利用塑性坯料化浆制备注浆料＊

李慎芳 马同刚

（山东银凤陶瓷集团股份有限公司 山东 临沂 276017）

前言

日用陶瓷的成形方法主要有可塑成形法、注浆成形法和压制成形法等。对于形状复杂不规则、尺寸较大、壁较薄的产品通常采用注浆成形法。随着市场需求的不断变化，需要注浆成形生产的产品品种越来越多，器型成形的难度在不断增大，对注浆成形所需料浆的要求也越来越高。

1 注浆料的性能要求

改善及调整注浆料的注浆性能在注浆成形过程中十分重要，为了使注浆料能在陶瓷模型内形成良好的坯体以及顺利地脱模成坯件，日常生产中对注浆料的性质有如下要求：

1）注浆料应具有良好的流动性，较小的粘度，以保证泥浆在管道中顺利地输送及注入模型时顺利流入模型的各个部位，良好的泥浆在流出时应形成一根连绵不断的细线。

2）注浆料应具有良好的悬浮性和稳定性，以保证泥浆在储存、输送及注入模型过程中不变质、不分层，不沉淀出某一组分（如长石、石英等），泥浆各部分能长期保持组分一致，使成形后的坯体各部位组成均匀。

3）注浆料应具有良好的渗透性，使泥浆中的水分快速向模型中扩散，以提高成坯的速度，使成形后的坯体脱模容易。

4）注浆料的含水率应尽可能的低，这样可缩短模型的吸浆时间，减小模型的吸水负担，可更快、更好地达到坯件形状和厚度的要求，增加坯体强度，降低干燥收缩。一般要求泥料的含水率为30%～33%，浆料应不含气泡。

5）所成形的坯件必须具有一定干坯强度，以保证在下道工序的操作中不会破坏坯件，其干坯的抗折强度应不低于1MPa。

6）注浆料应具有良好的触变性，放置一定时间的泥浆，其粘度变化不宜过大，以便泥浆易于输送和储存，同时又要求脱模后的坯体不至于受到轻微震动而损坏。根据对生产过程中的泥浆进行实际检测，对长石质瓷和绢云母质瓷，一般要求注浆泥浆触变性系数为1.2左右。

7）注浆料的收缩率要小，注浆坯料的干燥收缩率一般为2%～4%，烧成收缩率为10%以下，总收缩率为12%～14%。

8）注浆坯料的细度根据产品种类不同以及坯件的大小、厚薄不同而不同。一般来说，坯料的细度大，则泥浆的悬浮性稳定性就好，但吸浆时间会长。因此，对于一般中小件日用陶瓷坯料，坯料细度宜控制在万孔筛筛余量为0.1%～0.5%；大件产品的坯料细度则控制万孔筛筛余量为1%～2%。

9）在日常生产中我们习惯使用相对密度来控制泥浆的含水率，一般为1.7左右。相对密度可以通过加减水量来调控，具体应根据产品的生产情况以及陶瓷模的新旧程度、模型温度、模型水分等来控制。

2 塑性坯料制备陶瓷泥浆

为了达到上述工艺指标的要求，传统生产在制备注浆料时，只要确定塑性粘土与脊性原料的合理比例，选择适当的粘土，并添加适量强可塑性粘土，在注浆坯料中加入0.3%～0.5%的电解质，一起加入球磨机，研磨至一定细度，经除铁、过筛、陈腐后即可使坯料达到上述工艺要求。

在实际生产过程中，由于粘土质量波动大，稳定性差，粘土原料中的可溶性盐类、腐植质等杂质含量高，易造成泥浆的性能波动大。经过粘土调节的泥浆，其工艺性能受到浆料中其他原料性质、产品形状、大小、厚薄、石膏模型的干燥程度以及新旧程度、浇注方式等因素影响较为严重。由于泥浆的稳定性等在前段要求的各项指标波动较大，导致成形过程中开裂多，大件异形产品的成品率低，使得生产效率较低下。由粘土为主调节的泥浆含水率相对较高，干燥收缩和烧成收缩大，产品的规整度差，器型变形大，往往难以达到客户规定的产品规格尺寸要求。另外在杯类产品的杯体和杯把的粘结等过程中，由于杯体和杯把材质不同（一般杯体为可塑性泥料成形，杯把为注浆泥料成形），通常会因为材质的差异，在粘结部位会出现色差，严重影响产品质量。

