專利名稱：一種工業(yè)陶瓷造坯用粒料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)陶瓷造坯粒料的制備方法，具體地說(shuō)是涉及一種用半干濕法成型的工業(yè)陶瓷造坯粒料的制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，陶瓷制品已有很長(zhǎng)的生產(chǎn)歷史，其制造工藝可謂種類繁多，對(duì)毛坯的成型方法也是多種多樣，而工業(yè)陶瓷的造坯方法，通常是根據(jù)制品的性能要求、形狀、大小、厚薄、產(chǎn)量以及經(jīng)濟(jì)效益等因素來(lái)進(jìn)行選擇的。目前，廣泛使用的工業(yè)陶瓷的毛坯成型方法大致可歸納為干法成型、塑法成型、流法成型、半干濕法成型、熱壓注射成型幾種。它們之中數(shù)熱壓注射成型所制造的產(chǎn)品的質(zhì)量最好，具有產(chǎn)品外觀光潔度良好，尺寸精度高的特點(diǎn)，但其制作成本也是這幾種方法中最高的，是干法、塑法、流法的1～2倍，是半干濕法的3～5倍，常只適合于制作高精度的制品時(shí)采用。而半干濕法成型是這幾種方法中制作成本最低的一種，但其制品表面光滑度和尺寸精度較差也是大家公認(rèn)的，所以很難被廣泛使用。另外的三種成型方法存在制造工序繁雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、需二次燒結(jié)耗燃料大的缺點(diǎn)，在質(zhì)量與成本，工業(yè)發(fā)展與自然能源分配的各種矛盾日顯突出的今天，其過(guò)高的生產(chǎn)成本已使得各陶瓷生產(chǎn)企業(yè)面臨著巨大的生存壓力。
為了降低日益高漲的制造成本，各陶瓷生產(chǎn)企業(yè)紛紛加大研發(fā)力度，以便在造坯粒料的制備上求取一種采用低廉材料，制備工序簡(jiǎn)單，又適合一次性燒結(jié)成成品的造坯用粒料制備方法，以緩解世界燃料緊缺給企業(yè)帶來(lái)的巨大壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于提供一種用半干濕法成型的工業(yè)陶瓷造坯粒料的制備方法，它與現(xiàn)有半干濕法成型所采用的造坯粒料制備技術(shù)相比，具有造坯原料全部采用標(biāo)準(zhǔn)的制瓷用材料，采用了添加粘結(jié)劑技術(shù)，所造產(chǎn)品表面光潔度好、尺寸精度高，相當(dāng)接近用熱壓注射法制造的產(chǎn)品質(zhì)量，成品率高，合格率能達(dá)到90％以上(現(xiàn)有技術(shù)的合格率通常只能達(dá)到70％左右)，而用此法制造出工業(yè)陶瓷的成本只有熱壓注射法的30％，比常規(guī)半干濕法的成本只高出30％左右，而制品的機(jī)械強(qiáng)度、電性能也能達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了鉀長(zhǎng)石、石英、高嶺土、氧化鋅、煅燒滑石粉、滑石、膨潤(rùn)土、碳酸鋇、堇青石為造坯原料，選用黃糊精溶液或甲基纖維素水溶液、木質(zhì)素水溶液為黏結(jié)劑，以牛油(動(dòng)物的油)和煤油的混合液為造坯時(shí)的脫模劑，根據(jù)長(zhǎng)石質(zhì)瓷、滑石瓷、耐熱瓷的特性進(jìn)行造坯原料配置，再通過(guò)干法球磨、調(diào)料陳腐、過(guò)篩造粒工序制得可塑性好、團(tuán)粒均勻一致的造坯用粒料。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種工業(yè)陶瓷造坯用粒料的制備方法，其造坯原料是鉀長(zhǎng)石、石英、高嶺土、氧化鋅、煅燒滑石粉、膨潤(rùn)土、滑石、碳酸鋇、堇青石。其中，制造長(zhǎng)石質(zhì)瓷的制瓷原料及重量配比是鉀長(zhǎng)石28～35％、石英20～25％、高嶺土42～45％、氧化鋅1～2％；制造滑石瓷的制瓷原料及重量配比是煅燒滑石粉55～75％、甲長(zhǎng)石8～13％、高嶺土5～20％、膨潤(rùn)土3～4％、碳酸鋇3～10％；制造耐熱瓷的制瓷原料及重量配比是高嶺土23～35％、甲長(zhǎng)石10～15％、滑石8～12％、堇青石38～59％。鉀長(zhǎng)石和石英粉料的精細(xì)度要求在150～200目之間，高嶺土采用灼減率為9～14％的精泥粉料，氧化鋅采用煅燒含量在98％以上的氧化鋅粉料，堇青石采用精細(xì)度在60～100目的粉料，另外采用黃糊精溶液或甲基纖維素溶液作為黏結(jié)劑，以牛油和煤油的混合液作為脫模劑。
