熱壓鑄成型工藝質(zhì)量的影響因素探

黃亮亮　田星宇

摘要：工業(yè)上生產(chǎn)精密陶瓷時(shí)，最為常見的一種手段就是熱壓鑄成型工藝，它也可以叫做是為低壓注射成型工藝。這種工藝將石蠟用作定型劑，使原本無法塑形的陶瓷粉，在與適量的石蠟液混合之后，可以變成可塑形的漿料，然后通過壓力的施加，將漿料填充到金屬注膜內(nèi)，用來生產(chǎn)胚具，然后后期經(jīng)過脫蠟處理之后，來進(jìn)行陶瓷的制造。本文對(duì)熱壓鑄成型工藝進(jìn)行了探究和分析，對(duì)影響其質(zhì)量的因素進(jìn)行了深入的討論，并給出了相應(yīng)的優(yōu)化方法，希望能夠?yàn)闊釅鸿T成型工藝的進(jìn)步帶來一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：熱壓鑄成型;質(zhì)量;問題;優(yōu)化;對(duì)策

一、熱壓鑄成型工藝簡介

熱壓鑄成型工藝主要是通過對(duì)熱壓鑄機(jī)的利用來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。這種工藝主要是對(duì)石蠟加熱，讓石蠟受熱融化，利用石蠟冷凝后重新變?yōu)楣虘B(tài)的特征，對(duì)石蠟加熱直至變?yōu)橐簯B(tài)，然后讓石蠟液與陶瓷粉進(jìn)行混合，行成可以流動(dòng)的漿料，在壓力機(jī)的作用下把漿料填充到模具之中，等到石蠟冷卻變?yōu)楣腆w之后，脫掉模具，得到蠟胚。

和其他的工藝相比，熱壓鑄成型技術(shù)靈活性更強(qiáng)，而且生產(chǎn)的規(guī)模規(guī)模范圍廣泛，投資的金額也可以靈活調(diào)整，能夠應(yīng)用于一些形狀復(fù)雜的陶瓷塑形中。因此，一些體積較小而且較為復(fù)雜的陶瓷，主要就是依靠熱壓鑄成型工藝來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。熱壓鑄成型工藝不僅效率高，而且生產(chǎn)的尺寸準(zhǔn)確，所需時(shí)間短，表面無劃痕，操作起來簡單方便，不會(huì)對(duì)加工的設(shè)備和操作的工人提出過高的要求。一般的礦物、氧化物和非氧化物都可以作為生產(chǎn)的原料。正是由于熱壓鑄成型工藝的優(yōu)勢(shì)十分突出，因此，的這種工藝在電子陶瓷，紡織陶瓷，結(jié)構(gòu)陶瓷，絕緣陶瓷以及化工陶瓷等方面得到了廣泛的應(yīng)用。熱壓鑄成型工藝不僅會(huì)保障產(chǎn)品的質(zhì)量，而且會(huì)有效的壓縮成本。然而，這種工藝也會(huì)有一定的漏洞，那就是陶瓷的質(zhì)量無法保障，會(huì)受到諸多因素的影響，后續(xù)的排蠟工藝中需要耗費(fèi)較長的時(shí)間和能源，甚至?xí)?duì)環(huán)境帶來一定的傷害。所以，加工薄壁長零件產(chǎn)品不宜選用熱壓鑄成型工藝。

二、熱壓鑄成型工藝的質(zhì)量問題及優(yōu)化方法

在熱壓鑄成型工藝對(duì)陶瓷進(jìn)行制造和生產(chǎn)時(shí)，它的質(zhì)量缺陷主要體現(xiàn)在欠注、開裂、變形、氣泡等方面。每一種質(zhì)量問題都會(huì)受到諸多因素的影響，因此。我們對(duì)這些影響質(zhì)量的因素進(jìn)行了深入的探討，并提出了優(yōu)化工藝的對(duì)策，希望能夠保障陶瓷生產(chǎn)的質(zhì)量。

（一）欠注缺陷及優(yōu)化對(duì)策

欠注指的是帶成型的時(shí)候，漿料的填充不完全，未能充滿整個(gè)模具，導(dǎo)致成型后的產(chǎn)品并不完整，尤其是形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，更容易出現(xiàn)欠注的質(zhì)量問題。導(dǎo)致這一情況發(fā)生的主要原因就是由于漿料的粘度過大，而且流動(dòng)性不好。除此之外，還有可能就是在漿料注入時(shí)沒有受到足夠的壓力，或是在將料注入模具時(shí)，模具內(nèi)有殘留的氣體未排出。這三種情況的出現(xiàn)都會(huì)造成嵌入的質(zhì)量問題。對(duì)于漿料粘度過高來說，可能由三個(gè)原因?qū)е拢阂皇怯捎诎柘灥脑细稍镄圆缓茫蚴前柘灥倪^程中混入了水分，此時(shí)我們可以先對(duì)原料進(jìn)行干燥，保障原料無多余水分之后，再進(jìn)行半蠟的程序，避免水分過多的情況出現(xiàn);二是由于原料過細(xì)，導(dǎo)致在拌料時(shí)，石蠟的量超出了標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于漿料的流動(dòng)性產(chǎn)生了影響。這種情況我們可以對(duì)原料的選擇進(jìn)行控制，確保原料的顆粒度復(fù)合要求，避免出現(xiàn)原料過細(xì)的情況;三是將料注入時(shí)并未控制好溫度，導(dǎo)致溫度過低對(duì)漿料的粘度產(chǎn)生了影響，阻礙了漿料的流動(dòng)。此時(shí)我們可以在漿料注入時(shí)，根據(jù)漿料粘度來對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)整，避免出現(xiàn)欠注的問題。對(duì)于壓力不足的情況來說，需要根據(jù)漿料的流動(dòng)性和當(dāng)時(shí)的溫度，控制好壓力和保壓的時(shí)間。而對(duì)于模具中有殘留氣體并未排出來說，主要的原因就是模具的排氣不通暢，此時(shí)需要從源頭入手，在對(duì)模具設(shè)計(jì)時(shí)就要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)好排氣槽，保障氣體能夠順利排出。

