CN1050826C - 制作瓷模的超透气材料组合物及其瓷模结构 - Google Patents

Abstract

一种制作瓷模的超透气材料组合物及其瓷模结构设计，成分是由氧化铝、混合料、粘剂、碳酸钙、氧化铁(或氧化钴)及水适当比例调拌，即可制成各种瓷模加以高温煅烧，令该成型的瓷模具有极佳透气、透水及耐磨、耐热特性，适于冲床机械加压快速成型；又瓷模并于夹层设网状排渗孔，令排渗孔通至瓷模外部以便将水分迅速抽离而达干燥，不需另行加温干燥而简化制造程序。

Description

制作瓷模的超透气材料组合物及其瓷模结构

一种制作瓷模的超透气材料组合物及其瓷模结构设计，是由氧化铝、混合料、粘剂、碳酸钙、氧化铁(或氧化钴)及水依适当比例调配而制成所需瓷模，经适当加温锻烧成型，且使瓷模内部夹层设网状排渗孔通至外部以便迅速排除水分而立即干燥，极适于陶瓷工业使用且具产业价值。

传统陶瓷业于生产制作陶瓷成品时，均需使用大量的石膏制成各式模具来成型所需的陶瓷成品，但由于石膏的强度低、耐磨性差，其使用寿命仅堪重复百次，而大量石膏模具的贮放似嫌占用空间，且搬运中碰撞损坏率高，以致增加成本负担；又，传统石膏模的透气性仅具吸收效果，而目前实际生产大部分是采用土浆注入模具使土浆吸附于石膏模以铸件成型，另，亦有少部分则是配合冲床机械以上、下石膏模将潜土块施予快速冲压成型，惟石膏模于吸收水分后，即因过湿而必需从事加温干燥，却由于无法产生排渗作用以致需费时干燥，增加制造程序的困扰；此外，因石膏模强度不够，如利用冲压快速生产，虽可在生产速度取胜，但却造成石膏模易损坏，使用寿命大为减低。

本发明的主要目的，乃在于提供一种制作瓷模的超透气材料组合物及其瓷模结构设计，主要是由特定原料成分依适当比例调配后制成所需瓷模加以锻烧成型，其制成的瓷模由于强度极高，且易于将吸收的水分排出，故不仅可供土浆注入成型，亦特别适合以冲床机械加压快速成型从事批量生产，能提高经济效益。

本发明主要是通过如下技术方案而实现的：

本发明提供一种制作瓷模的超透气材料组合物及其瓷模结构，主要是由特定原料成分依适当比例调配后制成所需瓷模加以煅烧成型，乃利用混合料的瓷化效果结合氧化铝，因氧化铝的耐温程度高于混合料，故加以高温煅烧之后混合料已瓷化熔解，氧化铝并未溶解，且氧化铝粒子与粒子间已被瓷化熔解与混合物所结合，并产生间隙。本发明乃以此原理透过氧化铝粒子与粒子间缝隙，使瓷模内是预先设置有适当的网状排渗孔，令其吸收土浆或湿土块后可藉高压将所含水分迅速向外抽离而保持干燥，所成形的土坯含水率极低、强度高、变形率小，而瓷模强度可大幅增加，并具有透气、透水及耐磨、耐热等特性，又，该瓷模可于夹层内部预设网状排渗孔，使能于脱模时送入约0.5～1kg/cm²风压，产生均匀的透气效果，以令土坯迅速且完全与瓷模脱离。

下面结合附图详细说明本发明的特征及优点：

图1所示为本发明制成瓷模的纵断剖面图。

图2所示为本发明制成瓷模的横断剖面图。

本发明的实施，其中，该瓷模材料组合物的成分及其重量比例乃包括：

氧化铝(Al₂O₃)                占33.3-34.8％

混合料                           占20.1-21.4％

粘剂(C.M.C)                      占4.9-5.8％

碳酸钙(CaCO₃)                 占0.4-0.5％

氧化铁(Fe₂O₃)或氧化钴(CoO) 占0.25-0.35％

水                               占38-40％

而所述的混合料的组成则包括如下：

氧化硅(SiO₂)占66.2-67％，氧化铝(Al₂O₃)占21.3-22.5％

氧化铁(Fe₂O₃)占0.4-0.5％，氧化钛(TiO₂)占0.1-0.2％

氧化钙(CaO)占0.5-0.6％，  氧化镁(MgO)占0.1-0.2％

氧化钾(K₂O)占2-3％，氧化钠(Na₂O)占1.5-2.5％

消失物(Igloss)占5-6％；

如上述氧化铝(Al₂O₃)的主原料，其粒度的选定为600^#(目)～1200^#(目)；

依上述材料组合物的成分比例调配，即可提供各式瓷模的制作，并经500℃～1600℃温度煅烧成型，利用混合料的瓷化效果结合氧化铝，因氧化铝的耐温程度高于混合料，故加以高温煅烧之后混合料已瓷化熔解，氧化铝并未溶解，且氧化铝粒子与粒子间已被瓷化熔解的混合物所结合，并产生间隙，故成品经测试后具有孔隙均匀、透气(透水)性极佳的效果，且强度为传统石膏模具的39000倍，较多孔性树脂模具更强3900倍，耐磨性良好，由于经过500℃～1600℃煅烧，故耐热程度高于传统树脂模具数十倍以上，使用寿命达到数万回以上的重复使用次数，可制成各式表面光滑的模具。

