矩形。圆形的采用钢板制成，厚度为3～8mm；矩形的由钢板或铸铁制成，厚度为5～15mm，当边长较大时应在径向外周用加力筋增强。在浇注石膏材料之前在距离模腔表面10～40mm处预埋表面能透气的脱模气管；对于空心注浆模具还需预埋表面不透气的保压气管，且其出气口露在坯体的空心处。

本发明的主要优点是：

与传统的微压或无压陶瓷注浆成型方法相比：①由于使用了在金属框架内浇注石膏而形成的复合膜具，该模具可以承受更高注浆压力，因而加快了注浆成型速度，提高了工作效率。普通实心日用陶瓷坯体从开始注浆40分钟后才能脱模取坯，而采用本发明的方法只需7分钟左右即可脱模取坯；普通陶瓷卫生洁具从开始注浆约10小时后才能脱模取坯，而采用本发明的方法只需1.5小时左右即可脱模取坯，且可以每天24小时连续注浆。②传统的使用石膏模具的注浆方法，模具吸水后烘干需耗用大量热量，而本注浆方法不需烘干模具，故也可节约能源。

与传统的以发泡微孔树脂为模具的陶瓷注浆成型方法相比：①发泡微孔树脂模具制作难度大，工艺复杂，从而制作成本高，器型变化不灵活；而本发明方法模具制作容易，成本低，易于灵活变换器型，大大方便生产需要。②发泡树脂发泡时的孔隙直径可达30um，注浆时泥浆中10um以下的微小颗粒容易受挤压而从孔隙中流失，既降低了坯体的填充密度，又减少了坯体的比表面积，从而影响了坯体的质量；本发明的方法所采用的复合模具在注浆时能避免微小颗粒的流失，因而坯体质量较好。

附图说明

图1为陶瓷压力注浆机坯体注浆成型结构示意图；

图2为本发明压力注浆成型工作原理图；

图3为两片组合实心注浆模具剖视图；

图4为两片组合空心注浆模具剖视图；

图5为四片组合空心注浆模具剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1为陶瓷压力注浆机坯体注浆成型结构示意图。在图1中，前压板2、气囊3、凸模4、凹模5和后压板6安放在压力注浆机机架7上。机架7可同时放下多套模具。合模时，先拧紧后压杆8(可螺旋杆也可液压杆)，让多套串联着的模具4、5被夹紧在前压板2与后压板6之间。为消除模具受压时机架被拉伸而出现模具间间隔造成漏浆，在整个合模过程向气囊3充压缩空气，其压力与注浆压力相同，初始时为0.1-0.15MPa，加压时为0.2-0.5MPa。当注浆成型完成后，松开后压杆8，可将坯体从模具中取出。压力注浆机的控制系统9位于机架7下部。

图2为本发明压力注浆成型的工作原理图。对于实心坯体注浆成型而言，在图1和图2中，当模具4、5被夹紧在前压板2与后压板6之间后，关闭气囊排气阀17，关闭脱模空气总阀18和脱模阀门21、22，关闭泥浆泵进气阀23，打开气囊进气阀16，打开送浆总阀25，打开模具进浆阀26，即可开始注浆。注浆时，起动空气压缩机11，使供气压力在0.5-0.7MPa，打开送气阀12，通过空气减压阀13调节送气压力，使压力在0.1-0.15MPa；打开气囊进气阀16，让气囊3充气，让多套串联着的模具4、5同时被压紧，然后打开泥浆泵进气阀23，泥浆泵24开始从泥浆池28吸浆送浆，这时泥浆泵的送浆压力与泥浆泵的空气进气压力相等，为0.1-0.15MPa。让泥浆充分填满模腔后，打开送气阀14，通过空气减压器15调节送气压力，达到0.2-0.5MPa，这时泥浆泵24的送浆压力也达到0.2-0.5MPa，并保压至泥浆中的水份经模具中透气的石膏被过滤出去，形成实心坯体，再关闭进浆总阀25。此时，注浆成型完毕。

对于空心坯体注浆成型而言，在图1和图2中，当模具被夹紧在前压板2与后压板6之间后，关闭气囊排气阀17，关闭脱模空气总阀18和脱模阀门21、22，关闭保压空气总阀19，关闭泥浆泵进气阀23，关闭保压空气释放阀20，关闭回浆阀门27，打开气囊进气阀16，打开送浆总阀25，打开模具进浆阀26，即可开始注浆。注浆时，起动空气压缩机11，使供气压力在0.5-0.7MPa，打开送气阀12，通过空气减压阀13调节送气压力，使压力在0.1-0.15MPa，打开气囊进气阀16，让气囊3充气，使多套串联着的模具4、5同时被压紧，然后，打开泥浆泵进气阀23，泥浆泵24开始输送泥浆，这时，泥浆泵24的送浆压力与泥浆泵的空气进气压力相等，为0.1-0.15MPa。让泥浆充分填满模腔后，打开送气阀14，通过空气减压器15调节送气压力，使压力达到0.2-0.5MPa，此时泥浆泵24送浆压力也增至0.2-0.5MPa，并保压使一部分泥浆附着在模腔上面达到所需厚度。再关闭送浆总阀25，打开保压空气总阀19，使压力在0.2-0.5MPa，打开回浆阀27，此时膜腔内未附着的多余的泥浆经回浆阀27流出形成空心，关闭回浆阀27，让压缩空气继续向膜腔内附着的泥浆打气保压，使泥浆中的水份经透气的石膏被过滤出去，形成空心坯体，再关闭保压空气总阀19，打开保压空气释放阀20，让模腔内的压缩空气排出。此时，注浆成型完毕。

