CN115871084A - 大规格陶瓷板坯体及其压制方法、陶瓷板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大规格陶瓷板坯体及其压制方法、陶瓷板,涉及压制成型技术领域。其中,压制方法包括:(1)提供陶瓷板粉料,测试其流动性,级配分布;(2)将所述陶瓷板粉料布料到下模芯、模框所形成的模腔中;陶瓷板粉料将所述模腔划分为布料腔及墩料腔;(3)计算需求墩料腔深度H1r及墩料腔深度H1p;(4)根据需求墩料腔深度与墩料腔深度的关系确定压制方案。实施本发明,可优化大规格陶瓷板坯体压制过程中的排气,提升陶瓷板坯体的均匀性,降低压制缺陷的发生概率。
Description
技术领域
本发明涉及压机及压机成型技术领域,尤其涉及一种大规格陶瓷板坯体及其压制方法、陶瓷板。
背景技术
大规格陶瓷板是近年来陶瓷砖领域的一大创新,其一个主要的特点是规格较大,常见的规格有800×1200mm2、1200×1200mm2、1200×1600mm2、1200×2400mm2、1800×2400mm2等。传统的陶瓷砖厚度一般在10mm左右(GB/T4100),但大规格陶瓷板的厚度差别较大,从5mm到25mm均有分布,且尚未有相关标准对其厚度进行统一。对于这种大规格陶瓷板而言,其压制成型一般存在两个显著的问题:一是排气问题,由于大规格陶瓷板的规格大,布料后粉料携带气体多,排气困难。二是均匀性问题,由于大规格陶瓷板的规格大,布料均匀性也相对较差,粉料在压制过程中的流动范围有限,也容易导致成型后陶瓷板坯体的均匀性较差。
现有技术中,为了解决排气问题,一般采用浮动模框、排气模芯的方案,但浮动模框的控制方案较为复杂,油路结构复杂。排气模芯本身结构复杂,成本高,且压制过程中,还需控制多个排气模芯中的顶针顶出,控制方案比浮动模框更为复杂。
另一方面,现有技术中,为了提升大规格陶瓷板的压制均匀性,一般在布料后,在模腔上部空出一定高度(墩料高度),形成一墩料腔;压制时,上模芯快速压下,压迫墩料腔内的空气,使得模腔中未压制的粉料进行一定程度的流动,从而提升均匀性。采用这种方案时,会存在两个问题:一是墩料腔内的空气也需要排出,提升了排气量;二是墩料腔的高度目前均是通过现场调试人员多次调试而得,其往往仅适用于某一特定工况(如某一特定厚度的陶瓷板,一特定粒度分配的粉料),当工况变动时(如陶瓷板厚度变动,即布料厚度变动时),往往更容易出现坯体分层的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种大规格陶瓷板坯体的压制方法,其可有效提升大规格陶瓷板坯体的均匀性。
本发明还要解决的技术问题在于,提供一种大规格陶瓷板坯体。
本发明还要解决的技术问题在于,提供一种大规格陶瓷板。
为了解决上述问题,本发明公开了一种大规格陶瓷板坯体的压制方法,其包括:
(1)提供陶瓷板粉料,测试其流动性,级配分布;
(2)将所述陶瓷板粉料布料到下模芯、模框所形成的模腔中;陶瓷板粉料将所述模腔划分为布料腔及墩料腔;
(3)按照下述公式组计算需求墩料腔深度H1r及墩料腔深度H1p;
H1p=HC-εht
其中,H1p为墩料腔深度,H1r为需求墩料腔深度,HC为模腔深度,ht为大规格陶瓷板坯体的厚度,ε为压缩比,f为陶瓷板粉料流动性,d为陶瓷板粉料的当量直径,xi为大于200目的陶瓷板粉料在各级筛网上的占比,Ai为用于陶瓷板粉料级配分布检测筛网的孔径;
(4)若H1<H1r,则先将下模芯下降高度H2,然后驱动上模芯进行压制;
若H1p=H1r,则直接驱动上模芯进行压制;
若H1p>H1r,则先将下模芯顶起高度H3,然后驱动上模芯进行压制;
其中,下降高度H2、顶起高度H3按照下式计算:
H2=H1r-H1p
H3=H1p-H1r
其中,H2为下模芯的下降高度,H3为下模芯的顶起高度,H1p为墩料腔深度,H1r为需求墩料腔深度。
作为上述技术方案的改进,若H1<H1r,则先将下模芯下降高度H2,然后保持下模芯不动,仅驱动上模芯进行压制。
