CN115871084A - 大规格陶瓷板坯体及其压制方法、陶瓷板 - Google Patents

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H_1r及墩料腔深度H_1p；(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

大规格陶瓷板坯体及其压制方法、陶瓷板

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H_1r及墩料腔深度H_1p；

H_1p＝H_C-εh_t

其中，H_1p为墩料腔深度，H_1r为需求墩料腔深度，H_C为模腔深度，h_t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，x_i为大于200目的陶瓷板粉料在各级筛网上的占比，A_i为用于陶瓷板粉料级配分布检测筛网的孔径；

(4)若H₁＜H_1r，则先将下模芯下降高度H₂，然后驱动上模芯进行压制；

若H_1p＝H_1r，则直接驱动上模芯进行压制；

若H_1p＞H_1r，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＝H_1r-H_1p

H₃＝H_1p-H_1r

其中，H₂为下模芯的下降高度，H₃为下模芯的顶起高度，H_1p为墩料腔深度，H_1r为需求墩料腔深度。

作为上述技术方案的改进，若H₁＜H_1r，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H_1p＞H_1r，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，h_t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，h_t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H_s，则流动性按照下式计算：

f＝50-H_s

其中，f为陶瓷板粉料的流动性，H_s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H_s，则流动性按照下式计算：

f＝50-H_s

其中，f为陶瓷板粉料的流动性，H_s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H_1r及墩料腔深度H_1p；

H_1p＝H_C-εh_t

其中，H_1p为墩料腔深度(即未调节下模芯位置前的墩料腔深度)，H_1r为需求墩料腔深度(即调节下模芯位置后的墩料腔深度)，H_C为模腔深度(未调节下模芯位置前的模腔深度)，h_t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，x_i为大于120目的陶瓷板粉料在各级筛网上的占比，A_i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H_1r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H_1p＜H_1r，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＝H_1r-H_1p

其中，H₂为下模芯的下降高度，H_1p为墩料腔深度，H_1r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H_1p＝H_1r，则直接驱动上模芯进行压制。

若H_1p＞H_1r，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＝H_1p-H_1r

其中，H₃为下模芯的顶起高度，H_1p为墩料腔深度，H_1r为需求墩料腔深度。

进一步的，当H_1p＞H_1r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，h_t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，h_t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H_s。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h_t为10mm，取压缩比ε为2；原始模腔的高度H_C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H_1p＝50-10×2＝30mm；

需求墩料腔深度H_1r＝19.75+(35.5÷0.215÷20)-0.95×10＝18.5mm。

(4)确定压制方案。

由于H_1p＞H_1r，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H_1r及墩料腔深度H_1p；

H_1p＝H_C-εh_t

其中，H_1p为墩料腔深度，H_1r为需求墩料腔深度，H_C为模腔深度，h_t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，x_i为大于120目的陶瓷板粉料在各级筛网上的占比，A_i为用于陶瓷板粉料级配分布检测筛网的孔径；

(4)若H_1p＜H_1r，则先将下模芯下降高度H₂，然后驱动上模芯进行压制；

若H_1p＝H_1r，则直接驱动上模芯进行压制；

若H_1p＞H_1r，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＝H_1r-H_1p

H₃＝H_1p-H_1r

其中，H₂为下模芯的下降高度，H₃为下模芯的顶起高度，H_1p为墩料腔深度，H_1r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＜H_1r，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H_1p＞H_1r，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。

4.如权利要求3所述的大规格陶瓷板坯体的压制方法，其特征在于，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，h_t为大规格陶瓷板坯体的厚度，H₃为下模芯的顶起高度。

5.如权利要求3或4所述的大规格陶瓷板坯体的压制方法，其特征在于，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，h_t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。

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H_s，则流动性按照下式计算：

f＝50-H_s

其中，f为陶瓷板粉料的流动性，H_s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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