《陶瓷工藝》課件-第四章　坯體成型與干燥

1第四章坯體成型與干燥2從工藝上講，根據(jù)坯料的性能和含水量的不同，陶瓷的成型方法可分為三類：注漿成型可塑成型壓制成型

定義:成型是將制備好的坯料，用各種不同的方法制成具有一定形狀和尺寸的坯體（生坯）的過(guò)程。

4.1坯體成型3冷法坯料含水量30～40%石膏模有模無(wú)模等靜壓成型法：橡皮膜，坯料含水量1.5～3%干壓成型法：鋼模，坯料含水量6～8%可塑成型成型方法坯料含水量18～26%注漿成型熱法（熱壓注法）：鋼模壓制成型4第一節(jié)

注漿成型(澆注成型

)SlipCasting5兩種觀點(diǎn):唐宋時(shí)期已經(jīng)出現(xiàn)，民國(guó)初年中國(guó)才出現(xiàn)【景德鎮(zhèn)陶瓷古今談】一書載1953年民主德國(guó)陶瓷專家到景德鎮(zhèn)幫助景德鎮(zhèn)瓷廠掌握了注漿成型工藝；注漿成型作為衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)工藝中的唯一的成型手段和方法

6一.定義與原理將陶瓷粉料配成具有流動(dòng)性的泥漿，然后注入多孔模具內(nèi)，水分在被模具吸入后便形成了具有一定厚度的均勻泥層，脫水、干燥過(guò)程中同時(shí)形成具有一定強(qiáng)度的坯體。模型取出后即為毛坯(生坯、坯體)。

原理：基于多孔石膏模具能夠吸收水分的物理特性7二.基本方法空心注漿法（單面注漿）

draincasting泥漿與模型的接觸只有一面，稱為單面注漿。

8實(shí)心注漿(雙面注漿)solidcasting泥漿與模型和模芯的工作面兩面接觸，雙面吸水，稱為雙面注漿。

9三注漿成型的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）(1)適用性強(qiáng)，只要簡(jiǎn)單的石膏模就可成型；(2)能制出任意復(fù)雜外形和大型薄壁注件；(3)成型技術(shù)容易掌握，生產(chǎn)成本低。(4)坯體結(jié)構(gòu)均勻。10四、工藝流程

(1)模型的檢查處理與組裝：

(2)注漿、吃漿、放漿、鞏固：吃漿就是模具吸附泥漿中的水分，形成坯體的工序；

鞏固：放漿后坯體很軟，不能立即脫模需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間繼續(xù)排出坯體水分，增加其強(qiáng)度，這段時(shí)間稱為鞏固。11(3)脫模：

脫模：從模型中取出粗坯的過(guò)程，脫模點(diǎn)的掌握是一個(gè)關(guān)鍵。脫模過(guò)早，坯休強(qiáng)度不夠，脫模困難，且脫模后坯體易塌陷；脫模過(guò)遲，坯體會(huì)發(fā)生開裂(4)一次修坯；

12第二節(jié)

可塑成型

plasticmoulding

plasticshaping

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可塑成型是古老的一種成型方法。我國(guó)古代采用的手工拉坯就是最原始的可塑法。常用的其它可塑成型方法主要是滾壓成型、塑壓鑄成型、注塑成型等等。定義:可塑成型是利用外力對(duì)具有一定可塑變形能力的坯料進(jìn)行加工成型的方法?；驹?基于坯料的可塑性。

