CN108724436A - 一种卫生陶瓷冲压成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫生陶瓷冲压成型工艺，步骤一，陶瓷粉料推送至中部模具的模腔中，所述中部模具的模腔的底部覆盖有弹性塑型件；步骤二，底部模具向上移动直至底部模具的下冲压部和中部模具的弹性塑型件完全贴合，使陶瓷粉料塑型成坯体；步骤三，对冲压模具组件进行冲压。对坯体进行冲压成型，由于压力加大，坯体的密度要比注浆成型的坯体的大很多，从而制得的成品变形率下降，抗压性能提高，而且与现有注浆成型工艺相比，省略了注浆、排水和干燥坯体等工艺，生产线缩减，生产同等规模的卫生陶瓷下生产占用空间大大缩小，生产效率提高了几十上百倍，避免消耗大量水电，不产生废水和废渣，环保节能。

Description

一种卫生陶瓷冲压成型工艺

技术领域

本发明涉及卫生陶瓷生产领域，尤其涉及一种卫生陶瓷冲压成型工艺。

背景技术

卫生陶瓷是指卫生和清洁盥洗用的陶瓷用具。目前，卫生陶瓷的制造均采用注浆成型工艺，即将陶瓷泥浆注入预先制好的多孔模具内，借助模具的吸水能力或外加压力的作用将陶瓷泥浆脱水硬化而制成坯体，然后对坯体进行喷釉干燥的生产过程。在注浆生产过程中，需要对模具进行定位合模、将模具送至注浆工位并向模具内注入陶瓷泥浆，待坯体成型后，还需将模具送至开模工位以打开模具取出坯体，取出坯体后还需将进行模具的清洁干燥和坯体的喷釉干燥。因此，现有的卫生陶瓷生产线占用空间大，生产效率低下，消耗大量水电，注浆和排水过程耗时长还产生大量废水和废渣，污染环境。

发明内容

本发明的目的在于提出一种省略了注浆、排水和干燥坯体等工艺，生产线缩减，成品变形率下降和抗压性能提高，避免消耗大量水电，环保节能的卫生陶瓷冲压成型工艺。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种卫生陶瓷冲压成型工艺，包括以下步骤：

步骤一，陶瓷粉料推送至中部模具的模腔中，所述中部模具的模腔的底部覆盖有弹性塑型件；

步骤二，将底部模具的下冲压部对准中部模具的模腔的正下方，然后底部模具向上移动直至底部模具的下冲压部和中部模具的弹性塑型件完全贴合，使陶瓷粉料塑型成坯体；

步骤三，将冲压模具组件包裹整个所述坯体，使冲压模具组件与坯体完全贴合，然后对冲压模具组件进行冲压；

步骤四，对冲压模具组件进行分模，制得成品。

优选地，所述冲压模具组件包括左部模具、右部模具和顶部模具；

所述步骤三具体为：将左部模具盖合于所述坯体的左侧，同时将右部模具盖合于所述坯体的右侧，使得左部模具和右部模具均与坯体完全贴合，然后左部模具和右部模具进行冲压；

所述步骤四具体为：左部模具和右部模具进行分模，将顶部模具的上冲压部和坯体完全贴合，使坯体夹于中部模具和顶部模具之间，然后顶部模具和底部模具进行冲压；然后，顶部模具和底部模具进行分模，制得成品。

优选地，所述步骤二中，底部模具向上移动的速度为1～6m/s；

所述步骤三中，左部模具和右部模具先以冲压压力为0.5～2.5吨冲压1～10秒，紧接着以冲压压力为2.6～4.5吨冲压1～10秒，最后以冲压压力为4.6～7吨冲压1～10秒；

所述步骤四中，顶部模具和底部模具先以冲压压力为5～8吨冲压1～10秒，紧接着以冲压压力为8.1～10吨冲压1～10秒，最后以冲压压力为10.1～12吨冲压1～10秒。

优选地，按照质量份数，所述陶瓷粉料的配方包括60～85份SiO₂、12～27份Al₂O₃、0.1～1份Fe₂O₃、0.3～1.5份CaO和0.5～3份K₂O/Na₂O；