本發(fā)明的成型工藝包括配料、干法球磨、調(diào)料陳腐、過(guò)篩造粒四個(gè)工序。
上述配料工序包含配制造坯原料、配制黏結(jié)劑、配制脫摸劑三種準(zhǔn)備工作。其中配制造坯原料是指根據(jù)待造工業(yè)陶瓷的特性來(lái)進(jìn)行原料配比(即待造陶瓷屬于長(zhǎng)石質(zhì)瓷、滑石瓷、耐熱瓷中的哪一類)，將選取的原材料進(jìn)行混合、均勻攪拌的過(guò)程，這里必須說(shuō)明的是，當(dāng)配制耐熱瓷的材料時(shí)，由于堇青石不需入球球磨，故配制材料時(shí)只將其它三種原材料均勻混合；配制粘結(jié)劑是指取黃糊精或甲基纖維素，配制出濃度為5％～12％的黃糊精水溶液，或者4.8％～5.6％甲基纖維素水溶液的過(guò)程；配制脫模劑是指將牛油放進(jìn)鐵鍋或其它可灼燒的容器中加溫止溶化，然后加入煤油進(jìn)行攪拌，讓牛油與煤油充分混合的過(guò)程，牛油與煤油的重量比是3∶7。
以上所述干法球磨工序是指將已經(jīng)配制好的造坯原料干法入球、出球，球蛋與造坯原料的重量比例為1.5∶1，球磨時(shí)間根據(jù)產(chǎn)品的要求以及細(xì)度來(lái)確定，常規(guī)產(chǎn)品通常需要15～18小時(shí)，另原料的細(xì)度達(dá)到100g過(guò)250目篩后剩余1～2g為宜。
以上所述調(diào)料陳腐工序是指在已經(jīng)過(guò)球磨的粉料中加入黏結(jié)劑，攪拌均勻后密封于容器內(nèi)，并存放于陰涼處讓粘結(jié)劑充分滲透在粉料中的過(guò)程。使用濃度為5％～12％的黃糊精水溶液或者4.8％～5.6％甲基纖維素水溶液為黏結(jié)劑，加入量為一百份粉料中含有1.5～3份溶質(zhì)物質(zhì)，密封存放的時(shí)間不小于48小時(shí)，使粉料中水份的含量控制在15～25％之間。
以上所述過(guò)篩造粒工序是指把陳腐好的粉料過(guò)篩網(wǎng)篩選的過(guò)程，網(wǎng)篩的目數(shù)視待造產(chǎn)品的形狀、大小來(lái)定，體積大的采用4目篩，產(chǎn)品體積小的采用8目篩。
以上所述的脫模劑是在壓制陶瓷毛坯時(shí)使用，使用時(shí)涂抹在成型鋼模的那表面上，以便毛坯和鋼模的順利分離。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種工業(yè)陶瓷造坯用粒料的制備方法，其成型工藝包括配料、干法球磨、調(diào)料陳腐、過(guò)篩造粒四個(gè)工序；采用鉀長(zhǎng)石、石英、高嶺土、氧化鋅、煅燒滑石粉、膨潤(rùn)土、滑石、碳酸鋇、堇青石為造坯的原料。其中，制造長(zhǎng)石質(zhì)瓷的制瓷原料及重量配比是鉀長(zhǎng)石28～35％、石英20～25％、高嶺土42～45％、氧化鋅1～2％；制造滑石瓷的制瓷原料及重量配比是煅燒滑石粉55～75％、甲長(zhǎng)石8～13％、高嶺土5～20％、膨潤(rùn)土3～4％、碳酸鋇3～10％；制造耐熱瓷的制瓷原料及重量配比是高嶺土23～35％、甲長(zhǎng)石10～15％、滑石8～12％、堇青石38～59％。鉀長(zhǎng)石和石英粉料的精細(xì)度要求在150～200目之間，高嶺土采用灼減率為9～14％的精泥粉料，氧化鋅采用煅燒含量在98％以上的氧化鋅粉料，堇青石采用精細(xì)度在60～100目的粉料。另外，采用黃糊精溶液或甲基纖維素溶液作為黏結(jié)劑，以牛油和煤油的混合液作為脫模劑。