14一、陶藝成型的基本方法（1）團(tuán)塊成型取合適的粘土摶成塊狀，中間挖空，表面擠壓出凸凹的形狀?；蛉宋?、或動(dòng)物、或抽象造型，隨意象生發(fā)。15（2）泥條盤筑成型泥條盤筑成型是先將泥條搓成均勻的圓條，再根據(jù)所需的形體造型，一層層疊加或用一根長(zhǎng)泥條作螺旋形向上盤筑成型。制作過(guò)程中作者若無(wú)意保留泥條的自然形狀，在層層向上盤筑時(shí)，可將內(nèi)外抹平，僅保留一些手工的痕跡和肌理。16（4）泥板成型（a）板塊成型是先將泥料拍打、搟壓、切割成所需形狀的泥板，再根據(jù)所需的形體造型，或卷筒或鑲接成型。17（5）內(nèi)挖外雕成型內(nèi)挖外雕成型是先根據(jù)器皿尺寸，打制一塊稍大一點(diǎn)的泥坯，放在干燥處晾干；然后按設(shè)計(jì)形狀（樣稿）畫線，將泥坯切割成造型形狀的初坯，把造型內(nèi)的泥料挖出；再將造型反扣，挖出底足。18①制坯②刻劃紋樣③切割、挖泥④修整作品操作上須注意：泥坯要干燥到切割時(shí)坯體不變形，不滯刀為好；切割時(shí)腹部、口延與底部的厚度要留有余地，把握好坯體的厚薄均勻，造型的對(duì)稱，腹部的弧面和口延轉(zhuǎn)折變化。也可以在雕挖的手法上輔之以塑，豐富造型。19（6）支撐物輔助成型支撐物輔助成型是用泡沫塑料或硬紙板做支撐物，用報(bào)紙包裹好；然后將泥板圍繞著支撐物鑲接，用布裹緊坯體豎立起來(lái)，再把底板粘接上；底板鑲接好后，反過(guò)來(lái)豎放，抽出支撐物。①包裹紙筒②泥板圍繞支撐物鑲接③裹緊坯體豎立④抽出支撐物操作上須注意：抽出支撐物和修飾坯體待干燥到一定程度后進(jìn)行。202、工具（1）拉坯車和輪盤拉坯車---手工拉坯和修坯的主要?jiǎng)恿υO(shè)備，動(dòng)力是靠電機(jī)帶動(dòng)輪盤旋轉(zhuǎn)。其作用是拉坯和修坯。輪盤---是靠手轉(zhuǎn)動(dòng)的輪式轉(zhuǎn)盤。其作用是制作和修整立體造形、圓形器物，或在器皿上進(jìn)行繪畫。21拉坯成型有拉坯和利坯（修坯）兩個(gè)部分構(gòu)成。此種方法技術(shù)性較強(qiáng)，對(duì)泥料干濕、輪盤轉(zhuǎn)速及雙手的動(dòng)式運(yùn)用要求較高，初學(xué)者須經(jīng)一段時(shí)間的練習(xí)方能掌握。

22拉坯先將揉好的泥料稍用力拋甩在轆轤盤輪中間，使泥團(tuán)緊緊粘固在輪盤上，雙手按泥，使泥團(tuán)在轆轤盤輪中心成圓柱體，然后根據(jù)所需形態(tài)，拉制成器型坯胎。23①拉成柱狀②開口成內(nèi)窩狀③調(diào)整坯體④成型取杯均勻；然后把泥團(tuán)拉塑成口部略向內(nèi)窩的泥柱，將手插入泥柱中心，由下向上，由內(nèi)向外，均勻的用力慢慢推壓擴(kuò)大內(nèi)腔。小件器皿取胎時(shí)要在底部留有一定的蓄泥厚度，以便利坯時(shí)修整底部。利坯濕坯晾干后，經(jīng)過(guò)修整，最后成型。24（2）拉坯和利坯用具拉坯用具主要有圈尺、木制關(guān)坯刀、切割線等。利坯用具主要有條刀、挖刀、板刀、銼刀、鉗具等。25二.工業(yè)生產(chǎn)的成型方法1.滾壓成型工藝原理和特點(diǎn)成型時(shí)盛放著泥料的石膏模型和滾壓頭分別繞自己的軸線以一定的速度同方向旋轉(zhuǎn)。滾壓頭在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)逐漸靠近石膏模型，對(duì)泥料進(jìn)行滾壓成型。二者之間既有滾動(dòng)又有滑動(dòng)，泥料主要承受壓延力的作用。

26陰模滾壓（內(nèi)滾壓）：滾壓頭形成坯體的內(nèi)表面。

陽(yáng)模滾壓（外滾壓）：滾壓頭決定坯體形狀和大小，模型決定內(nèi)表面的花紋。272.滾壓成型的主要控制因素（1）對(duì)泥料的要求:水分、可塑性既有滾動(dòng)，又有滑動(dòng)，泥料主要受壓延力的作用。要求有一定的可塑性和較大的延伸量?？伤苄缘?，易開裂；可塑性高，水分多易粘滾頭。28二.塑壓成型模型：蒸壓型的α－半水石膏，內(nèi)部盤繞多孔性纖維管，用以通壓縮空氣或抽真空

將可塑泥料放在模型中在常溫下壓制成型的方法。29三.注塑成型（注射成型）瘠性物料與有機(jī)添加劑混合加壓擠制的成型方法。

1.坯料的制備坯料由陶瓷瘠性粉料與結(jié)合劑（熱塑性樹脂）、潤(rùn)滑劑、增塑劑等有機(jī)添加劑構(gòu)成。制備過(guò)程：配料、加熱混合、固化、粉碎造粒。有機(jī)物含量直接影響坯料的成型性能劑燒結(jié)收縮性能。30第三節(jié)壓制成型

pressforming31一、定義將含有一定水分（或其它粘結(jié)劑）的粒狀粉料填充于模具之中，對(duì)其施加壓力，使之成為具有一定形狀和強(qiáng)度的陶瓷坯體的成型方法叫做壓制成型。又稱模壓成型（stampingprocess）、干壓成型(drypressing)。粉料含水量8%~15％時(shí)為半干壓成型；粉料含水量為3％~7％時(shí)為干壓成型；特殊的壓制工藝（如等靜壓法），坯料水分可在3％以下。32施壓設(shè)備：機(jī)械壓機(jī)、油壓機(jī)或水壓機(jī)等。

