CN106626023A - 坭兴陶与金属的结合工艺 - Google Patents

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夏佐芬
余居树
徐帅
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    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/001—Applying decorations on shaped articles, e.g. by painting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
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    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
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Abstract

本发明公开了坭兴陶与金属的结合工艺，包括以下步骤：1)在制好的坭兴陶坯体上勾画出金属图案，并沿着金属图案的墨迹挖出墨迹槽，干燥，然后按坭兴陶常规方法进行烧制；2)在墨迹槽中先铺上一层聚丙烯酸乙酯，然后将熔融的稀土金属和常规金属逐一倒入墨迹槽中，在压力为10～15Mpa下处理10～20min，即得。与现有技术相比，本发明可以实现在坭兴陶上镶嵌金属，金属不容易脱落，也不会因为金属与坯体膨胀系数不一致而导致坯体开裂。

Description

坭兴陶与金属的结合工艺
技术领域
本发明涉及陶瓷的制作工艺，具体涉及坭兴陶与金属的结合工艺。
背景技术
钦州坭兴陶，学名为紫泥陶，与江苏紫砂陶、云南建水陶、重庆荣昌陶并称中国四大名陶。传统钦州坭兴陶制备工艺主要包括以下几个步骤：1)制备坯料：坯料选用横穿钦州市区的钦江以东的泥土，俗称东泥(为软质粘土，颜色为黄白色，含微量石英砂，在坭兴陶的生产工艺中起调整可塑性以结合性作用)，和钦江以西地域的泥土，俗称西泥(含有少量K2O、NaO、CaO、MgO、Fe203、TiO2、MnO2，是一种含铁量较高的紫泥石，颜色为紫红色，表面层有少量铁质浸染，为硬质粘土，可塑性及结合性较差)，按东泥40～60％、西泥40～60％的重量百分比混合，经研磨、脱水等一系列工艺制成坯料；2)坯体成型：采用可塑法或注浆法将坯料制成各种器型的坯体；3)修整坯体：将坯体修整以达到设计要求；4)坯体干燥：采用室内干燥法、风干法或晒干法对坯体进行干燥，使坯体水分排出；5)装饰坯体：使用雕刻工艺来装饰坯体；6)烧制坯体：将干燥好的坯体放入窑中，在1100～1200℃下进行烧制，自然冷却，出窑；6)抛光打磨：将坯体抛光打磨，即为坭兴陶。传统装饰坯体仅仅是在坯体上作画、刻字，装饰格调单一，而在坯体上镶嵌金、银、铜等贵重金属则可呈现庄重与浑厚的双重韵味。目前，市场上还尚未出现在坭兴陶上镶嵌金属这种表现形式，而这种表现形式在技术上存在以下难点：第一，金属与坯体的线膨胀率不同，因此在冷却过程中产生热应力，坯体的塑性变形小而容易产生开裂；第二，金属与坯体之间缺乏润湿性，金属与坯体之间容易产生缝隙，时间长了容易脱落。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种坭兴陶与金属的结合工艺，该工艺制成的成品坯体不易开裂，且金属装饰物不易脱落。
本发明提供的技术方案是一种坭兴陶与金属的结合工艺，包括以下步骤：
