利用塑性坯料化漿制備注漿料＊

李慎芳 馬同剛

（山東銀鳳陶瓷集團(tuán)股份有限公司 山東 臨沂 276017）

前言

日用陶瓷的成形方法主要有可塑成形法、注漿成形法和壓制成形法等。對(duì)于形狀復(fù)雜不規(guī)則、尺寸較大、壁較薄的產(chǎn)品通常采用注漿成形法。隨著市場(chǎng)需求的不斷變化，需要注漿成形生產(chǎn)的產(chǎn)品品種越來(lái)越多，器型成形的難度在不斷增大，對(duì)注漿成形所需料漿的要求也越來(lái)越高。

1 注漿料的性能要求

改善及調(diào)整注漿料的注漿性能在注漿成形過(guò)程中十分重要，為了使注漿料能在陶瓷模型內(nèi)形成良好的坯體以及順利地脫模成坯件，日常生產(chǎn)中對(duì)注漿料的性質(zhì)有如下要求：

1）注漿料應(yīng)具有良好的流動(dòng)性，較小的粘度，以保證泥漿在管道中順利地輸送及注入模型時(shí)順利流入模型的各個(gè)部位，良好的泥漿在流出時(shí)應(yīng)形成一根連綿不斷的細(xì)線。

2）注漿料應(yīng)具有良好的懸浮性和穩(wěn)定性，以保證泥漿在儲(chǔ)存、輸送及注入模型過(guò)程中不變質(zhì)、不分層，不沉淀出某一組分（如長(zhǎng)石、石英等），泥漿各部分能長(zhǎng)期保持組分一致，使成形后的坯體各部位組成均勻。

3）注漿料應(yīng)具有良好的滲透性，使泥漿中的水分快速向模型中擴(kuò)散，以提高成坯的速度，使成形后的坯體脫模容易。

4）注漿料的含水率應(yīng)盡可能的低，這樣可縮短模型的吸漿時(shí)間，減小模型的吸水負(fù)擔(dān)，可更快、更好地達(dá)到坯件形狀和厚度的要求，增加坯體強(qiáng)度，降低干燥收縮。一般要求泥料的含水率為30%～33%，漿料應(yīng)不含氣泡。

5）所成形的坯件必須具有一定干坯強(qiáng)度，以保證在下道工序的操作中不會(huì)破壞坯件，其干坯的抗折強(qiáng)度應(yīng)不低于1MPa。

6）注漿料應(yīng)具有良好的觸變性，放置一定時(shí)間的泥漿，其粘度變化不宜過(guò)大，以便泥漿易于輸送和儲(chǔ)存，同時(shí)又要求脫模后的坯體不至于受到輕微震動(dòng)而損壞。根據(jù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的泥漿進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)，對(duì)長(zhǎng)石質(zhì)瓷和絹云母質(zhì)瓷，一般要求注漿泥漿觸變性系數(shù)為1.2左右。

7）注漿料的收縮率要小，注漿坯料的干燥收縮率一般為2%～4%，燒成收縮率為10%以下，總收縮率為12%～14%。

8）注漿坯料的細(xì)度根據(jù)產(chǎn)品種類不同以及坯件的大小、厚薄不同而不同。一般來(lái)說(shuō)，坯料的細(xì)度大，則泥漿的懸浮性穩(wěn)定性就好，但吸漿時(shí)間會(huì)長(zhǎng)。因此，對(duì)于一般中小件日用陶瓷坯料，坯料細(xì)度宜控制在萬(wàn)孔篩篩余量為0.1%～0.5%；大件產(chǎn)品的坯料細(xì)度則控制萬(wàn)孔篩篩余量為1%～2%。

9）在日常生產(chǎn)中我們習(xí)慣使用相對(duì)密度來(lái)控制泥漿的含水率，一般為1.7左右。相對(duì)密度可以通過(guò)加減水量來(lái)調(diào)控，具體應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)情況以及陶瓷模的新舊程度、模型溫度、模型水分等來(lái)控制。

2 塑性坯料制備陶瓷泥漿

為了達(dá)到上述工藝指標(biāo)的要求，傳統(tǒng)生產(chǎn)在制備注漿料時(shí)，只要確定塑性粘土與脊性原料的合理比例，選擇適當(dāng)?shù)恼惩粒⑻砑舆m量強(qiáng)可塑性粘土，在注漿坯料中加入0.3%～0.5%的電解質(zhì)，一起加入球磨機(jī)，研磨至一定細(xì)度，經(jīng)除鐵、過(guò)篩、陳腐后即可使坯料達(dá)到上述工藝要求。

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于粘土質(zhì)量波動(dòng)大，穩(wěn)定性差，粘土原料中的可溶性鹽類、腐植質(zhì)等雜質(zhì)含量高，易造成泥漿的性能波動(dòng)大。經(jīng)過(guò)粘土調(diào)節(jié)的泥漿，其工藝性能受到漿料中其他原料性質(zhì)、產(chǎn)品形狀、大小、厚薄、石膏模型的干燥程度以及新舊程度、澆注方式等因素影響較為嚴(yán)重。由于泥漿的穩(wěn)定性等在前段要求的各項(xiàng)指標(biāo)波動(dòng)較大，導(dǎo)致成形過(guò)程中開裂多，大件異形產(chǎn)品的成品率低，使得生產(chǎn)效率較低下。由粘土為主調(diào)節(jié)的泥漿含水率相對(duì)較高，干燥收縮和燒成收縮大，產(chǎn)品的規(guī)整度差，器型變形大，往往難以達(dá)到客戶規(guī)定的產(chǎn)品規(guī)格尺寸要求。另外在杯類產(chǎn)品的杯體和杯把的粘結(jié)等過(guò)程中，由于杯體和杯把材質(zhì)不同（一般杯體為可塑性泥料成形，杯把為注漿泥料成形），通常會(huì)因?yàn)椴馁|(zhì)的差異，在粘結(jié)部位會(huì)出現(xiàn)色差，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