作为上述技术方案的改进,若H1p>H1r,则压制方法包括:
1)将下模芯顶起高度H3;
2)驱动上模芯下降至陶瓷板粉料所在面;
3)驱动上模芯和下模芯同时下降,以对陶瓷板粉料进行压制。
作为上述技术方案的改进,步骤3)中,上模芯的下降速度v1与下模芯的下降速度v2之间满足下述关系式:
其中,v1为上模芯的下降速度,v2为下模芯的下降速度,ε为压缩比,ht为大规格陶瓷板坯体的厚度,H3为下模芯的顶起高度。
作为上述技术方案的改进,步骤3)中,上模芯的下降速度v1与下模芯的下降速度v2之间满足下述关系式:
其中,v1为上模芯的下降速度,v2为下模芯的下降速度,,ε为压缩比,ht为大规格陶瓷板坯体的厚度,H3为下模芯的顶起高度,k为常数,其取值为1.5~3。
作为上述技术方案的改进,当所述大规格陶瓷板坯体的表面积≤1m2时,k取值为1.5~2;当所述大规格陶瓷板坯体的表面积>1m2时,k的取值为2~3。
作为上述技术方案的改进,所述陶瓷板粉料的级配分布测定时,采用20目、60目、100目、200目的筛网。
作为上述技术方案的改进,所述陶瓷板粉料的流动性的测试方法为:
将直径为30mm、高度为50mm的玻璃圆筒放置在玻璃板上,用陶瓷板粉料装满刮平,然后提起圆筒,陶瓷板粉料自然流散后记录料堆的最大高度Hs,则流动性按照下式计算:
f=50-Hs
其中,f为陶瓷板粉料的流动性,Hs为流动性测试过程中形成料堆的最大高度。
相应的,本发明还公开了一种大规格陶瓷板坯体,其由上述的压制方法压制而得。
相应的,本发明还公开了一种大规格陶瓷板,其由上述的大规格陶瓷板坯体制备而得。
实施本发明,具有如下有益效果:
本发明的发明人经过大量实践,对基于不同性质粉料的不同规格的陶瓷板的墩料深度进行了定量化,并根据该定量化数据,提出了新的大规格陶瓷板坯体的压制方法,基于该压制方法,可优化大规格陶瓷板坯体压制过程中的排气,提升了陶瓷板坯体的均匀性,减少了压制夹层缺陷、断裂缺陷的发生概率。此外,基于本发明的压制方法,当压制不同厚度的陶瓷板坯体时,可大幅度减少夹层缺陷。
附图说明
图1是本发明一实施例中大规格陶瓷板坯体的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明作进一步地详细描述。
本发明公开了一种大规格陶瓷板坯体的压制方法,其包括以下步骤:
S1:提供陶瓷板粉料,测试其流动性,级配分布;
具体的,陶瓷板粉料的流动性测试方法如下:
将直径为30mm、高度为50mm的玻璃圆筒(或光滑金属筒、光滑陶瓷筒等,不限于此)放置在玻璃板(或光滑金属板、光滑陶瓷板等,但不限于此)上,用陶瓷板粉料装满刮平,然后提起玻璃圆筒,陶瓷板粉料自然流散后记录料堆的最大高度Hs,则流动性按照下式计算:
f=50-Hs
其中,f为陶瓷板粉料的流动性,Hs为流动性测试过程中形成料堆的最大高度。
具体的,陶瓷板粉料的级配分布测试方法为:将粉料烘干至恒重,然后称取100g放置在振筛机中,振筛机内设置多个不同孔径的标准筛网,将粉料放置在最上层的标准筛网上,开启振筛机振动10min后称量各标准筛网上的陶瓷板粉料重量,然后继续振筛,直至每分钟内通过最小孔径粉料不超过0.05g为止。
具体的,振筛机中筛网的目数可为20目、80目、120目和200目,也可为20目、60目、100目、200目;优选的为20目、60目、100目、120目。
S2:将陶瓷板粉料布料到下模芯、模框所形成的模腔中;
具体的,在布料后,陶瓷板粉料未完全填满模腔,故将模腔划分为布料腔及墩料腔。设置墩料腔后,当上模芯下压至模框顶面后,墩料腔内的空气流动加速,有助于带动陶瓷板粉料由中央向四周流动,提升均匀性。
S3:计算需求墩料腔深度H1r及墩料腔深度H1p;
H1p=HC-εht
其中,H1p为墩料腔深度(即未调节下模芯位置前的墩料腔深度),H1r为需求墩料腔深度(即调节下模芯位置后的墩料腔深度),HC为模腔深度(未调节下模芯位置前的模腔深度),ht为大规格陶瓷板坯体的厚度,ε为压缩比,f为陶瓷板粉料流动性,d为陶瓷板粉料的当量直径,xi为大于120目的陶瓷板粉料在各级筛网上的占比,Ai为用于陶瓷板粉料级配分布检测筛网的孔径。