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如下實(shí)施例1(配制長(zhǎng)石質(zhì)瓷造坯用粒料)第一步配料a、配制造坯原料配制500kg的造坯原料，其做法是分別在符合選用條件的待用原材料中取140kg的鉀長(zhǎng)石、125kg的石英、225kg的高嶺土、10kg的氧化鋅混合后充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后備用?br> b、配制黏結(jié)劑配制1000kg的黏結(jié)劑、其做法是先取48kg的甲基纖維素放進(jìn)952kg的水中充分?jǐn)嚢枞芙夂髠溆谩?br> c、配制脫模劑配制100kg的脫模劑、其做法是取30kg的牛油放進(jìn)鐵鍋中加溫至牛油熔化，然后加進(jìn)70kg的煤油均勻攪拌混合后備用。
第二步干法球磨取200kg第一步a中配好備用的造坯原料放進(jìn)磨球中，球蛋與造坯原料的重量比例是為1.5∶1，球磨的時(shí)間可視待造產(chǎn)品的要求及細(xì)度來(lái)確定，通常在6～9小時(shí)內(nèi)完成，如果待造產(chǎn)品的要求高就加長(zhǎng)球模的時(shí)間為好，球磨好后的材料存放于陰涼處備用。
第三步調(diào)料陳腐取200kg第二步中經(jīng)過(guò)球磨好的材料放在器具中，再加入50kg第一步b中配好備用的黏結(jié)劑，用力將它們攪拌均勻，然后把它們?nèi)糠旁谝粋€(gè)密閉的容器中，并密封好存放在陰涼的地方，經(jīng)過(guò)48小時(shí)以后將材料從密閉的容器中盛出備用。
第四步過(guò)篩造粒把第三步調(diào)料陳腐好的材料在4目篩網(wǎng)上擦篩，將經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)篩選的粒料放在器具中，即可用這些粒料來(lái)壓制長(zhǎng)石質(zhì)瓷的毛坯，壓制毛坯時(shí)須在模具上涂上脫模劑，以便毛坯與模具能順利分離。
實(shí)施例2(配制長(zhǎng)石質(zhì)瓷造坯用粒料)第一步配料a.配制造坯原料配制1000kg的造坯原料，其做法是分別在符合選用條件的待用原材料中取330kg的鉀長(zhǎng)石、200kg的石英、450kg的高嶺土、20kg的氧化鋅混合后充分?jǐn)嚢杈鶆?、然后備用?br> b.配制黏結(jié)劑配制3000kg的黏結(jié)劑，做法是先取150kg的甲基纖維素放進(jìn)2850kg的水中充分?jǐn)嚢枞芙夂髠溆谩?br> c.配制脫模劑配制150kg的脫模劑、其做法是取45kg的牛油放進(jìn)鐵鍋中加溫至牛油熔化，然后加進(jìn)105kg的煤油均勻攪拌混合后備用。
第二步球磨取1000kg第一步a中配好備用的造坯原料放進(jìn)磨球中，球蛋與造坯原料的重量比例是為1.5∶1，球磨的時(shí)間可視待造產(chǎn)品的要求及細(xì)度來(lái)確定，通常在6～9小時(shí)內(nèi)完成，如果待造產(chǎn)品的要求高就加長(zhǎng)球模的時(shí)間為好。球磨好后的材料存放于陰涼處備用。
第三步調(diào)料陳腐取1000kg第二步中經(jīng)過(guò)球磨好的材料放在器具中，再加入230kg第一步b中配好備用的黏結(jié)劑，用力將它們攪拌均勻，然后把它們?nèi)糠旁谝粋€(gè)密閉的容器中，并密封好存放在陰涼的地方，經(jīng)過(guò)48小時(shí)以后將材料從密閉的容器中盛出備用。
然后重復(fù)實(shí)施例1中第四部即可。
實(shí)施例3(配制長(zhǎng)石質(zhì)瓷造坯用粒料)第一步配料a、配制造坯原料配制500kg的造坯原料，其做法是分別在符合選用條件的待用原材料中取140kg的鉀長(zhǎng)石、125kg的石英、225kg的高嶺土、10kg的氧化鋅混合后充分?jǐn)嚢杈鶆颉⑷缓髠溆谩?br> b、制黏結(jié)劑配制1000kg的黏結(jié)劑，其做法是先取56kg的甲基纖維素放進(jìn)944kg的水中充分?jǐn)嚢枞芙夂髠溆谩?br> c、配制脫模劑配制80kg的脫模劑，其做法是取30kg的牛油放進(jìn)鐵鍋中加溫至牛油熔化，然后加進(jìn)70kg的煤油均勻攪拌混合后備用。
然后重復(fù)實(shí)施例1中第二、第三、第四部即可。