（二）變形缺陷及優(yōu)化對(duì)策

之所以會(huì)在熱壓鑄工藝中出現(xiàn)變形的質(zhì)量問題，主要的原因就是在脫模的時(shí)候，將料或是模具的溫度超出了標(biāo)準(zhǔn)，在石蠟并沒有冷卻為固態(tài)就脫模，加上后期操作不科學(xué)，導(dǎo)致變形問題的出現(xiàn)。對(duì)于變形的質(zhì)量缺陷，我們可以根據(jù)產(chǎn)品具體的尺寸，來安排好脫模時(shí)所需的溫度，確保石蠟完全冷凝為固態(tài)后，在進(jìn)行脫模。

（三）氣泡缺陷及優(yōu)化對(duì)策

產(chǎn)品內(nèi)出現(xiàn)氣泡的質(zhì)量問題，不僅會(huì)對(duì)產(chǎn)品的性能帶來影響，而且還會(huì)造成原料的浪費(fèi)和成本的增加。因此，我們需要對(duì)產(chǎn)品的氣泡缺陷進(jìn)行優(yōu)化。

產(chǎn)品內(nèi)出現(xiàn)氣泡的原因可以有以下4點(diǎn)：（1）有機(jī)物含量過多。在加熱時(shí)有機(jī)物燃燒生成氣體，氣體無法排出，形成了氣孔缺陷。這一情況我們需要從源頭入手，在漿料制作時(shí)，就要按照嚴(yán)格的規(guī)定控制漿料中有機(jī)物的含量;（2）在漿料注入模具時(shí)，其中真空除去空氣環(huán)節(jié)的溫度沒有合理的控制，導(dǎo)致漿料內(nèi)混有空氣。此時(shí)，我們需要把控好真空環(huán)節(jié)的溫度，緩慢倒入漿料，去除掉漿料中混有的空氣。（3）漿料流動(dòng)性較好，導(dǎo)致填充速度過快，連同空氣一同帶入了漿料之中。這種情況我們需要控制好石蠟的質(zhì)量，保障漿料的流動(dòng)性。（4）是由于模具不合適導(dǎo)致的。模具的不同，排氣槽也會(huì)有所差異，排氣槽尺寸不合理都會(huì)導(dǎo)致氣泡出現(xiàn)，因此需要合理的選擇模具，保障模具排氣槽的設(shè)計(jì)科學(xué)。

（四）開裂缺陷及優(yōu)化對(duì)策

一般情況下，開裂的現(xiàn)象都會(huì)通過蠟胚來加以體現(xiàn)。之所以蠟胚會(huì)出現(xiàn)開裂的質(zhì)量缺陷，首要的原因就是由于沒有控制好蠟胚冷卻的速度，導(dǎo)致冷卻的速度過快，再加上模具本身的不合適，導(dǎo)致搭配表面出現(xiàn)裂紋。針對(duì)這一情況，我們需要合理而科學(xué)的選擇模具，在調(diào)節(jié)好加熱的溫度之后，合理的控制蠟胚冷凝的速度，避免蠟胚由于冷凝速度過快而出現(xiàn)裂紋。第二個(gè)原因就是由于脫模的速度過快。脫模速度過快，會(huì)在有直角的地方產(chǎn)生過大的收縮應(yīng)力，從而引起裂紋。針對(duì)這一問題，我們需要嚴(yán)格把控好脫模的速度，避免出現(xiàn)收縮的過大應(yīng)力。除此之外，還有一個(gè)導(dǎo)致開裂問題出現(xiàn)的原因就是模具的注口斜度過小，在漿料注入口的邊緣很容易出現(xiàn)開裂的情況。對(duì)于這種現(xiàn)象我們需要從源頭入手，在模具的加工和設(shè)計(jì)時(shí)就要控制好傾斜的角度。而且在模具投入到實(shí)踐的使用之中，也需要對(duì)模具的傾斜角度做出定期的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)角度過小，必須要按時(shí)維修嗎，避免出現(xiàn)開裂的質(zhì)量問題。

三、總結(jié)

引起熱壓鑄從形缺陷的原因是多種多樣的，任何一個(gè)流程的出現(xiàn)小問題都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量不合格，所以在加工過程中應(yīng)該嚴(yán)格的遵守工藝流程和規(guī)定，保證每一個(gè)流程都不會(huì)出錯(cuò)，在加工過程中應(yīng)該及時(shí)總結(jié)導(dǎo)致出現(xiàn)缺陷的原因，并且不斷優(yōu)化工藝，這樣才能使產(chǎn)品盡可能的不會(huì)產(chǎn)生缺陷。

參考文獻(xiàn)

[1] 王琛，于嘉浩，陸紅紅，蔣雨婷.基于快速成型技術(shù)的中國古典家具模型制作工藝研究[J].家具，2018，39（6）：40-44.