所述陶瓷粉料的含水率为1％～5％。

优选地，步骤一中，置于中部模具的模腔时陶瓷粉料的厚度为20～50mm；

所述步骤四中，所述成品的厚度为3～18mm，变形率为≤5％，抗压为≥45Mpa。

优选地，所述中部模具还包括定型柱，所述定型柱固定于弹性塑型件的上表面，所述定型柱用于在坯体上塑型出水管口；

在步骤二中，所述定型柱随弹性塑型件向上凸起而使坯体上形成出水管口；

所述左冲压部的上表面设有第一定型半环，所述右冲压部的上表面设有第二定型半环；

在步骤三中，左部模具和右部模具均与坯体完全贴合时，所述第一定型半环和第二定型半环相对地贴合而将所述定型柱包围，将水管口夹紧于定型柱、第一定型半环和第二定型半环组成的环形敞口腔中。

优选地，所述上冲压部的上表面设有定型罩；

在步骤四中，顶部模具的上冲压部和坯体完全贴合时，所述定型罩包裹所述定型柱，将水管口夹紧于定型柱和定型罩组成的环形密封腔中。

优选地，所述弹性塑型件为硅胶膜，所述模腔的厚度为20～55mm；

所述中部模具、定型柱、底部模具、左部模具、右部模具和顶部模具的材料均为钢。

优选地，还包括粉料推送件，所述粉料推送件设有粉料容纳通孔，所述粉料容纳通孔和所述模腔的形状和厚度均相同；

在步骤一中，陶瓷粉料承载于所述粉料推送件的粉料容纳通孔，所述粉料推送件承载于推送动力件上，并由推送动力件驱动所述粉料推送件向前移动至中部模具上直至粉料容纳通孔和所述模腔重叠，陶瓷粉料自然下落至模腔中，然后粉料推送件向后移动。

优选地，还包括步骤五、对所述成品依次进行烘干、磨边、上釉和烧成，制得卫生陶瓷件。

所述卫生陶瓷冲压成型工艺用于制造陶瓷盥洗盆和浴缸，区别于现有用模具注入泥浆成型的卫生陶瓷制造工艺，本工艺使用的是陶瓷粉料，非陶瓷泥浆。本工艺将陶瓷粉料推送至中部模具的模腔中，陶瓷粉料铺满整个模腔，模腔的底部覆盖有弹性塑型件，从而当底部模具向上移动时弹性塑型件在下冲压部的支撑作用下向上凸起，使得覆盖在弹性塑型件上的陶瓷粉料塑型成坯体；然后对坯体进行冲压成型，即可制得成品。

对坯体进行冲压成型，由于压力加大，坯体的密度要比注浆成型的坯体的大很多，从而本工艺制得的成品变形率下降，抗压性能提高，而且与现有注浆成型工艺相比，省略了注浆、排水和干燥坯体等工艺，生产线缩减，生产同等规模的卫生陶瓷下生产占用空间大大缩小，生产效率提高了几十上百倍，避免消耗大量水电，不产生废水和废渣，环保节能。

附图说明

附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明其中一个实施例的冲压模具组件结构示意图；

图2是本发明其中一个实施例的冲压成型工艺步骤一说明图；

图3是本发明其中一个实施例的冲压成型工艺图步骤二说明图；

图4是本发明其中一个实施例的冲压成型工艺图步骤二另一说明图；

图5是本发明其中一个实施例的冲压成型工艺左右合模说明图；

图6是本发明其中一个实施例的冲压成型工艺左右冲压说明图；

图7是本发明其中一个实施例的冲压成型工艺上下合模说明图；

图8是本发明其中一个实施例的冲压成型工艺上下冲压说明图；

图9是本发明其中一个实施例的冲压成型坯体结构示意图。

其中：中部模具1；模腔11；弹性塑型件12；底部模具2；下冲压部21；左部模具3；右部模具4；顶部模具5；左冲压部31；右冲压部41；上冲压部51；坯体7；定型柱13；定型罩511；第一定型半环311；第二定型半环411；出水管口71；粉料推送件6；粉料容纳通孔61。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例的卫生陶瓷冲压成型工艺，包括以下步骤：