具体的,发明人通过大量实验研究后发现,当将墩料腔深度控制到H1r时,可平衡排气需求与流动性需求,提升压制成品率,提升压制后陶瓷板坯体的均匀性。
S4:根据需求墩料腔深度与墩料腔深度的关系确定压制方案;
具体的,若H1p<H1r,则先将下模芯下降高度H2,然后驱动上模芯进行压制。下降高度H2、顶起高度H3按照下式计算:
H2=H1r-H1p
其中,H2为下模芯的下降高度,H1p为墩料腔深度,H1r为需求墩料腔深度。
进一步的,先将下模芯下降高度H2,然后维持下模芯不动,仅驱动上模芯下压,完成压制。
具体的,若H1p=H1r,则直接驱动上模芯进行压制。
若H1p>H1r,则先将下模芯顶起高度H3,然后驱动上模芯进行压制;
其中,顶起高度H3按照下式计算:
H3=H1p-H1r
其中,H3为下模芯的顶起高度,H1p为墩料腔深度,H1r为需求墩料腔深度。
进一步的,当H1p>H1r时,具体的压制方法为:
S100:将下模芯顶起高度H3;
S200:驱动上模芯下降至陶瓷板粉料所在面;
具体的,此过程中,上模芯以较快的速度,对陶瓷板粉料进行墩料,提升均匀性。
S300:驱动上模芯和下模芯同时下降,以对陶瓷板粉料进行压制;
具体的,在本发明的一个实施例之中,上模芯和下模芯先以同样的速度下降H3,然后下模芯维持不动,上模芯继续下降,完成压制。
在本发明的另一个实施例之中,上模芯、下模芯以不同的速度下降,但为了保障压制系统液压回路的安全性,上模芯的下降速度v1与下模芯的下降速度v2之间满足下述关系式:
其中,v1为上模芯的下降速度,v2为下模芯的下降速度,ε为压缩比,ht为大规格陶瓷板坯体的厚度,H3为下模芯的顶起高度。
优选的,在本发明的一个实施例之中,S300包括:
S301:上模芯以v1速度下降,下模芯以v2速度下降;
具体的,上模芯的下降速度v1与下模芯的下降速度v2之间满足下述关系式:
其中,v1为上模芯的下降速度,v2为下模芯的下降速度,,ε为压缩比,ht为大规格陶瓷板坯体的厚度,H3为下模芯的顶起高度,k为常数,其取值为1.5~3。
优选的,当所述大规格陶瓷板坯体的表面积≤1m2时,k取值为1.5~2;当所述大规格陶瓷板坯体的表面积>1m2时,k的取值为2~3。
S302:上模芯、下模芯下降H3高度后,控制下模芯不动,上模芯继续下压,完成压制过程。
基于上述压制方案,在上模芯、下模芯以不同速度下压时,已对陶瓷板粉料施加了压力,促进了陶瓷板粉料的流动,提升了压制成品率,压制后成品陶瓷板坯体的均匀性。
需要说明的是,本发明中的压缩比ε为本领域技术人员熟知的常数,其具体数值可根据经验确定。
相应的,本发明还公开了一种大规格陶瓷板坯体,其由上述压制方法压制而得。
相应的,本发明还公开了一种大规格陶瓷板,其由上述的大规格陶瓷板坯体制成。具体的,其由上述的大规格陶瓷板坯体经施釉、烧成、后加工(磨边、抛光、切割等)后得到,但不限于此。
下面以具体实施例对于本发明进行说明:
实施例
本实施例提供一种大规格陶瓷板坯体的压制方法,其包括以下步骤:
(1)提供粉料,测定其流动性,级配分布;
具体的,流动性测定方法为:
将直径为30mm、高度为50mm的玻璃圆筒放置在玻璃板上,用陶瓷板粉料装满刮平,然后提起玻璃圆筒,陶瓷板粉料自然流散后记录料堆的最大高度Hs。则流动性f=50-14.5=35.5mm。
级配分布的测定方法为:将陶瓷板粉料烘干至恒重,然后称取100g放置在振筛机中,振筛机内设置多个不同孔径的标准筛网(20目、60目、100目、200目),将粉料放置在最上层的标准筛网上,开启振筛机振动10min后称量各标准筛网上的陶瓷板粉料重量,然后继续振筛,直至每分钟内通过最小孔径粉料不超过0.05g为止。具体测定数据如下表:
(2)将所述陶瓷板粉料布料到下模芯、模框所形成的模腔中;陶瓷板粉料将所述模腔划分为布料腔及墩料腔;
具体的,成型陶瓷板的厚度ht为10mm,取压缩比ε为2;原始模腔的高度HC为50mm。
(3)计算需求墩料腔深度与墩料腔深度;