模具可用工具鋼制成。模具設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則：便于粉料填充和移動(dòng)，脫模方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)有透氣孔，裝卸方便，壁厚均勻，材料節(jié)約等。壓制成型的模具和設(shè)備33二.等靜壓成型（一）等靜壓成型原理1.定義：是裝在封閉模具中的粉體在各個(gè)方向同時(shí)均勻受壓成型的方法。等靜壓成型是干壓成型技術(shù)的一種新發(fā)展，但模型的各個(gè)面上都受力，故優(yōu)于干壓成型。該工藝主要是利用了液體或氣體能夠均勻地向各個(gè)方向傳遞壓力的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)坯體均勻受壓成型的。34(2)不會(huì)在壓制過(guò)程中使生坯內(nèi)部產(chǎn)生很大的應(yīng)力（壓強(qiáng)的方向性差別小于其它成型方法，顆粒間、顆粒與模型間的摩擦力減?。?.等靜壓成型的優(yōu)點(diǎn)(1)等靜壓成型可以得到較高的生坯密度，且密度在各個(gè)方向上都比較均勻;35(3)成型的生坯強(qiáng)度高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻(4)可以采用較干的坯料成型，有利于減少干燥和燒成收縮。(5)對(duì)制品的尺寸和尺寸之間的比例沒(méi)有很大的限制。364.2修坯與粘結(jié)37可塑法和注漿法成型的生坯件，表面不太光滑，邊口都呈毛邊現(xiàn)象；多合模型的注漿坯件會(huì)有接縫痕跡；某些產(chǎn)品的進(jìn)一步加工如挖底、打孔等，都需要進(jìn)一步加工修平。工廠稱此為修坯，這是成型工藝中的一項(xiàng)必要的工序，決定產(chǎn)品的表面質(zhì)量、外觀質(zhì)量等。38濕修：坯體的水分16～19％。干修：坯體的水分<2％。粘結(jié)，是制造壺、坯及一些小口花瓶、壇子等不能一體成型的坯體所必須的工序。

394.3坯體干燥排除生坯水分的過(guò)程屬于干燥過(guò)程。目的:（1）是提高生坯機(jī)械強(qiáng)度，減少生坯的變形和破損;

（2）提高坯體的吸水率，便于進(jìn)行施釉操作;

(3)

減少燃料消耗，縮短燒成周期。404.3.1坯體中水分的類型與結(jié)合方式自由水

(機(jī)械結(jié)合水):自由水與物料結(jié)合松馳，容易排除。干燥過(guò)程排除。吸附水：坯體中的粘土能從大氣中吸附一定的水分，它也較易排除。

化學(xué)結(jié)合水：原料礦物分子結(jié)構(gòu)中的水分，如結(jié)構(gòu)水、結(jié)晶水等。最牢固，排除時(shí)需要較大的能量，如高嶺土的結(jié)構(gòu)水的排出需在400—600℃內(nèi)進(jìn)行。

414.3.2坯體干燥過(guò)程介質(zhì)與坯體之間既有熱交換，又有質(zhì)交換，可以將其分為下面三個(gè)既同時(shí)進(jìn)行又相互聯(lián)系的過(guò)程：

(1)傳熱過(guò)程干燥介質(zhì)的熱量以對(duì)流方式傳給坯體表面，又以傳導(dǎo)方式從表面?zhèn)飨蚺餍輧?nèi)部。(2)外擴(kuò)散過(guò)程（表面蒸發(fā)）

坯體表面產(chǎn)生的水蒸汽，在濃度差的作用下，以擴(kuò)散方式由坯體表面向干燥介質(zhì)中移動(dòng)。42

(3)內(nèi)擴(kuò)散過(guò)程

由于濕坯體表面水分蒸發(fā)，使其內(nèi)部產(chǎn)生濕度梯度，促使水分由濃度較高的內(nèi)層向濃度較低的外層擴(kuò)散，稱濕傳導(dǎo)或濕擴(kuò)散。434.3.3.干燥過(guò)程及干燥收縮與變形（1）干燥過(guò)程升速干燥階段等速干燥階段降速干燥階段平衡階段（預(yù)熱階段）干燥過(guò)程曲線圖44(1)升速干燥階段(加熱階段)