1)在干燥的坭兴陶坯体上勾画出金属图案，并沿着金属图案的墨迹挖出墨迹槽，按坭兴陶常规方法进行烧制；
2)在墨迹槽中先铺上一层聚丙烯酸乙酯，然后将熔融的稀土金属和常规金属逐一倒入墨迹槽中，在压力为10～15Mpa下处理10～20min，即得。
在步骤2)中，聚丙烯酸乙酯具有强力粘接性，将稀土金属和常规金属粘接在坭兴陶坯体上。聚丙烯酸乙酯柔韧性很好，可以起到缓冲坯体的破坯应力，减少坯体塑性变形，防止开裂。
稀土金属原子半径和离子半径远大于常见金属离子，并具有异常活泼的化学性质，能与氢、氧、氮以及许多非金属、金属及其化合物作用生成高稳定化合物和金属间化合物。稀土金属具有大而多变的配位数，稀土金属可以与聚丙烯酸乙酯上有-COOH形成配位化学反应，还可以使得坯体上的Si-O、Al-O断开并与氧原子形成键和，另外，稀土金属还可以同时与常规金属产生键和，从而使得稀土金属、金属、坯体和聚丙烯酸乙酯四者之间形成强的界面粘结。
在10～15Mpa的高压条件下，稀土原子尺寸势必发生很大变化，稀土被极化，成为活性元素，增强稀土与其他物质的亲和力，可起到促进稀土金属与聚丙烯酸乙酯、常规金属以及坯体的配位键和，使之形成强的界面粘接，避免装饰金属脱落。
由于稀土金属4f电子层与其6S层电子能量相当，电子易于在这两个电子层间运动，使稀土与聚丙烯酸乙酯、坯体以及金属之间的配位键和具有一定的柔韧性，使得粘接界面的韧性也大大增强，可有效抵消冷却过程中所产生的热应力对坯体的破坏，避免坯体开裂。
所述聚丙烯酸乙酯、稀土金属和常规金属的重量比为1：0.1～0.3：50～100。
所述稀土金属为La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc或Y。但由于La、Ce、Pr在空气中氧化速度较快，易失去金属光泽，为了保证镶嵌金属的质感和光泽，一般不选用这三种金属。而Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc或Y的氧化速度较慢，在较长时间内可以保持金属光泽。稀土金属置于常规金属的内部，不与氧气直接接触，可以保证其稳定性。
所述常规金属可以是任何除稀土金属之外的金属，但是常规金属稳定性差，在空气中极易被氧气氧化，而失去金属的质感和光泽，因此，我们一般不采用稳定性差的金属，而金、银或铜在空气中稳定性较好，不容易被氧化，可用于镶嵌坭兴陶。
与现有技术相比，本发明在坭兴陶上镶嵌的金属不容易脱落，也不会因为热应力而导致坯体开裂。
具体实施方式
以下具体实施例对本发明作进一步阐述，但不作为对本发明的限定。
实施例1
1)制备坯料：将东泥、西泥按重量比为6：4混合，经研磨、脱水、真空练泥、陈腐制成坯料；
2)坯体成型：将坯料制成各种器型的坯体；
3)修整坯体：将坯体修整以达到设计要求；
4)雕刻：在坯体上勾画出所需图案，用刻刀沿着图案的墨迹两侧边缘将泥土挑出，将有墨迹的部分全部取出形成底部均匀的凹槽；
5)干燥：将坯体自然风干；
6)烧制坯体：将100个干燥的坯体装窑烧制，先以每小时升高80℃的升温速度将窑炉内温度升至450℃，再以每小时升高140℃的升温速度升温至1100℃，并保温烧制1h后，停止加热，待冷却后出窑；
7)在每个坯体的墨迹槽中中先铺上一层聚丙烯酸乙酯，然后将熔融的稀土金属Nd以及熔融的金逐一倒入墨迹槽中，在压力为10Mpa下处理10min，即得。所述聚丙烯酸乙酯、稀土金属和常规金属的重量比为1：0.1：50。
统计，100个成品未见坯体开裂和金属脱落。
实施例2
1)制备坯料：将东泥、西泥按重量比为6：4混合，经研磨、脱水、真空练泥、陈腐制成坯料；
2)坯体成型：将坯料制成各种器型的坯体；
3)修整坯体：将坯体修整以达到设计要求；