步骤一，如图1、图2所示，陶瓷粉料推送至中部模具1的模腔11中，所述中部模具1的模腔11的底部覆盖有弹性塑型件12；

步骤二，如图3、图4所示，将底部模具2的下冲压部21对准中部模具1的模腔11的正下方，然后底部模具2向上移动直至底部模具2的下冲压部21和中部模具1的弹性塑型件12完全贴合，使陶瓷粉料塑型成坯体7；

步骤三，将冲压模具组件包裹整个所述坯体7，使冲压模具组件与坯体7完全贴合，然后对冲压模具组件进行冲压；

步骤四，对冲压模具组件进行分模，制得成品。

所述卫生陶瓷冲压成型工艺用于制造陶瓷盥洗盆和浴缸，区别于现有用模具注入泥浆成型的卫生陶瓷制造工艺，本工艺使用的是陶瓷粉料，非陶瓷泥浆。本工艺将陶瓷粉料推送至中部模具1的模腔11中，陶瓷粉料铺满整个模腔11，模腔11的底部覆盖有弹性塑型件12，从而当底部模具2向上移动时弹性塑型件12在下冲压部21的支撑作用下向上凸起，使得覆盖在弹性塑型件12上的陶瓷粉料塑型成坯体7；然后对坯体7进行冲压成型，即可制得成品。

对坯体7进行冲压成型，由于压力加大，坯体7的密度要比注浆成型的坯体7的大很多，从而本工艺制得的成品变形率下降，抗压性能提高，而且与现有注浆成型工艺相比，省略了注浆、排水和干燥坯体等工艺，生产线缩减，生产同等规模的卫生陶瓷下生产占用空间大大缩小，生产效率提高了几十上百倍，避免消耗大量水电，不产生废水和废渣，环保节能。

需要说明的是所述步骤一中陶瓷粉料为粉状，并没有经过预压成块，陶瓷粉料承载在粉料推送件6的粉料容纳通孔61上，粉料容纳通孔61的底部设有活动底板，当推送到中部模具1时粉料推送件6一边向前移动一边将活动底板拉开，陶瓷粉料自然下落至模腔11中，铺满后多余的陶瓷粉料由粉料推送件6向后移动时带走；所述步骤二中中部模具1仅有弹性塑型件12向上凸起而改变成下冲压部21的形状，中部模具1的其他地方不会改变，因此陶瓷粉料的洒落情况并不大。

优选地，如图1所示，所述冲压模具组件包括左部模具3、右部模具4和顶部模具5；

所述步骤三具体为：如图5、图6所示，将左部模具3盖合于所述坯体7的左侧，同时将右部模具4盖合于所述坯体7的右侧，使得左部模具3和右部模具4均与坯体7完全贴合，然后左部模具3和右部模具4进行冲压；

所述步骤四具体为：左部模具3和右部模具4进行分模，如图7、图8所示，将顶部模具5的上冲压部51和坯体7完全贴合，使坯体7夹于中部模具1和顶部模具5之间，然后顶部模具5和底部模具2进行冲压；然后，顶部模具5和底部模具2进行分模，制得成品，如图9所示。

由于坯体7是立体的，仍有5个面需要定型。由于步骤二形成的坯体7仍为陶瓷粉料堆成的，区别于浆料或泥块，陶瓷粉料比较松散，若仅对上下方向进行冲压，或仅对左右方向进行冲压，则制得的成品各个方向的厚度不均匀，即有些地方粉料较少，有些地方粉料较多，冲压后的成品就一些地方过薄一些地方过厚，冲压时并不能与冲压模具完全贴合。因此，需要设置两步冲压，即左右方向的冲压和上下方向的冲压。

所述步骤三中先用左部模具3和右部模具4进行冲压，从而用较少的压力即可固定坯体7的前、后、左、右共4个面的形状和厚度，然后所述步骤四再用顶部模具5和底部模具2进行冲压，由上往下对坯体7施予较大的压力，从而保证整个坯体的厚度统一。先进行左右方向冲压，再进行上下方向冲压，较为节省能耗，例如左右方向冲压压力为4吨，上下方向冲压压力为9吨；若反之则上下方向冲压需要的压力大，左右方向冲压需要的压力更大，例如上下方向冲压压力为9吨，左右方向冲压压力为13吨，能耗大。

