提高泥料成形性能的措施

12．6　提高泥料成形性能的措施

1．提高泥料的屈服值

(1)屈服值的物理意义

陶瓷工业中使用的可塑泥团是由固相、液相、气相等组成的弹性—塑性系统。当它受到应力作用而发生变形时，既有弹性性质，又有塑性性质。如图12．21所示，当应力σ很小时，含水量一定的泥团受到应力σ而产生形变ε，两者呈直线关系，而且是可逆的。这种弹性变形主要由于泥团中含有少量空气和有机增塑剂，同时也是由于黏土颗粒表面形成水化膜所致。

图中:σ_y是由弹性变形过渡到假塑性变形的极限应力，称为屈服值。σ_p由塑性变形过渡到开裂的极限应力，称破坏应力。

当应力超过弹性的极限应力值σ_y，出现不可逆的假塑性变形。在这种情况下，应力撤去后，泥团只能部分复原，即图上的ε_y部分，剩下的为不可逆变形。ε_n是因泥团中矿物颗粒产生相对位移所致。在这种情况下，同时存在弹性变形和塑性变形，因而称之为假塑性变形。

由此可见:屈服值实际上表征着塑性泥团成形后坯体抵御外力作用而不变形的能力。

图12．21　泥料的应力—应变曲线

σ_y高，则塑性坯体不易变形，弹性好。反之，σ_y低，则塑性坯体弹性小，易于变形。若是低到一定程度，坯体太软，其自身所受的重力都会引起坯体变形。因此，在挤压成形工艺中，希望泥料的屈服值大一些，以保证坯体的稳定性。

(2)提高可塑泥料屈服值的途径

提高可塑泥料屈服值的途径主要有;首先在保证泥料具有合适的可塑性的前提下，适当降低泥料的含水率，一般泥料的含水率不超过19%;其次在配方中适当增加一些熟料，以此提高泥料的弹性;再次可以采用多次练泥的方法，提高泥料组织结构的均匀性，既提高屈服值，又提高塑性。

2．破坏片状原料的片状结构

当泥料从机嘴中挤出时会受到缩小的喇叭嘴形成的阻力的作用，愈是靠近泥缸壁的泥料阻力愈大，中间泥料流速快，边缘流速小，而且黏土又是片状的，易于出现滑动，片状颗粒沿着模具的表面平行定向排列，导致干燥收缩不一致，引起变形或开裂。

为了解决上述问题，可以将滑石类的片状原料进行煅烧，以破坏片状结构。也可以将片原料进行细磨，减小它们的D/H比值。此外，可以把挤出机的出口设计宽一点，切割时只取中间部分，将两边的舍去不要。

3．确定一个较好的颗粒级配

合理的颗粒级配是提高泥料成形性能的重要因素。原料中过于粗大的颗粒，容易造成坯体边棱开裂，或表面不光滑;但过于细小的颗粒，则会降低泥料的屈服值。因此，一般使用的颗粒粒度范围为28～250目的多种粒径的级配，且瘠性料含量不小于30%。

4．强化练泥

真空练泥不仅可以提高泥料的均匀性，而且可以提高泥料的可塑性和屈服值。因此，真空练泥的次数至少应达到两次，而且要保证练泥时的真空度不低于0．09MPa。练泥后的泥料还需要陈腐一段时间，进一步提高泥料的成形性能。国外发达国家如日本的陈腐时间达1个月之长。

5．降低泥料对泥缸壁的阻力

通过改进挤制成形设备，也可以很好地提高泥料的成形性能，如将泥料中的尖颗粒通过球磨变为圆颗粒。在泥料中添加一定量的有机物如润滑剂，提高泥料的颗粒之间的流动性;将泥缸壁磨光滑，减少泥料挤出过程中的阻力;采用不锈钢来制作练泥机的主要工作部件等。