为了解决上述问题，我们采用塑性坯料化浆的办法，由于塑性坯料所用的原料的粘土用量较以粘土为主配制的泥浆含量低，脊性原料含量较高，研磨细度一般控制在万孔筛余0.1%～0.5%，泥浆干燥收缩、烧成收缩较低，泥浆的相对密度较高，渗透性、稳定性等指标显著提高，只要加入合理的电解质就完全能够解决泥浆的稳定性差所造成的问题，使成形效率、成形质量得到保证。

传统的塑性坯料化浆一般流程是将可塑性坯料的泥块（泥饼）切成碎块，加入适量的水或者电解质在泥浆池内搅拌化浆。采用经过压滤的泥料进行化浆，滤去了原料中混入的可溶性盐类（如Ca2＋、Mg2＋、SO2－、CO2－等），从而改善泥浆的稳定性，适合生产质量要求较高、形状复杂的制品。在泥料化浆时，将泥段切割成小块再入化浆池，加入一定量的电解质如水玻璃和碳酸钠或水玻璃和腐植酸钠等。我们在生产过程中，采用回收利用生产过程中产生的废坯、成形余泥的办法，将生产过程中由塑性坯料成形、存在缺陷的毛坯、青坯、白坯（需要将釉下底标、表面釉子清洗干净）以及成形过程中的余泥进行清理拣选，进行化浆。上述泥料由于原料中可溶性盐类大大减少，泥浆的稳定性更佳，更加适应于制作形状复杂、尺寸严格的产品。

3 塑性坯料化浆制备陶瓷泥浆应注意的问题

塑性坯料在化浆过程中需要注意如下问题：

1）在化浆过程中要对化浆用料进行认真拣选，特别是对使用废坯料和成形余泥，除去影响浆料质量的有害杂质。

2）生产中最常用的电解质为碳酸钠、腐植酸钠和水玻璃，单用一种或两种混合使用均可，可根据泥料性能情况进行调节，必要时可增加PC减水剂。在这几种电解质中，碳酸钠可以获得水分疏散快的泥浆，因而使成形速度得以加快，但坯体的强度较低。用水玻璃则可以得到致密度高、强度大的坯体。所用电解质要根据泥浆性能的要求加入量要计量准确。引入腐植酸钠因溶化困难，杂质含量较高，要提前用温水浸泡24h，然后过300目筛后才能加入。

3）所加入的水量需将泥饼（泥块）、废坯料以及腐植酸钠溶液等水分一起计算，保证打浆后的泥浆水分含量为30%～33%。

4）打浆后的泥浆经过筛、除铁，陈腐3～5d后使用，使用前进行真空脱泡，从而使泥浆的空气含量降低，生坯强度得到提高。特别是在压力注浆过程中真空脱泡是非常有必要的。

4 结语

陶瓷工厂原料加工车间通过利用塑性坯料化浆制作注浆泥料，特别是用废坯、废坯泥加工注浆泥料，可有效地改善泥浆性能。在使用过程中，该泥浆的稳定性、触变性、流动性、渗透性、含水率以及脱模速度、干燥收缩、烧成收缩等各项指标都远远优于直接由粘土配方球磨直接加工形成的泥浆。

我们通过生产实践，提高了脱模速度和坯体强度，生产效率可提高20%以上，毛坯成品率可达到95%以上，产品的规格尺寸更容易控制，注浆成形产品的主要缺陷——变形也得到有效控制。废坯料、成形余泥等的应用，减少了泥料重新加工回浆滤泥、练泥的人工和动力成本。但在塑性泥料中如果引入过多的废坯、成形余泥也会影响塑性泥料的性能。总之，采用塑性泥料化浆制作注浆泥料为改进工艺、试制新产品、提高生产效率和产品质量提供了更大的可靠性和稳定性。

1 张云洪.陶瓷工艺技术.北京：化学工业出版社，2009

2 张长海.陶瓷生产工艺知识问答.北京：化学工业出版社，2008

3 卜景龙，等.凝胶注模成形制备高温结构陶瓷.北京：化学工业出版社，2008

4 李文旭，宋英.陶瓷添加剂－配方·性能·应用.北京：化学工业出版社，2011