优选地，所述步骤二中，底部模具向上移动的速度为1～6m/s；

所述步骤三中，左部模具3和右部模具4先以冲压压力为0.5～2.5吨冲压1～10秒，紧接着以冲压压力为2.6～4.5吨冲压1～10秒，最后以冲压压力为4.6～7吨冲压1～10秒；

所述步骤四中，顶部模具5和底部模具2先以冲压压力为5～8吨冲压1～10秒，紧接着以冲压压力为8.1～10吨冲压1～10秒，最后以冲压压力为10.1～12吨冲压1～10秒。

底部模具向上移动的速度为1～6m/s，速度适中，避免速度过快时陶瓷粉料发生洒落情况。左右方向的冲压和上下方向的冲压均采用一轻压、二重压、三加压的三段式冲压方法，轻压时对坯体7进行预定型，重压时对坯体7完全定型，加压时对坯体7加强成型，从而使坯体7密度大大提高；由于陶瓷粉料比较松散，若直接重压则不容易成型，成品的密度也不均匀。

优选地，按照质量份数，所述陶瓷粉料的配方包括60～85份SiO₂、12～27份Al₂O₃、0.1～1份Fe₂O₃、0.3～1.5份CaO和0.5～3份K₂O/Na₂O；

所述陶瓷粉料的含水率为1％～5％。

陶瓷粉料为现有卫生陶瓷的原料配方，陶瓷粉料无需注水成泥浆，而是控制陶瓷粉料的含水率为1％～5％，以避免在步骤二中发生陶瓷粉料洒落过多的发生；也可在陶瓷粉料的配方中添加0.1～0.4份粘结剂以达到上述效果，需要说明的是粘结剂只需加入少量，粘结剂可采用糊精、聚乙烯醇、水融性粘结剂聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚苯乙烯等，由于陶瓷粉料均为瘠性料，因此加入适量的粘结剂可改善坯料的成型性能，提高坯体强度，但加入过多粘结剂会使喷雾造粒粉料形成坚硬的干粉颗粒而阻碍陶瓷颗粒在压制过程中的变形，加入粘结剂后的陶瓷粉料仍是呈粉状，不会粘结成块。注浆成型工艺中，一般情况下陶瓷泥浆的含水率在50％以上，添加了减水剂的情况下陶瓷泥浆的含水率也在30％～50％。

而且，陶瓷粉料是通过喷雾干燥法制成的，流动性和堆积密度一般都比通常工艺方法制备的陶瓷粉料好，参照美国ASTM对金属粉末流动性及松装密度的检测标准，测定了不同含水率条件下喷雾干燥法得到的陶瓷粉料松装密度及流动性见下表1。喷雾干燥法制备的陶瓷粉料含水率一般控制在1％～5％，此时陶瓷粉料的流动性符合冲压成型的要求，适当加大陶瓷粉料的含水率可以减少模具移动时陶瓷粉料的洒落。

表1

优选地，步骤一中，置于中部模具1的模腔11时陶瓷粉料的厚度为20～50mm；所述步骤四中，所述成品的厚度为3～18mm，变形率为≤5％，抗压为≥45Mpa。将厚度为20～50mm的陶瓷粉料冲压成厚度为3～18mm的成品，使得成品密度较大，成品变形率下降(注浆成型工艺的成品变形率＞5％)，抗压性能提高(注浆成型工艺的抗压＜45Mpa)。

优选地，如图1所示，所述中部模具1还包括定型柱13，所述定型柱13固定于弹性塑型件12的上表面，所述定型柱13用于在坯体7上塑型出水管口71，如图9所示；

在步骤二中，如图4所示，所述定型柱13随弹性塑型件12向上凸起而使坯体7上形成出水管口71；

如图1所示，所述左冲压部31的上表面设有第一定型半环311，所述右冲压部41的上表面设有第二定型半环411；

在步骤三中，如图6所示，左部模具3和右部模具4均与坯体7完全贴合时，所述第一定型半环311和第二定型半环411相对地贴合而将所述定型柱13包围，将水管口71夹紧于定型柱13、第一定型半环311和第二定型半环411组成的环形敞口腔中。

