[发明专利]坭兴陶的干压成型工艺

说明书

技术领域

本发明涉及坭兴陶的成型方法，具体涉及用坭兴陶的干压成型工艺。

背景技术

钦州坭兴陶与江苏宜兴紫砂陶、云南建水陶、四川荣昌陶名列中国四大名陶，饮誉中外。坭兴陶是将钦州地区特有的东泥和西泥为原料，经过风化、球磨、压滤、真空练泥、陈腐后制成坯料，然后经成型、干燥、烧制等工艺制成。坭兴陶成型工艺主要采用手工拉坯，进入半机械化生产后引进了新的成型方法，即拉坯成型法、注浆成型法、印模成型法、滚压成型法，其中注浆成型和滚压成型法使用石膏模具，印模成型法使用硫磺作模具，而滚压成型法和印模成型法使用可塑法成型坯料，注浆成型使用注浆成型法坯料。上述成型方法均为湿法成型，均存在工艺周期长、坯体干燥能耗高的缺陷。随着坭兴陶产业化的发展，对短周期生产工艺的探索也显得越发重要。而干压成型则是一种工艺简单，操作方便，周期短，效率高的成型方法。如公开号为CN102229184A的发明专利公开了一种坭兴陶干法成型工艺，将东泥和西泥粉碎至80～120目，按5～6:4～5的重量比混匀，得到陶土粉末；再根据产品形状选择合适的铝合金模具，将铝合金模具安装固定在液压机上，然后将陶土粉末填入铝合金模具下模的型腔中，在正面压力为80～400吨的压力条件下压制成型。由于该工艺为单向加压，模具下端的承压板和模塞固定不动，只通过模塞由上方加压，由于陶土之间以及陶土与模壁之间的摩擦阻力是相当大的，必然导致明显的压力梯度，故压成的坯体结构具有明显的各向异性，密度分布不均一，而这种密度不均匀分布在后续烧制过程中容易导致畸变和开裂，对于坭兴陶小型器皿(直径＜25cm,高度＜40cm)而言，畸变和开裂几率为30％左右，对于中型器皿(25cm≤直径＜40cm，40cm≤高度＜80cm)而言，畸变和开裂几率为50％左右，对于坭兴陶大型器皿(直径≥40cm,高度≥80cm)而言，畸变和开裂几率就更高了，甚至高达70％以上，大大影响产品质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种坭兴陶的干压成型工艺，该工艺可以有效消除成型坯体密度分布不均一的缺陷，提高成型坯体的烧成率。

本发明提供的技术方案是坭兴陶的干压成型工艺，包括以下步骤：

1)取东泥和西泥粉碎至80～120目，得到陶土粉末；

2)往陶土粉末中加入其重量8～10％的粒度为150～200目的高岭土，加水至含水率为5～10％，混匀，得到坯料；

3)将坯料填充入金属模腔中，在30～40MPa下压制10～30s，得到成型坯体。

步骤1)中，东泥和西泥的重量比为5～6：4～5。优选地，东泥和西泥的重量比为5：4。

步骤2)中，高岭土洁白细腻，松软，其矿物成分主要由高岭石、云母、蒙脱石及石英和长石组成。高岭土加水少量水分后，高岭土在水中水解成微粒，因离子吸附在微粒周围形成吸附水膜，水膜在外力作用下其润滑作用，可任意滑移变形，减少了陶土颗粒之间的摩擦，又因颗粒间形成了毛细管，水膜又成了张紧膜，使发生滑移的颗粒不致脱开而起保形作用。高岭土中含有有机腐殖质，腐殖质与水经过均匀混合，吸附于陶土颗粒周围，有效增加了陶土颗粒整体的胶体稳定性，陶土颗粒间的距离虽然近了，但像涂了一层润滑油一样，自由移动能力增强，塑性，流动度也增强，从而减少了陶土粉末颗粒之间的摩擦以及陶土颗粒与模壁之间的摩擦。高岭土的添加可以增强陶土粉末在压制过程中的流动性，使得干压成型的坯体密度均一。

高岭土的粒度为150～200目，比陶土粉末的粒度小，高岭土粉末可以很好的填充于陶土粉末之间，有助于消除陶土粉末之间的拱桥效应，增加坯体密度均一性。

陶土粉末和高岭土的混合粉末中加水至混合粉末的含水率为5～10％，陶土颗粒的含水率适中，陶土颗粒周围的水膜仅仅填满粒子间的细小毛细管，毛细管力大于粒子间的斥力，颗粒间形成一层张紧适中的水膜。当含水率为6～8％时，陶土颗粒的流动性达到最大，可最大程度降低陶土颗粒之间的摩擦力。

高岭土中的主要矿物成分为高岭石，高岭石的重量份组成为：Al₂O₃39.5％、SiO₂46.5％、H₂O14.0％。Al₂O₃为对高温液相有贡献的低共熔氧化物，其含量为39.5％，高于坭兴陶粉末中低共熔氧化物的含量(35％)，因此高岭土的添加可以降低坭兴陶坯体的低共熔温度，增加液相量，促进物质在反应中的扩散以及烧结的进行，使坯体可以在低于正常烧结温度下完成烧结。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：