實(shí)施例4(配制滑石瓷造坯用粒料)第一步配料a.配制滑石瓷造坯原料配制500kg的造坯原料，其做法是分別在符合選用條件的待用原材料中取煅燒滑石粉375kg、甲長(zhǎng)石40kg、高嶺土40kg、膨潤(rùn)土(XH-60)20kg、碳酸鋇25kg混合后充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后備用；或者取煅燒滑石?05kg、甲長(zhǎng)石65kg、高嶺土100kg、膨潤(rùn)土15kg、碳酸鋇15kg混合后充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后備用；或者取煅燒滑石?75kg、甲長(zhǎng)石65kg、高嶺土90kg、膨潤(rùn)土20kg、碳酸鋇50kg混合后充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后備用?br> b.配制黏結(jié)劑配制滿足濃度為5％～12％的黃糊精水溶液1000kg，其做法是先取60kg的黃糊精放進(jìn)940kg的水中充分?jǐn)嚢枞芙夂髠溆谩?br> c.配制脫模劑配制100kg的脫模劑、其做法是取30kg的牛油放進(jìn)鐵鍋中加溫至牛油熔化，然后加進(jìn)70kg的煤油均勻攪拌混合后備用。
第二步干法球磨取300kg第一步a中配好備用的造坯原料放進(jìn)磨球中，球蛋與造坯原料的重量比例是為1.5∶1，球磨的時(shí)間可視待造產(chǎn)品的要求及細(xì)度來(lái)確定，通常在15～18小時(shí)內(nèi)完成，如果待造產(chǎn)品的形狀尺寸小就加長(zhǎng)球模的時(shí)間為好，另球磨后材料的細(xì)度達(dá)到100g過(guò)250目篩剩余1～2g為宜，球磨好后的材料存放于陰涼處備用。
第三步調(diào)料陳腐取250kg第二步中經(jīng)過(guò)球磨好的材料放在器具中，再加入50kg第一步b中配好備用的黏結(jié)劑，用力將它們攪拌均勻，然后把它們?nèi)糠旁谝粋€(gè)密閉的容器中，并密封好存放在陰涼的地方，經(jīng)過(guò)48小時(shí)以后將材料從密閉的容器中盛出備用。
第四步過(guò)篩造粒把第三步調(diào)料陳腐好的材料在4目篩網(wǎng)上擦篩，將經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)篩選的粒料放在器具中，即可用這些粒料來(lái)壓制滑石瓷的毛坯，壓制毛坯時(shí)須在模具上涂上脫模劑，以便毛坯與模具能順利分離。
實(shí)施例5(配制耐熱瓷造坯用粒料)第一步配料a.配制耐熱瓷造坯原料配制300kg的造坯原料，其做法是分別在符合選用條件的待用原材料中取高嶺土105kg、甲長(zhǎng)石36kg、滑石30k混合后充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后備用?br> b.配制黏結(jié)劑配制滿足濃度為5％～12％的黃糊精水溶液100kg，其做法是先取8kg的黃糊精進(jìn)放進(jìn)92kg的水中充分?jǐn)嚢枞芙夂髠溆谩?br> c.配制脫模劑配制50kg的脫模劑、其做法是取15kg的牛油放進(jìn)鐵鍋中加溫至牛油熔化，然后加進(jìn)35kg的煤油均勻攪拌混合后備用。
第二步干法球磨取200kg第一步a中配好備用的造坯原料放進(jìn)磨球中，球蛋與造坯原料的重量比例是為1.5∶1，球磨的時(shí)間可視待造產(chǎn)品的要求及形狀大小來(lái)確定，通常在6～9小時(shí)內(nèi)完成，如果待造產(chǎn)品的要求高、形狀小就加長(zhǎng)球模的時(shí)間為好，另球磨后材料的細(xì)度達(dá)到100g過(guò)250目篩剩余3～5g為宜。出球后將球磨好的材料和129kg的堇青石放進(jìn)攪拌機(jī)均勻攪拌后，盛出存放于陰涼處備用。
第三步調(diào)料陳腐取150kg第二步中經(jīng)過(guò)球磨好的材料放在器具中，再加入40kg第一步b中配好備用的黏結(jié)劑，將它們攪拌均勻后全部放在一個(gè)密閉的容器中，并密封好存放在陰涼的地方，經(jīng)過(guò)48小時(shí)以后將材料從密閉的容器中盛出備用。