步骤二中定型柱13随弹性塑型件12向上凸起，使坯体7上形成出水管口71的雏形；步骤三中水管口71夹紧于定型柱13、第一定型半环311和第二定型半环411组成的环形敞口腔中，固定水管口71的形状和厚度。

优选地，如图1所示，所述上冲压部51的上表面设有定型罩511；

在步骤四中，如图8所示，顶部模具5的上冲压部51和坯体7完全贴合时，所述定型罩511包裹所述定型柱13，将水管口71夹紧于定型柱13和定型罩511组成的环形密封腔中。

步骤四中，水管口71夹紧于定型柱13和定型罩511组成的环形密封腔中，加固水管口71的形状和厚度。通过冲压成型的水管口71，由于压力加大，水管口71的密度要比注浆成型的水管口71的大很多，从而本工艺制得的水管口71变形率下降，抗压性能提高，水管口71的变形率为≤5％，抗压为≥45Mpa。

优选地，所述弹性塑型件12为硅胶膜，所述模腔11的厚度为20～55mm；

所述中部模具1、定型柱13、底部模具2、左部模具3、右部模具4和顶部模具5的材料均为钢。弹性塑型件12采用表面光滑的硅胶膜，高弹性，拉伸、抗撕性能良好，回弹性能良好，长期使用不变形和老化，带有微量的静电吸附情况，非常适合陶瓷粉料的塑型。所述模腔11的厚度为20～55mm，由陶瓷粉料所需厚度确定。中部模具1、底部模具2、左部模具3、右部模具4和顶部模具5的材料均为钢，强度高，可承受巨大的冲压压力，使用寿命长。

优选地，如图2所示，还包括粉料推送件6，所述粉料推送件6设有粉料容纳通孔61，所述粉料容纳通孔61和所述模腔11的形状和厚度均相同；

在步骤一中，陶瓷粉料承载于所述粉料推送件6的粉料容纳通孔61，所述粉料推送件6承载于推送动力件上，并由推送动力件驱动所述粉料推送件6向前移动至中部模具1上直至粉料容纳通孔61和所述模腔11重叠，陶瓷粉料自然下落至模腔11中，然后粉料推送件6向后移动。

所述粉料推送件6实现了陶瓷粉料的推送自动化，步骤一中，陶瓷粉料承载在粉料推送件6的粉料容纳通孔61上，粉料容纳通孔61的底部设有活动底板，由推送动力件驱动所述粉料推送件6移动至中部模具1上，然后粉料推送件6一边向前移动一边将活动底板拉开，陶瓷粉料自然下落至模腔11中，铺满后多余的陶瓷粉料由粉料推送件6向后移动时带走。

优选地，还包括步骤五、对所述成品依次进行烘干、磨边、上釉和烧成，制得卫生陶瓷件。烘干、磨边、上釉和烧成等为现有卫生陶瓷加工工艺，卫生陶瓷件为陶瓷盥洗盆和陶瓷浴缸。冲压成型的卫生陶瓷件的密度要比注浆成型的卫生陶瓷件的大很多，从而本工艺制得的卫生陶瓷件变形率下降，抗压性能提高，卫生陶瓷件的变形率为≤5％，抗压为≥45Mpa。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卫生陶瓷冲压成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，陶瓷粉料推送至中部模具的模腔中，所述中部模具的模腔的底部覆盖有弹性塑型件；