无论实心陶瓷坯体或是空心陶瓷坯体，其脱模取坯的方法是一样的：关闭泥浆泵进气阀23，关闭气囊进气阀16，打开气囊排气阀17，让气囊3内的压缩空气排出，气囊3卸压，调节减压器15的送气压力在0.2-0.3MPa，打开脱模空气总阀18，打开凹模5上的脱模气阀22，通过脱模气管及透气石膏向凹模5充气；同时，拧松后压杆8，带动后压板6连同凹模5与成型坯体脱离；接着再打开凸模4上的脱模气阀21，通过脱模气管及透气的石膏向凸模4充气，此时陶瓷坯体完全脱离模具。依次逐一充气脱模，直至全部坯体脱模完成。

本发明压力注浆成型方法所使用的模具，是一种在金属模框中预埋管子按坯体形状要求浇注石膏材料而形成的复合模具，分实心注浆模具和空心注浆模具。根据陶瓷坯体的不同，为了方便脱模而将空心注浆模具或实心注浆模具分别制成两片组合、3片组合或4片组合。图3为两片组合实心注浆模具剖视图，图4为两片组合空心注浆模具剖视图，图5为四片组合空心注浆模具剖视图。

在图3中，两片组合实心注浆模具包括一片凸模和一片凹模，分别由金属模框41、石膏42、脱模气管43和注浆管44组成，注浆成型后的坯体45为实心坯体。脱模气管43和注浆管44在浇注石膏材料前先预埋。脱模气管43为一种表面能透气、便于弯曲而又不被压扁的管子，以金属丝绕成的弹簧管为最佳，弹簧管管距可密实、也可稀松而表面套上一层能透气的纺织品，如棉布。脱模气管43沿坯体形状均匀布置，可借金属丝临时固定形状，气管与气管间距离为50-100mm，气管距离模腔表面为10-40mm，以20mm为最佳，气管直径为6-12mm，以8mm为最佳。脱模气管43一端固定在金属模框41与模外相通，另一端藏在模腔内。注浆管44为表面不透气、便于弯曲又不被压扁的管子，以塑料管或金属软管为最佳，管子直径6-15mm，管子一端固定在金属模框41与模外相通，另一端伸进模腔与内模面相平。

在图4中，两片组合空心注浆模具包括一片凸模和一片凹模，分别由金属模框41、石膏42、脱模气管43、注浆管44和保压气管46组成，注浆成型后的坯体45为空心坯体。该模具的制作与两片组合空心模具的制作基本相同，不同之处有两个方面：①注浆管44的出浆口应在模腔的最下端，且管口应露出石膏成型面，露出的长度大于坯体厚度、小于该处的空心宽度，一般为6-20mm，注浆管44的入浆口应固定在金属模框41的下端；②增设保压气管46，保压气管46为表面不透气、便于弯曲而又不被压扁的管子，以塑料管或金属软管为最佳；管子直径为6-15mm，其出气口露在坯体的空心处，露出的长度大于坯体厚度、小于该处的空心宽度，一般为6-20mm，其进气口固定在金属模框41的上方。

在图5中，四片组合空心注浆模具是由于坯体器型因素使两片组合模具不能脱模，而增加了上、下模，其制作方法与两片组合实心模具和两片组合空心模具的不同之处是增加了上、下模固定板47，固定板47由钢板或铸铁制成，厚度一般为8-15mm，固定板一面固定上、下模石膏，一面活动地贴紧在金属模框41之内。

Claims (5)

1、一种陶瓷压力注浆成型方法，包括合模、注浆成型、脱模取坯步骤，其特征是，实心陶瓷坯体的注浆成型，在合模后开始注浆时利用泥浆泵向陶瓷泥浆加压，初始压力为0.1-0.15MPa，让泥浆充分填满模腔后将压力提高到0.2-0.5MPa，使泥浆中的水份经模具中透气的石膏被过滤出去，形成实心坯体；空心陶瓷坯体的注浆成型，在合模后开始注浆时利用泥浆泵向陶瓷泥浆加压，初始压力为0.1-0.15MPa，让泥浆充分填满模腔后，将压力提高到0.2-0.5MPa，使一部分泥浆附着在模腔上达到所需厚度，然后向模腔内充入压力为0.2-0.5MPa的压缩空气，让未附着的多余泥浆经泥浆管排出，再在关闭泥浆管情况下继续加压，使附着在模腔上的泥浆中的水份经模具中透气的石膏被过滤出去，形成空心坯体；实心坯体或空心坯体脱模时，均利用压缩空气通过脱模气管及透气的石膏，向坯体表面加压，压力为0.2-0.3MPa，使坯体在压力作用下脱离模腔，然后取出坯体。

2、一种实施权利要求1所述方法的注浆成型模具，包括凸模和凹模，其特征是，实心注浆模具的凸模和凹模由金属模框、注浆管、脱模气管和石膏材料构成；空心注浆模具的凸模和凹模由金属模框、注浆管、脱模气管、保压气管和石膏材料构成；所述金属模框只有在模具的径向外周包围，前后端面为开口的圆形或矩形金属筒；所述注浆管、脱模气管和保压气管在浇注石膏材料前埋设在金属模框中，脱模气管与模腔表面的距离为10～40mm，保压气管的出气口露在坯体的空心处。

3、根据权利要求2所述的注浆成型模具，其特征是，所述金属模框圆形的采用钢板制成，厚度为3～8mm；矩形的由钢板或铸铁制成，厚度为5～15mm，当边长较大时在径向外周用加力筋增强。

4、根据权利要求2所述的注浆成型模具，其特征是，所述脱模气管为金属丝绕成的弹簧管表面套上一层能透气的纺织品。

5、根据权利要求2所述的注浆成型模具，其特征是，所述注浆管或保压气管为塑料管或金属软管。

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