第四步過(guò)篩造粒把第三步調(diào)料陳腐好的材料在4目篩網(wǎng)上擦篩，將經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)篩選的粒料放在器具中，即可用這些粒料來(lái)壓制耐熱瓷的毛坯，壓制毛坯時(shí)須在模具上涂上脫模劑，以便毛坯與模具能順利分離。
以上五例實(shí)施例中所配制的造坯用粒料制造出的毛坯，都可以經(jīng)一次性燒結(jié)成成品，且產(chǎn)品的表面光滑度、尺寸精度、機(jī)械強(qiáng)度、電性能都能達(dá)到本發(fā)明的目的。
以下是實(shí)施例5中所配制的造坯粒料制成的成品抽樣檢驗(yàn)數(shù)據(jù)1.尺寸偏差抽樣結(jié)果隨機(jī)抽取壓制燒成的十件比薩餅樣品，測(cè)量的數(shù)據(jù)如下(單位mm)

2.表面光滑度抽樣結(jié)果隨機(jī)抽取壓制燒成的三十件比薩餅樣品，目測(cè)結(jié)果如下

權(quán)利要求
1.一種工業(yè)陶瓷造坯用粒料的制備方法，其特征是適合制備長(zhǎng)石質(zhì)瓷、滑石瓷、耐熱瓷的造坯用粒料時(shí)使用，采用的制瓷原料有鉀長(zhǎng)石、石英、高嶺土、氧化鋅、煅燒滑石粉、膨潤(rùn)土、滑石、碳酸鋇、堇青石，采用了粘結(jié)劑，粘結(jié)劑為甲基纖維素水溶液或者黃糊精水溶液，采用的脫模劑是牛油與煤油的混合液，制備工藝主要包括配料、干法球磨、調(diào)料陳腐、過(guò)篩造粒工序。
2.根據(jù)權(quán)力要求書(shū)1所述的制備方法，其制瓷原料的選材要求是鉀長(zhǎng)石、石英粉料的精細(xì)度要求在150～200目之間，高嶺土采用灼減率為9～14％的精泥粉料，氧化鋅采用煅燒含量在98％以上的氧化鋅粉料，堇青石采用精細(xì)度在60～100目的粉料。
3.根據(jù)權(quán)力要求書(shū)1所述的造坯用粒料的制備方法，所述黏結(jié)劑是濃度為5％～12％的黃糊精水溶液，或者4.8％～5.6％甲基纖維素水溶液。
4.根據(jù)權(quán)力要求書(shū)1所述的制備方法，所述脫模劑采用牛油和煤油的混合液，牛油與煤油的重量比是3∶7，二者通過(guò)加熱混合，脫模劑在壓制陶瓷毛坯時(shí)使用。
5.根據(jù)權(quán)力要求書(shū)1所述的制備方法，適用制造長(zhǎng)石質(zhì)瓷的制瓷原料及重量配比是鉀長(zhǎng)石28～35％、石英20～25％、高嶺土42～45％、氧化鋅1～2％。
6.根據(jù)權(quán)力要求書(shū)1所述的制備方法，適用制造滑石瓷的制瓷原料及重量配比是煅燒滑石粉55～75％、甲長(zhǎng)石8～13％、高嶺土5～20％、膨潤(rùn)土3～4％、碳酸鋇3～10％。
7.根據(jù)權(quán)力要求書(shū)1所述的制備方法，適用制造耐熱瓷的制瓷原料及重量配比是高嶺土23～35％、甲長(zhǎng)石10～15％、滑石8～12％、堇青石38～59％。
8.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1和權(quán)利要求書(shū)4所述的脫模劑，其中的牛油是一種動(dòng)物油。
全文摘要
一種工業(yè)陶瓷造坯用粒料的制備方法，適合制備長(zhǎng)石質(zhì)瓷、滑石瓷、耐熱瓷的造坯用粒料時(shí)使用，其特征是采用了粘結(jié)劑；制備工藝主要包括配料、干法球磨、調(diào)料陳腐、過(guò)篩造粒工序；采用的制瓷原料有鉀長(zhǎng)石、石英、高嶺土、氧化鋅、煅燒滑石粉、生滑石、碳酸鋇、堇青石，采用的粘結(jié)劑包含黃糊精、甲基纖維素水溶液，采用的脫模劑由牛油、煤油配成；這些工序操作簡(jiǎn)單，制備的粒料可塑性好、團(tuán)粒均勻一致，適合機(jī)械壓制或人工壓制毛坯，采用該法制備的粒料制成的陶瓷毛坯，可一次性燒結(jié)成成品，大大節(jié)約燃油的用量，且燒成的產(chǎn)品表面光滑、尺寸精度高，機(jī)械性能和電性能都能達(dá)到產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C04B35/622GK1986482SQ20051012065
公開(kāi)日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者魏金富 申請(qǐng)人:魏金富