其中,墩料腔深度H1p=50-10×2=30mm;
需求墩料腔深度H1r=19.75+(35.5÷0.215÷20)-0.95×10=18.5mm。
(4)确定压制方案。
由于H1p>H1r,则先将下模芯顶起高度H3(30-18.5=11.5mm),然后驱动上模芯进行压制。具体的包括:
1)上模芯以v1速度下降,下模芯以v2速度下降;且v2=1.8×11.5÷【1.8×11.5+(2-1)×10】×v1=0.674v1。
2)上模芯、下模芯下降H3高度后,控制下模芯不动,上模芯继续下压,完成压制过程。
对比例
本对比例中,采用陶瓷板粉料与实施例相同,区别在于,本对比例的下模芯保持不动,仅驱动上模芯下压完成压制。
采用本发明中实施例中的压制方法及对比例的压制方法,各压制100片,统计成品率(若发现夹层、边角裂、开裂等,计为不合格),实施例中的压成成品率为96%,对比例中的压制成品率为73%。
以上所述是发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种大规格陶瓷板坯体的压制方法,其特征在于,包括:
(1)提供陶瓷板粉料,测试其流动性,级配分布;
(2)将所述陶瓷板粉料布料到下模芯、模框所形成的模腔中;陶瓷板粉料将所述模腔划分为布料腔及墩料腔;
(3)按照下述公式组计算需求墩料腔深度H1r及墩料腔深度H1p;
H1p=HC-εht
其中,H1p为墩料腔深度,H1r为需求墩料腔深度,HC为模腔深度,ht为大规格陶瓷板坯体的厚度,ε为压缩比,f为陶瓷板粉料流动性,d为陶瓷板粉料的当量直径,xi为大于120目的陶瓷板粉料在各级筛网上的占比,Ai为用于陶瓷板粉料级配分布检测筛网的孔径;
(4)若H1p<H1r,则先将下模芯下降高度H2,然后驱动上模芯进行压制;
若H1p=H1r,则直接驱动上模芯进行压制;
若H1p>H1r,则先将下模芯顶起高度H3,然后驱动上模芯进行压制;
其中,下降高度H2、顶起高度H3按照下式计算:
H2=H1r-H1p
H3=H1p-H1r
其中,H2为下模芯的下降高度,H3为下模芯的顶起高度,H1p为墩料腔深度,H1r为需求墩料腔深度。
2.如权利要求1所述的大规格陶瓷板坯体的压制方法,其特征在于,若H1<H1r,则先将下模芯下降高度H2,然后保持下模芯不动,仅驱动上模芯进行压制。
3.如权利要求1所述的大规格陶瓷板坯体的压制方法,其特征在于,若H1p>H1r,则压制方法包括:
1)将下模芯顶起高度H3;
2)驱动上模芯下降至陶瓷板粉料所在面;
3)驱动上模芯和下模芯同时下降,以对陶瓷板粉料进行压制。
6.如权利要求5所述的大规格陶瓷板坯体的压制方法,其特征在于,当所述大规格陶瓷板坯体的表面积≤1m2时,k取值为1.5~2;当所述大规格陶瓷板坯体的表面积>1m2时,k的取值为2~3。
7.如权利要求1所述的大规格陶瓷板坯体的压制方法,其特征在于,所述陶瓷板粉料的级配分布测定时,采用20目、60目、100目、120目的筛网。
8.如权利要求1所述的大规格陶瓷板坯体的压制方法,其特征在于,所述陶瓷板粉料的流动性的测试方法为:
将直径为30mm、高度为50mm的玻璃圆筒放置在玻璃板上,用陶瓷板粉料装满刮平,然后提起玻璃圆筒,陶瓷板粉料自然流散后记录料堆的最大高度Hs,则流动性按照下式计算:
f=50-Hs
其中,f为陶瓷板粉料的流动性,Hs为流动性测试过程中形成料堆的最大高度。
9.一种大规格陶瓷板坯体,其特征在于,其由如权利要求1~8任一项所述的压制方法压制而得。
10.一种大规格陶瓷板,其特征在于,其由如权利要求9所述的大规格陶瓷板坯体制备而得。
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CN202211445181.XA CN115871084A (zh) | 2022-11-18 | 2022-11-18 | 大规格陶瓷板坯体及其压制方法、陶瓷板 |
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