石膏及多孔性透气透水瓷模特性测试结果如下：

样品名称    体密度    视密度    莫氏硬度

石膏         0.883     3.226    15°

多孔性透气   2.158     3.392    5.5°

透水瓷模

本发明以强度高的材料组合物制成瓷模，其耐压力极高不仅成型时间大幅缩短，且所形成的生胚含水率低，强度高，故而变形率小，此种超透气(透水)性瓷模乃有助于陶瓷业藉冲压批量生产而迈向高效率自动化的目标，极具相当大的产业上利用价值。

此外，因本发明制成的瓷模具高透气(透水)性，故其结构即可进行适当变化以利瓷模将水分迅速排出，如图1及图2所示，其主要是可于瓷模1夹层内部成型适当的网状排渗孔11，惟瓷模1的外形乃视不同模具需求而不拘束一定形状，但均可在夹层内部选定位置设网状排渗孔11，且于瓷模1外部设一引接管12通至网状排渗孔11，因氧化铝粒子与粒子间是形成有间隙，故瓷模1于铸件时所吸收水分即可利用该间隙由网状排渗孔11汇集而从引接管12迅速抽离或送风脱模，因该瓷模1具备优良的透气(透水)性，是以可快速抽除瓷模的水分，令其短时间即达干燥程度，俾可节省另行加温烘干的制程。

如上述网状排渗孔11的成型，主要是利用可热融材质预先编成适当网状而植入瓷模1的内部夹层选定处，当瓷模于加温成型时即自动融解消去，故可形成网状排渗孔11，并此指明。

本发明透过氧化铝粒子与粒子间缝隙，使瓷模内预设形成适当的网状排渗孔，令其可配合高压，将土浆或湿土块所含水分迅速排出抽离而保持干燥，所成形的土坯含水率极低、强度高、变形率小。又，脱模时亦可利用预先设置的网状排渗状，送入约0.5～1kg/cm²风压，均匀的透气效果，令土坏完全迅速地与瓷模脱离。本瓷模是以高温煅烧而成，耐磨性、耐热性极优，可24小时全动作至换模为止，数万回的耐用程度，对提高陶瓷界产业增值，极具利用价值。

综上所述，本发明经一定成分调配所成型的瓷模，乃确实可达成预期效果，需该材料组合物于现阶段模具制作是完全新颖独创，制成的瓷模具有超透气(水)性、耐磨、耐热等特殊效果，是足以提供陶瓷业界完全替代传统的石膏模无疑，故深具产业上的利用价值。

Claims (3)

1.一种制作瓷模的超透气材料组合物，其主要包括氧化铝(Al₂O₃)、混合料、C.M.C.、碳酸钙(CaCO₃)、氧化铁(Fe₂O₃)或氧化钴(CoO)及水等成分依适当比例混合调配而成，其中，

混合料的成分和组成比例为：

氧化硅(SiO₂)占66.2-67％，氧化铝(Al₂O₃)占21.3-22.5％

氧化铁(Fe₂O₃)占0.4-0.5％，氧化钛(TiO₂)占0.1-0.2％

氧化钙(CaO)占0.5-0.6％，氧化镁(MgO)占0.1-0.2％

氧化钾(K₂O)占2-3％，氧化钠(Na₂O)占1.5-2.5％

消失量占5-6％；

该组合物的成分比例如下：

氧化铝(Al₂O₃)                   占33.3-34.8％

混合料                            占20.1-21.4％

C.M.C.                            占4.9-5.8％

碳酸钙(CaCO₃)                    占0.4-0.5％

氧化铁(Fe₂O₃)或氧化钴(CoO)     占0.25-0.35％

水                                占38-40％

2.如权利要求1所述制作瓷模的超透气材料组合物，该氧化铝(Al₂O₃)主原料，其粒度选定为600^#目～1200^#目之间。

3.一种具超透气材料组合物的瓷模结构，其是由如权利要求1所述超透气材料组合物经500℃～1600℃温度煅烧成型制成，令瓷模夹层内部适当处设网状排渗孔，并使瓷模外部设一引接管通至网状排渗孔。

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