為了解決上述問(wèn)題，我們采用塑性坯料化漿的辦法，由于塑性坯料所用的原料的粘土用量較以粘土為主配制的泥漿含量低，脊性原料含量較高，研磨細(xì)度一般控制在萬(wàn)孔篩余0.1%～0.5%，泥漿干燥收縮、燒成收縮較低，泥漿的相對(duì)密度較高，滲透性、穩(wěn)定性等指標(biāo)顯著提高，只要加入合理的電解質(zhì)就完全能夠解決泥漿的穩(wěn)定性差所造成的問(wèn)題，使成形效率、成形質(zhì)量得到保證。

傳統(tǒng)的塑性坯料化漿一般流程是將可塑性坯料的泥塊（泥餅）切成碎塊，加入適量的水或者電解質(zhì)在泥漿池內(nèi)攪拌化漿。采用經(jīng)過(guò)壓濾的泥料進(jìn)行化漿，濾去了原料中混入的可溶性鹽類（如Ca2＋、Mg2＋、SO2－、CO2－等），從而改善泥漿的穩(wěn)定性，適合生產(chǎn)質(zhì)量要求較高、形狀復(fù)雜的制品。在泥料化漿時(shí)，將泥段切割成小塊再入化漿池，加入一定量的電解質(zhì)如水玻璃和碳酸鈉或水玻璃和腐植酸鈉等。我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中，采用回收利用生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢坯、成形余泥的辦法，將生產(chǎn)過(guò)程中由塑性坯料成形、存在缺陷的毛坯、青坯、白坯（需要將釉下底標(biāo)、表面釉子清洗干凈）以及成形過(guò)程中的余泥進(jìn)行清理揀選，進(jìn)行化漿。上述泥料由于原料中可溶性鹽類大大減少，泥漿的穩(wěn)定性更佳，更加適應(yīng)于制作形狀復(fù)雜、尺寸嚴(yán)格的產(chǎn)品。

3 塑性坯料化漿制備陶瓷泥漿應(yīng)注意的問(wèn)題

塑性坯料在化漿過(guò)程中需要注意如下問(wèn)題：

1）在化漿過(guò)程中要對(duì)化漿用料進(jìn)行認(rèn)真揀選，特別是對(duì)使用廢坯料和成形余泥，除去影響漿料質(zhì)量的有害雜質(zhì)。

2）生產(chǎn)中最常用的電解質(zhì)為碳酸鈉、腐植酸鈉和水玻璃，單用一種或兩種混合使用均可，可根據(jù)泥料性能情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，必要時(shí)可增加PC減水劑。在這幾種電解質(zhì)中，碳酸鈉可以獲得水分疏散快的泥漿，因而使成形速度得以加快，但坯體的強(qiáng)度較低。用水玻璃則可以得到致密度高、強(qiáng)度大的坯體。所用電解質(zhì)要根據(jù)泥漿性能的要求加入量要計(jì)量準(zhǔn)確。引入腐植酸鈉因溶化困難，雜質(zhì)含量較高，要提前用溫水浸泡24h，然后過(guò)300目篩后才能加入。

3）所加入的水量需將泥餅（泥塊）、廢坯料以及腐植酸鈉溶液等水分一起計(jì)算，保證打漿后的泥漿水分含量為30%～33%。

4）打漿后的泥漿經(jīng)過(guò)篩、除鐵，陳腐3～5d后使用，使用前進(jìn)行真空脫泡，從而使泥漿的空氣含量降低，生坯強(qiáng)度得到提高。特別是在壓力注漿過(guò)程中真空脫泡是非常有必要的。

4 結(jié)語(yǔ)

陶瓷工廠原料加工車間通過(guò)利用塑性坯料化漿制作注漿泥料，特別是用廢坯、廢坯泥加工注漿泥料，可有效地改善泥漿性能。在使用過(guò)程中，該泥漿的穩(wěn)定性、觸變性、流動(dòng)性、滲透性、含水率以及脫模速度、干燥收縮、燒成收縮等各項(xiàng)指標(biāo)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于直接由粘土配方球磨直接加工形成的泥漿。

我們通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，提高了脫模速度和坯體強(qiáng)度，生產(chǎn)效率可提高20%以上，毛坯成品率可達(dá)到95%以上，產(chǎn)品的規(guī)格尺寸更容易控制，注漿成形產(chǎn)品的主要缺陷——變形也得到有效控制。廢坯料、成形余泥等的應(yīng)用，減少了泥料重新加工回漿濾泥、練泥的人工和動(dòng)力成本。但在塑性泥料中如果引入過(guò)多的廢坯、成形余泥也會(huì)影響塑性泥料的性能。總之，采用塑性泥料化漿制作注漿泥料為改進(jìn)工藝、試制新產(chǎn)品、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量提供了更大的可靠性和穩(wěn)定性。

1 張?jiān)坪?陶瓷工藝技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009

2 張長(zhǎng)海.陶瓷生產(chǎn)工藝知識(shí)問(wèn)答.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008

3 卜景龍，等.凝膠注模成形制備高溫結(jié)構(gòu)陶瓷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008

4 李文旭，宋英.陶瓷添加劑－配方·性能·應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011