4)雕刻：在坯体上勾画出所需图案，用刻刀沿着图案的墨迹两侧边缘将泥土挑出，将有墨迹的部分全部取出形成底部均匀的凹槽；
5)干燥：将坯体自然风干；
6)烧制坯体：将100个干燥的坯体装窑烧制，先以每小时升高80℃的升温速度将窑炉内温度升至450℃，再以每小时升高140℃的升温速度升温至1100℃，并保温烧制1h后，停止加热，待冷却后出窑；
7)在每个坯体的墨迹槽中中先铺上一层聚丙烯酸乙酯，然后将熔融的稀土金属Sm以及熔融的银逐一倒入墨迹槽中，在压力为15Mpa下处理20min，即得。所述聚丙烯酸乙酯、稀土金属和常规金属的重量比为1：0.3：100。
统计，100个成品未见坯体开裂和金属脱落。
实施例3
1)制备坯料：将东泥、西泥按重量比为6：4混合，经研磨、脱水、真空练泥、陈腐制成坯料；
2)坯体成型：将坯料制成各种器型的坯体；
3)修整坯体：将坯体修整以达到设计要求；
4)雕刻：在坯体上勾画出所需图案，用刻刀沿着图案的墨迹两侧边缘将泥土挑出，将有墨迹的部分全部取出形成底部均匀的凹槽；
5)干燥：将坯体自然风干；
6)烧制坯体：将100个干燥的坯体装窑烧制，先以每小时升高80℃的升温速度将窑炉内温度升至450℃，再以每小时升高140℃的升温速度升温至1100℃，并保温烧制1h后，停止加热，待冷却后出窑；
7)在每个坯体的墨迹槽中中先铺上一层聚丙烯酸乙酯，然后将熔融的稀土金属Sc以及熔融的铜逐一倒入墨迹槽中，在压力为12Mpa下处理15min，即得。所述聚丙烯酸乙酯、稀土金属和常规金属的重量比为1：0.2：80。
统计，100个成品未见坯体开裂和金属脱落。
实施例4
1)制备坯料：将东泥、西泥按重量比为6：4混合，经研磨、脱水、真空练泥、陈腐制成坯料；
2)坯体成型：将坯料制成各种器型的坯体；
3)修整坯体：将坯体修整以达到设计要求；
4)雕刻：在坯体上勾画出所需图案，用刻刀沿着图案的墨迹两侧边缘将泥土挑出，将有墨迹的部分全部取出形成底部均匀的凹槽；
5)干燥：将坯体自然风干；
6)烧制坯体：将100个干燥的坯体装窑烧制，先以每小时升高80℃的升温速度将窑炉内温度升至450℃，再以每小时升高140℃的升温速度升温至1100℃，并保温烧制1h后，停止加热，待冷却后出窑；
7)在每个坯体的墨迹槽中中先铺上一层聚丙烯酸乙酯，然后将熔融的稀土金属Y以及熔融的金逐一倒入墨迹槽中，在压力为10Mpa下处理20min，即得。所述聚丙烯酸乙酯、稀土金属和常规金属的重量比为1：0.1：100。
统计，100个成品未见坯体开裂和金属脱落。

Claims (4)

1.坭兴陶与金属的结合工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)在制好的坭兴陶坯体上勾画出金属图案，并沿着金属图案的墨迹挖出墨迹槽，干燥，然后按坭兴陶常规方法进行烧制；
2)在墨迹槽中先铺上一层聚丙烯酸乙酯，然后将熔融的稀土金属和常规金属逐一倒入墨迹槽中，在压力为10～15Mpa下处理10～20min，即得。
2.根据权利要求1所述的坭兴陶与金属的结合工艺，其特征在于：步骤2)中，所述聚丙烯酸乙酯、稀土金属和常规金属的重量比为1：0.1～0.3：50～100。
3.根据权利要求1或2所述的坭兴陶与金属的结合工艺，其特征在于：步骤2)中，所述稀土金属为Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc或Y。
4.根据权利要求1所述的坭兴陶与金属的结合工艺，其特征在于：步骤2)中，所述常规金属为金、银或铜。
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