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。對于形狀復雜不規則、尺寸較大、壁較薄的產品通常采用注漿成形法。隨著市場需求的不斷變化，需要注漿成形生產的產品品種越來越多，器型成形的難度在不斷增大，對注漿成形所需料漿的要求也越來越高。

1 注漿料的性能要求

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

1）注漿料應具有良好的流動性，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順利流入模型的各個部位，良好的泥漿在流出時應形成一根連綿不斷的細線。

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

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

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

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

6）注漿料應具有良好的觸變性，放置一定時間的泥漿，其粘度變化不宜過大，以便泥漿易于輸送和儲存，同時又要求脫模后的坯體不至于受到輕微震動而損壞。根據對生產過程中的泥漿進行實際檢測，對長石質瓷和絹云母質瓷，一般要求注漿泥漿觸變性系數為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）注漿坯料的細度根據產品種類不同以及坯件的大小、厚薄不同而不同。一般來說，坯料的細度大，則泥漿的懸浮性穩定性就好，但吸漿時間會長。因此，對于一般中小件日用陶瓷坯料，坯料細度宜控制在萬孔篩篩余量為0.1%～0.5%；大件產品的坯料細度則控制萬孔篩篩余量為1%～2%。

9）在日常生產中我們習慣使用相對密度來控制泥漿的含水率，一般為1.7左右。相對密度可以通過加減水量來調控，具體應根據產品的生產情況以及陶瓷模的新舊程度、模型溫度、模型水分等來控制。

2 塑性坯料制備陶瓷泥漿

為了達到上述工藝指標的要求，傳統生產在制備注漿料時，只要確定塑性粘土與脊性原料的合理比例，選擇適當的粘土，并添加適量強可塑性粘土，在注漿坯料中加入0.3%～0.5%的電解質，一起加入球磨機，研磨至一定細度，經除鐵、過篩、陳腐后即可使坯料達到上述工藝要求。

在實際生產過程中，由于粘土質量波動大，穩定性差，粘土原料中的可溶性鹽類、腐植質等雜質含量高，易造成泥漿的性能波動大。經過粘土調節的泥漿，其工藝性能受到漿料中其他原料性質、產品形狀、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重。由于泥漿的穩定性等在前段要求的各項指標波動較大，導致成形過程中開裂多，大件異形產品的成品率低，使得生產效率較低下。由粘土為主調節的泥漿含水率相對較高，干燥收縮和燒成收縮大，產品的規整度差，器型變形大，往往難以達到客戶規定的產品規格尺寸要求。另外在杯類產品的杯體和杯把的粘結等過程中，由于杯體和杯把材質不同（一般杯體為可塑性泥料成形，杯把為注漿泥料成形），通常會因為材質的差異，在粘結部位會出現色差，嚴重影響產品質量。

為了解決上述問題，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，研磨細度一般控制在萬孔篩余0.1%～0.5%，泥漿干燥收縮、燒成收縮較低，泥漿的相對密度較高，滲透性、穩定性等指標顯著提高，只要加入合理的電解質就完全能夠解決泥漿的穩定性差所造成的問題，使成形效率、成形質量得到保證。

傳統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在泥漿池內攪拌化漿。采用經過壓濾的泥料進行化漿，濾去了原料中混入的可溶性鹽類（如Ca2＋、Mg2＋、SO2－、CO2－等），從而改善泥漿的穩定性，適合生產質量要求較高、形狀復雜的制品。在泥料化漿時，將泥段切割成小塊再入化漿池，加入一定量的電解質如水玻璃和碳酸鈉或水玻璃和腐植酸鈉等。我們在生產過程中，采用回收利用生產過程中產生的廢坯、成形余泥的辦法，將生產過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、表面釉子清洗干凈）以及成形過程中的余泥進行清理揀選，進行化漿。上述泥料由于原料中可溶性鹽類大大減少，泥漿的穩定性更佳，更加適應于制作形狀復雜、尺寸嚴格的產品。

3 塑性坯料化漿制備陶瓷泥漿應注意的問題

塑性坯料在化漿過程中需要注意如下問題：

1）在化漿過程中要對化漿用料進行認真揀選，特別是對使用廢坯料和成形余泥，除去影響漿料質量的有害雜質。

2）生產中最常用的電解質為碳酸鈉、腐植酸鈉和水玻璃，單用一種或兩種混合使用均可，可根據泥料性能情況進行調節，必要時可增加PC減水劑。在這幾種電解質中，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，但坯體的強度較低。用水玻璃則可以得到致密度高、強度大的坯體。所用電解質要根據泥漿性能的要求加入量要計量準確。引入腐植酸鈉因溶化困難，雜質含量較高，要提前用溫水浸泡24h，然后過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算，保證打漿后的泥漿水分含量為30%～33%。

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

4 結語

陶瓷工廠原料加工車間通過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。在使用過程中，該泥漿的穩定性、觸變性、流動性、滲透性、含水率以及脫模速度、干燥收縮、燒成收縮等各項指標都遠遠優于直接由粘土配方球磨直接加工形成的泥漿。

我們通過生產實踐，提高了脫模速度和坯體強度，生產效率可提高20%以上，毛坯成品率可達到95%以上，產品的規格尺寸更容易控制，注漿成形產品的主要缺陷——變形也得到有效控制。廢坯料、成形余泥等的應用，減少了泥料重新加工回漿濾泥、練泥的人工和動力成本。但在塑性泥料中如果引入過多的廢坯、成形余泥也會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工藝、試制新產品、提高生產效率和產品質量提供了更大的可靠性和穩定性。

1 張云洪.陶瓷工藝技術.北京：化學工業出版社，2009

2 張長海.陶瓷生產工藝知識問答.北京：化學工業出版社，2008

3 卜景龍，等.凝膠注模成形制備高溫結構陶瓷.北京：化學工業出版社，2008

4 李文旭，宋英.陶瓷添加劑－配方·性能·應用.北京：化學工業出版社，2011