步骤二，将底部模具的下冲压部对准中部模具的模腔的正下方，然后底部模具向上移动直至底部模具的下冲压部和中部模具的弹性塑型件完全贴合，使陶瓷粉料塑型成坯体；

步骤三，将冲压模具组件包裹整个所述坯体，使冲压模具组件与坯体完全贴合，然后对冲压模具组件进行冲压；

步骤四，对冲压模具组件进行分模，制得成品。

2.根据权利要求1所述的卫生陶瓷冲压成型工艺，其特征在于：

所述冲压模具组件包括左部模具、右部模具和顶部模具；

所述步骤三具体为：将左部模具盖合于所述坯体的左侧，同时将右部模具盖合于所述坯体的右侧，使得左部模具和右部模具均与坯体完全贴合，然后左部模具和右部模具进行冲压；

所述步骤四具体为：左部模具和右部模具进行分模，将顶部模具的上冲压部和坯体完全贴合，使坯体夹于中部模具和顶部模具之间，然后顶部模具和底部模具进行冲压；然后，顶部模具和底部模具进行分模，制得成品。

3.根据权利要求2所述的卫生陶瓷冲压成型工艺，其特征在于：

所述步骤二中，底部模具向上移动的速度为1～6m/s；

所述步骤三中，左部模具和右部模具先以冲压压力为0.5～2.5吨冲压1～10秒，紧接着以冲压压力为2.6～4.5吨冲压1～10秒，最后以冲压压力为4.6～7吨冲压1～10秒；

所述步骤四中，顶部模具和底部模具先以冲压压力为5～8吨冲压1～10秒，紧接着以冲压压力为8.1～10吨冲压1～10秒，最后以冲压压力为10.1～12吨冲压1～10秒。

4.根据权利要求1所述的卫生陶瓷冲压成型工艺，其特征在于：按照质量份数，所述陶瓷粉料的配方包括60～85份SiO₂、12～27份Al₂O₃、0.1～1份Fe₂O₃、0.3～1.5份CaO和0.5～3份K₂O/Na₂O；

所述陶瓷粉料的含水率为1％～5％。

5.根据权利要求1所述的卫生陶瓷冲压成型工艺，其特征在于：

所述步骤一中，置于中部模具的模腔时陶瓷粉料的厚度为20～50mm；

所述步骤四中，所述成品的厚度为3～18mm，变形率为≤5％，抗压为≥45Mpa。

6.根据权利要求1所述的卫生陶瓷冲压成型工艺，其特征在于：

所述中部模具还包括定型柱，所述定型柱固定于弹性塑型件的上表面，所述定型柱用于在坯体上塑型出水管口；

在步骤二中，所述定型柱随弹性塑型件向上凸起而使坯体上形成出水管口；

所述左冲压部的上表面设有第一定型半环，所述右冲压部的上表面设有第二定型半环；

在步骤三中，左部模具和右部模具均与坯体完全贴合时，所述第一定型半环和第二定型半环相对地贴合而将所述定型柱包围，将水管口夹紧于定型柱、第一定型半环和第二定型半环组成的环形敞口腔中。

7.根据权利要求6所述的卫生陶瓷冲压成型工艺，其特征在于：

所述上冲压部的上表面设有定型罩；

在步骤四中，顶部模具的上冲压部和坯体完全贴合时，所述定型罩包裹所述定型柱，将水管口夹紧于定型柱和定型罩组成的环形密封腔中。

8.根据权利要求6所述的卫生陶瓷冲压成型工艺，其特征在于：

所述弹性塑型件为硅胶膜，所述模腔的厚度为20～55mm；

所述中部模具、定型柱、底部模具、左部模具、右部模具和顶部模具的材料均为钢。

9.根据权利要求1所述的卫生陶瓷冲压成型工艺，其特征在于：

还包括粉料推送件，所述粉料推送件设有粉料容纳通孔，所述粉料容纳通孔和所述模腔的形状和厚度均相同；

在步骤一中，陶瓷粉料承载于所述粉料推送件的粉料容纳通孔，所述粉料推送件承载于推送动力件上，并由推送动力件驱动所述粉料推送件向前移动至中部模具上直至粉料容纳通孔和所述模腔重叠，陶瓷粉料自然下落至模腔中，然后粉料推送件向后移动。

10.根据权利要求1所述的卫生陶瓷冲压成型工艺，其特征在于：

还包括步骤五、对所述成品依次进行烘干、磨边、上釉和烧成，制得卫生陶瓷件。