熱壓鑄成型(hot in jection molding)雖然也是注漿方法,但與前面的注漿工藝不同。它是利用石蠟的熱流性特點(diǎn),與坯料配合,使用金屬模具在壓力下進(jìn)行成型的,冷凝后坯體能保持
其形狀,在特種陶瓷成型中普遍采用。
1.蠟漿料的制備
此工序的目的是為了將準(zhǔn)備好的坯料加入到以石蠟為主的粘結(jié)劑中制成蠟板以備成型用。
將石蠟(按配比)稱取一定量(一般為12. 5%~13. 5%)后加熱熔化成蠟液,同時(shí)將稱好的盼料在烘箱內(nèi)烘干,使含水量不大于0. 2%。這是因?yàn)榉哿蟽?nèi)含水量大于1%時(shí),水分會(huì)阻礙
扮料與石蠟完全浸潤(rùn),粘度增大,難以成型。另外在加熱時(shí),水分會(huì)形成小氣泡分散在漿料之中,使燒結(jié)后的制品形成封閉氣孔,性能變壞。
制備蠟漿時(shí),在粉料中加入少量的表面活性劑(一般為0.4%~0.8%,如蜂蠟等),可以減少石蠟的含量,改善成型性能等。
具體混料方式有兩種:一種是將石蠟加熱使之熔化,然后將粉料倒人,一邊加熱,一邊攪拌;另一種是將粉料加熱后倒入石蠟溶液,一邊加一邊攪拌。制備蠟漿可以在回轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行,
然后將料漿倒入容器中,凝固后制成蠟板,以備成型之用。
料漿的性能指標(biāo)如下:
(1)穩(wěn)定性
穩(wěn)定性是指料漿在長(zhǎng)時(shí)間加熱而不攪拌的條件下,仍然保持其均勻不分層性能。通常用穩(wěn)定性指標(biāo)來表示:
Vo “2
V,式中u-穩(wěn)定性指標(biāo);
Vo -被測(cè)試的料漿體積(CTI13);
Vt-加熱后分離出的蠟液體積( CIT13)。
測(cè)試條件是:100 mL的料漿,在70℃下保溫24 h.分離出的蠟
液應(yīng)不大于0.2 mL。此時(shí)u>500。
(2)可鑄性
可鑄性是指漿料鑄滿模腔并保持要求形狀的能力。它是衡量料漿粘度與凝固速度的綜合指標(biāo)。一般地說,若粉料細(xì)度合適、粉料干燥、粘合劑(石蠟和含表面活性劑)加入量合適,則料漿的可鑄性好。測(cè)定蠟漿的可鑄性,可用一種模具如圖1-2-10所示。模腔為一底面為5 mm×5 mm的四方錐體,錐高為200 mm??设T性是用一定漿溫、一定模溫、一定壓力下料漿鑄人模腔的高度H來表示油浴攪拌漿出漿口
模具(漿溫為70℃,模溫為25℃,壓力為5個(gè)大氣壓)。其H應(yīng)在70~120 mm范圍內(nèi)。低于70 mm,即料漿粘度太大,可鑄性差;高于120 mm,即料漿過稀,當(dāng)然成型也較困難。
(3)收縮率
收縮率(。hrinking percentage)是指蠟漿由熔化的液體狀態(tài)冷卻凝固成固態(tài)時(shí),會(huì)有體積收縮。其收縮的大小與粉料和石蠟的膨脹系數(shù)、粉料的顆粒大小、粒形、級(jí)配、蠟漿中結(jié)合劑的配合比以及成型溫度有關(guān)。料漿在模腔中凝固時(shí)的體積收縮稱為冷收縮,一般約為l%。l壓縮空氣 2.熱壓鑄機(jī)的工作原理n 目前,生產(chǎn)上使用的熱壓鑄機(jī),一般有兩種類型,一種是手動(dòng)式,一種是自動(dòng)式,但其基本原理相同。
其工作原理是將配制成的料漿蠟板放置在熱壓鑄機(jī)筒內(nèi),加熱至一定溫度熔化,在壓縮空氣的驅(qū)動(dòng)下,將筒內(nèi)的料漿通過吸鑄口壓入模腔,根據(jù)產(chǎn)品的形狀和大小保持一定時(shí)間后,去掉壓力,料漿在模腔中冷卻成型,然后脫模,取出坯體,有的還可進(jìn)行加工處理,或車削,或打孔等。
3.高溫排蠟
熱壓鑄形成的坯體在燒成之前,先要經(jīng)排蠟處理。否則由于石蠟在高溫熔化流失、揮發(fā)、燃燒,坯體將失去粘結(jié)而解俸,不能保持其形狀。排蠟是將坯體埋人疏松、惰性的保護(hù)粉料之中,這種保護(hù)粉料又稱為吸附劑( adsor-bent)。它在高溫下穩(wěn)定,又不易與坯體粘結(jié),一般采用煅燒的工業(yè)A1。O。粉料。在升溫過程中,石蠟雖然會(huì)熔化、擴(kuò)散,但有吸附劑支持著坯體。當(dāng)溫度繼續(xù)升高,石蠟揮發(fā)、燃燒完全,而坯體中粉料之間也有一定的燒結(jié)出現(xiàn)。此時(shí),坯體與吸附劑之間既不發(fā)生反應(yīng),又不發(fā)生粘結(jié),而且坯體具有一定的強(qiáng)度。通常排蠟溫度為900~1100℃左右,視坯體性質(zhì)而定。若溫度太低,粉料之間無一定的燒結(jié)出現(xiàn),不具有一定的機(jī)械強(qiáng)度,坯體松散,無法進(jìn)行后續(xù)的工序;若溫度偏高,直至完全燒結(jié),則會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的粘結(jié),難以清理坯體的表面。排蠟后的坯體要清理表面的吸附劑,然后再進(jìn)行燒結(jié)。
4.熱壓鑄成型的優(yōu)缺點(diǎn)
熱壓鑄成型工藝適合形狀較復(fù)雜、精度要求高的中小型產(chǎn)品的生產(chǎn)。設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,勞動(dòng)強(qiáng)度不大,生產(chǎn)效率較高,模具磨損小,壽命長(zhǎng),因此在特種陶瓷生產(chǎn)中經(jīng)常采用。
但熱壓鑄成型也有缺點(diǎn),例如工序比較復(fù)雜,耗能大(需要多次燒成),工期長(zhǎng),對(duì)于壁薄的大而長(zhǎng)的制品,由于不易充滿模腔而不太適宜。
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本文“熱壓鑄成型方法及介紹”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時(shí)間:2014-12-11 00:10:47
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