陶瓷成型用塑料模具的研究

2019-03-14 14:13:46 75
本文轉載自網絡,如有侵權,請聯絡刪除:  中國塑料bookmark0陶瓷成型用塑料模具的鉆研李鐵軍(湖南省塑料鉆研所,湖南長沙410001)石膏不時是制作陶瓷模具的主要材料。石膏模的長處是氣孔率散布平均,壁厚平均,能脫水,泥坯在枯燥過程中收縮平均,非常有利于脫模。但石膏模有其不可抑制的缺陷,例如,石膏在水中的可溶性使模具容易侵蝕,重復使用后外表變得粗糙;石膏模耐磨性差,與泥坯之間的摩擦而形成的磨損非常重大,而耐磨性是決定模具壽命的最重要因素;加水硬化后的石膏在水中的分解溫度約60在模具枯燥中由于組分變遷和熱沖擊作用而容易招致模具毀壞;沖擊強度、彎曲強度等力學性能低,在操作和搬運過程中易于損傷。因而,石膏模的重復使用率很低。為此,我們鉆研采納塑料替代石膏制作陶瓷模具,獲得了良好的應用成效。

  塑料模的耐磨性、耐水性、耐溫性以及壓縮強度、彎曲強度等物理力學性能明顯優于石膏模。本文以7%'圓盤模具為例討論塑料模的主要組成、成型工藝及其性能和應用。

  1技術要求陶瓷模具的根本要求是強度高,硬度大;具有較高的流體浸透性,產生浸透性的連通氣孔尺寸小且散布平均,以阻止濕粘土擠入而堵塞并具有潤滑的外表。

  2,暗影為任意粉粒ai和a2的熔3./糊唄塑料粉料燒結成型示意。2塑料原料的選擇陶瓷成型模具用塑料材料首先必需是粉末狀,粉料盡可能是球體,形狀規整,否則表觀密度不均,形成的空隙不平均,透過性不佳。其次粒徑應在0.01mm~0.2mm之間,粒徑太小,則形成的空隙過小,限制了透過性;粒徑太大,則制品密度難平衡,氣孔尺寸較大,易堵塞,外表不很潤滑。另外形狀和尺寸散布應盡量均一,絕大多數粉料應能通過100目篩,80%以上的粉料通過200目篩,這樣有利于形成空隙平均的制品。最后熔流性要低,熔體活動速率太高,模具外表的粒子受熱易熔化和熔結,內部粒子因傳熱慢而仍未熔,堅持原渙散的粉體狀,影響空隙的形成及平均性,強度差;熔體活動速率也不能太低,否則所需加熱工夫長且有降解的危險。

  3.3助劑的選擇1解決劑樹脂的疏水性使塑料模不能像石膏模一樣有很好的吸水性,重大影響常壓旋坯成型時泥坯的順利脫模,因而選用活性解決劑對樹脂停止預解決,以賦予親水性(如表1)。

  表1塑料模預解決前后的吸水性項目未加活性解決劑加活性解決劑(0.4%,質量)吸水率/% 2熱穩定劑塑料處于長工夫高溫受熱過程,須要參與熱穩定劑,以防塑料分解變色而招致模具強度下降、外表性能差(見表2)。

  表2加穩定劑前后的制品性能項目未加穩定劑加穩定劑(6%,質量)彎曲強度/MPa壓縮強度/MPa外表有較多溝槽外表無明顯變遷外表黑色,粗糙本性,潤滑3填料塑料導熱率很低,使模具壁面與內部密度不均,孔隙大小不一,溫差大060°C),強度不高,而且燒結工夫高3參與能長工夫堅持熱量的細磨填hing料,依靠熱解決時粉料本身吸收的熱量燒結,燒結工夫縮短30~45h,強度進步15%~30%,空隙平均,透過性好,而且降低了加熱時的線膨脹值(見表3)。但應控制參與量和平均性,以防阻塞空隙而失去透過性,參與量以10%~15%為佳(如)。