由于干燥介質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)傳給坯體表面的熱量大于表面水分蒸發(fā)所消耗的熱量，因此受熱表面溫度逐步升高，直至等于干燥介質(zhì)的濕球溫度，此時(shí)表面獲得熱與蒸發(fā)耗熱達(dá)到動(dòng)平衡，溫度不變。此階段坯體水分減少，干燥速率增加。時(shí)間很短，排除水分不多。

45(2)等速干燥階段由于坯體含水分較高，表面蒸發(fā)了多少水量，內(nèi)部就能補(bǔ)充多少水量，即坯體內(nèi)部水分移動(dòng)速度(內(nèi)擴(kuò)散速度)等于表面水分蒸發(fā)速度，亦等于外擴(kuò)散速度。本階段是排除自由水，故坯體會(huì)產(chǎn)生體積收縮;若操作不當(dāng)，干燥過(guò)快，坯體極易變形、開裂，造成干燥廢品。46

(3)降速干燥階段坯體含水量減少，內(nèi)擴(kuò)散速度趕不上表面水分蒸發(fā)速度和外擴(kuò)散速度，表面不再維持潮濕，干燥速率逐漸降低。當(dāng)物料水分下降至等于平衡水分時(shí)，干燥速率變?yōu)榱?，干燥過(guò)程終止。由于本階段排除的是大氣吸附水，坯體不產(chǎn)生體積收縮，不會(huì)產(chǎn)生干燥廢品。474.3.4干燥缺陷產(chǎn)生的條件及開裂類型（1）條件干燥制度或坯體造型不妥等情況。坯體干燥過(guò)程中形成的水分梯度使坯體出現(xiàn)不均勻的收縮，從而產(chǎn)生應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力大于呈塑性狀態(tài)的坯體強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)引起開裂。48（2）開裂類型

整體開裂邊緣開裂中心開裂

表面裂紋

結(jié)構(gòu)裂紋494.3.5.干燥制度的確定而干燥速度一般通過(guò)介質(zhì)溫度和濕度、流速和流量控制。最佳干燥制度：在最短時(shí)間內(nèi)獲得無(wú)干燥缺陷的生坯的制度。干燥制度是坯體進(jìn)行干燥時(shí)的條件總和。它包括干燥時(shí)間（干燥速度）、進(jìn)入和排出干燥劑的溫度和相對(duì)濕度、坯體干燥前的水分和干燥終了后的殘余水分等。

501.影響干燥速度的因素（1）

影響內(nèi)擴(kuò)散的因素內(nèi)因：含水率、生坯的組成與結(jié)構(gòu)等。(粗顆粒和瘠性料)外因：生坯溫度溫度升高,內(nèi)擴(kuò)散阻力減?。?）

影響外擴(kuò)散的因素干燥介質(zhì)及生坯表面的蒸氣分壓、干燥介質(zhì)及生坯表面的溫度;干燥介質(zhì)的流速和方向;生坯表面粘滯氣膜的厚度、熱量的供給方式、干燥方法等。512.其它影響因素

坯體的形狀、大小和厚度干燥器的結(jié)構(gòu)是否合理

坯體在干燥器中的放置方式與空氣流通情況

干燥的均勻程度a.一個(gè)坯體的每個(gè)部位b.整個(gè)干燥器同時(shí)干燥的各各坯體間524.3.6

干燥方法1.自然干燥最古老、傳統(tǒng)的干燥方法。利用自然的空氣對(duì)流使坯體內(nèi)的水分蒸發(fā)并帶走而干燥的方法。532.對(duì)流干燥是利用熱氣（煙氣或熱空氣）的對(duì)流傳熱作用，將熱傳給坯體，使坯體內(nèi)的水分蒸發(fā)而干燥的方法。陶瓷工業(yè)應(yīng)用最廣泛。室式干燥54隧道干燥器1-鼓風(fēng)機(jī)；2-總進(jìn)熱氣道；3-連同進(jìn)熱氣道；4-支進(jìn)熱氣道；5-干燥隧道；6-廢氣排除道；7-排風(fēng)機(jī)55總的來(lái)說(shuō)，熱擴(kuò)散方向與濕擴(kuò)散方向相反，不利于干燥速度提高?？烧{(diào)整干燥制度：分段控制、多次循環(huán)、高速送風(fēng)、脈沖送風(fēng)等。563.工頻電干燥是將工頻電流通過(guò)坯體進(jìn)行干燥的方法。屬內(nèi)熱式干燥。特點(diǎn)：（1）能實(shí)現(xiàn)均勻干燥（2）熱擴(kuò)散、濕擴(kuò)散方向一致，干燥速度快，單位熱耗小。574.微波干燥是以微波輻射使生