  表3填料對試樣線膨脹率的影響加熱溫度/C粉料試樣線膨脹/未加填料粉料加填料粉料3.4燒結工藝的控制3.4.1燒結溫度和工夫的控制填料含量與空隙率的關系溫度以上。燒結溫度越高,工夫越長,形成的熔結面強度越大,制品的強度就越高,但同時要思考塑料的熱穩定性。由于塑料的熱導率、熱擴散系數很低,粘度又高,加上粉料間存在空隙,所以溫度及熱量在物料中傳送速率很低,形成各部分溫度不平均。假如片面地升高溫度或升溫太快,制品內外層溫差大(見)內層物料溫度比外層溫度要遲后抵達要求,將形成產品密度和空隙散布不平均,并隨升溫速率的進步而更加明顯(見)當外層溫度已抵達要求時而內層溫度仍較低,甚至堅持原渙散的粉體狀;若繼續加熱,當內層溫度抵達要求時,外層溫度已很高,使外層粉料已熔合而失去空隙,沒有透氣性,還容易引起降解;溫差過大還形成各部分膨脹不平均,使制品產生內應力,甚至呈現裂紋,力學強度下降,所以升溫速率必需正確控制(見燒結溫度制品大小升溫速率廠C"h-保溫工夫直徑80mm,厚度35mm直徑60mm,厚度20mm 3.4.2燒結時壓力的控制施加壓力促使粘流狀粉料間熔合以抵達最佳的接觸面積,有助于進步力學性能,控制制品密度和空隙。

  壓力盡量平均,則形成的空隙平均;壓力不能過高,否則制品密渡過大,空隙太小,透氣性下降,也可能內應力增加,易開裂;壓力不能過小,否則制品內部構造不嚴密,力學性能較差。在定量的塑料粉料平均地參與模腔后,加壓過程中要停止放氣,最后保壓一段工夫,再遲緩卸壓以防壓力解除后物料回彈而產生裂紋。由于燒結是在型腔一定的密閉金屬模具內停止,所以壓力大小及平均性與塑料粉料參與量及平均性直接相關,制品密度和空隙以及強度實際受塑料粉的參與量及平均性的影響。

  3.4.3燒結成型冷卻的控制塑料導熱性差,冷卻過快,制品內外冷卻不均,內部易產生內應力,可能形成收縮和裂縫,彎曲強度、拉伸強度等力學性能比應有的數值低,而過慢的冷卻往往收縮一般快速冷卻制品性好,收縮率小,而拉伸強度低;遲緩冷卻制品拉伸強度大,外表硬度高,耐磨,但收縮大,對尺寸精度要求高的制品應在模內受壓冷卻。

  4性能對比我們測試了塑料模和石膏模的性能(見表5),塑料模綜合性能明顯優于石膏模。

  項巨塑料模石膏模彎曲強度干態濕態壓縮強度干態濕態耐磨性(0.僅現拋光成效,不影已磨出深槽,吸水性周期)響吸水性下降使用溫度廠C吸水率/%氣孔直徑/Pm外表潤滑,不易劃傷光潔,易劃傷使用次數/次氣孔率/%質量/kg 5工業應用'圓盤塑料模停止了工業應用試驗,標明塑料模替代石膏模的新材質鉆研是成功的,它具有如下長處,是石膏材質無法比擬的。

  模具強度高,耐磨性好,試用500次后模面完整如新,估計使用壽命比石膏模高7倍以上。因而可進步設施利用率減少換模次數和工時耗費,進步消費率,降低消費本錢。

  由于氣孔通順,真空吸模時加強了對泥坯的吸附才干,可打消石膏模因新舊或干濕不一產生成型花底缺陷,而且可降低滾頭成型溫度,節約電耗,相應地進步了廢品率和產量。

  由于耐磨性好,模面光潔,可抑制和減少石膏模常見的斑點、熔洞、疙痕、滾壓釉等坯面缺陷,進步產品質量,而且能夠簡化精坯工藝,降低勞動強度,進步消費率。

  石膏模在最初幾次澆注后外表就變得粗糙且分解,而塑料模則完整如初。

  率較大因而冷速率控制在的嚀內。實驗證明舂6)。需胯盟的是塑料模坯實驗總不高與該產品質量對比是在同一窯車上混裝停止的(見廠質量大氣候有關,與試驗車同期大消費71'圓盤累計一級率只要57%.塑料模更合適于陶瓷的壓濾成型。

  表6塑料模坯與石膏模坯質量對比項目塑料模坯石膏模坯一級率/%二級率/%出口率/%滾壓釉/%無缺陷疙痕/%無坯變形率/%采納塑料燒結成型法可制作合乎要求的高強度、耐磨、耐水、耐溫及透過性好的塑料陶瓷模具。

  塑料燒結成型法制作陶瓷模具的關鍵是塑料材料的選擇以及工藝過程中溫度、工夫、壓力、冷卻的控制。

  性能測試和工業應用標明塑料模的耐水性、耐溫性及壓縮強度、彎曲強度等物理力學性能,特別是耐磨性明顯優于石膏模,更合適耐久性和耐高壓性的陶瓷模。

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