浅析镁质瓷等静压干粉成型方式的影响因素

沈伦权

(深圳市国瓷永丰源瓷业有限公司 广东深圳 518110)

镁质瓷是仅次于骨质瓷的世界公认的高档瓷之一，瓷质细腻乳白、白胎透光性好、有轻微发青光泽。滑石是镁的含水硅酸盐矿物，手摸有滑腻感，成片状结构，成瓷机械强度高，不易摔碎。大家知道，在我国日用陶瓷生产主要以滚压和注浆成型为主，其特点是操作简便，工艺简单，但生产效率低，粗坯干燥时间过长，易变性，因此引进先进的等静压干粉成型便可有效解决这些缺陷，其特点是人工成本低，不需消耗石膏模，自动化程度高，坯体形状精坯尺寸精确，表面光洁，致密度高，机械强度好，坯体成型后便可直接进入修坯工序等生产效率高，一次高温烧成不用匣钵不变形，但鉴于技术、原料、窑炉等条件的制约，始终很难解决镁质瓷泥料可塑性差，易开裂，泥缕，烧成范围窄，热稳定差关键技术难题，因此镁质瓷在规模化、市场化推广上处处受限。近几年国瓷永丰源技术团队，一直在不断创新，攻克难题，成功研制出适合等静压干粉成型的新型镁质瓷泥料配方，将镁质瓷生产提高优化到更高层次，对于普及镁质瓷等静压干粉成型意义深远。

一、镁质瓷等静压干粉原料选择

（一）生滑石

选用江西广丰生滑石，外观呈黑色或灰黑色块状无明显杂质污染，MgO≥24%，Fe2O3≤0.15%，CaO≤6.5%；将进厂生滑石均匀化，大批混合后再使用；将生滑石进行筛分，粉状与块状分开球磨，分开使用；将生滑石单独球磨，至少4个球磨机为一批，每批次都做烧失量，化学成分等检测；将2-3个批次的黑滑石混合使用，确保配方的稳定性。

化学成分（%）SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O I.L 总和58.84 0.15 0.07 0.05 2.99 25.02 0.00 0.00 9.38 99.50

（二）烧滑石

选用江西广丰烧滑石，外观呈白色烧结块状无明显杂质污染，MgO≥28%，Fe2O3≤0.15%，CaO≤6.5%，烧失量≤0.8%。

化学成分（%）SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O I.L 总和63.92 0.25 0.11 0.04 3.16 31.54 0.00 0.00 0.48 99.50

（三）钾长石

选用湖北应城水磨钾长石，外观呈白色粉末状，无杂质污染，K2O+Na2O≥12%，其中K2O≥10%，325目筛余≤21%。

化学成分（%）SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O I.L 总和66.90 17.90 0.06 0.05 0.26 0.04 11.2 3.19 0.15 99.75

（四）膨润土

选用内蒙古膨润土。外观呈肉红色块状或粉状，无明显杂质。1 3%≥A l2O3≤1 6%，F e2O3≤0.4%，4%≥CaO+MgO≤11%。

化学成分（%）SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O I.L 总和66.65 15.30 0.25 0.06 3.68 2.59 0.18 0.00 10.99 99.70

（五）其他符合要求的辅助原料

二、影响镁质瓷干粉成型的各种因素

（一）配方

好的配方是陶瓷生产的前提，一个好的配方既要满足各项物化性能指标又要满足成型烧成烤花等生产工艺，本文所用到的最佳配方比例如下：

生滑石 烧滑石 钾长石 高岭土 膨润土48-58 25-33 5-10 3-8 2-6

坯体的化学组成：

化学成分（%）SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O I.L 总和61.52 4.11 0.12 0.08 3.4 21.29 0.89 0.26 7.78 99.45

其中MgO≥21%。

（二）泥料细度

检测细度的方法有筛分法和激光粒度法，要求泥料的球磨细度325目筛余≤0.2，细度太粗不易过筛，泥料可塑性偏差，烧成收缩变小等，细度太细，线性收缩偏大易变形，烧结度太好不利后面喷色喷釉，泥浆触变性大，且增加球磨成本。

（三）干粉颗粒级比

粉料颗粒太粗，压不破易产生边孔，凹凸不平，所压产品表面粗糙，釉烧容易缩釉，烧结程度差；粉料颗粒太细，易堵塞排气通道，造成排气困难，极易产生压制裂纹等成型缺陷，目前日用陶瓷粉料普遍采用陶瓷泥浆喷雾干燥制备，最佳颗粒级比是中间大，两头小的级配。本文所制备的粉料级比为：

＞500μm 500-400μm＜50 μm 0.5-8 2-11 22-39 13-23 14-31 10-20 1-10 0 400-315μm 315-250μm 250-160μm 160-100μm 100-50μm

（四）粉料强度

粉料成型过程中需要一定的强度，强度过低，产品容易开裂，输送和整修过程中破损多；强度过高，产品压不实，精坯硬度太硬，毛边刮不动，修洗坯速度慢。本文所述粉料最佳强度在1.8-2.5MPa，如何有效控制粉料强度，主要通过在泥浆中加入适量的粘接剂，在0.6%-1%之间加入，以0.8%最佳。

（五）粉料水分

日用陶瓷粉料的含水率在很大程度上影响颗粒的结合强度及等静压成型机模具的粘模现象等。显然，日用陶瓷粉料的含水率较低，有利于延缓等静压成型机模具的粘模时间，减少抹模次数。另一方面，由于陶瓷泥浆喷雾干燥制粉的塔内温度很高，水分太低粉料处于烧死状态，没有活性，压制产品边孔多；日用陶瓷粉料的含水率太高，容重不准确会偏重，压制产品粘模严重。因此，本文所述的最佳粉料含水率为3.0-6.0。

（六）粉料容重

日用陶瓷粉料的容重是指陶瓷粉料颗粒在重力的作用下填满单位体积容器所具有的重量。它主要与干粉的含水率、粘度、配方及泥浆的雾化压力等参数有关。显然日用陶瓷粉料的容重越大，其颗粒堆积越紧密，那么所得盘、碟类日用陶瓷坯体的机械强度及致密度等就越高；否则，日用陶瓷粉料的容重越小，其颗粒堆积还不够紧密，由此等静压成型的盘、碟类日用陶瓷坯体的机械强度及致密度等必将较低。本文所述镁质瓷等静压粉料的容重为800-900g。

（七）等静压成型机压力

等静压自动成型机的压力对产品致密性和烧成收缩也影响较大，合理的压力有利于粉体体积压缩，排出气孔，达到一定的致密化。本文所用粉料需要的合理压力是280MPa-300MPa。

（八）粉料陈腐

由于原料本身的影响，以及喷粉塔塔内的温度的变化，每天喷出来的粉料性能都有一定的差异，这时候粉料就需要有足够的陈腐时间，让每包粉料水分，强度，堆积密度更均匀，一般陈腐时间10天以上较好。

三、结束语

近年来通过公司的技术团队攻克，找到了适合此工艺的最佳坯料配方，干粉制备技术，干粉压制成型技术。等静压干粉制作镁质瓷已在公司大量普及，生产鱼盘、汤盘、异形件等多种产品，在全中国也处于领先地位。取得了良好的经济效益，等静压干粉成型压制的产品热稳定合格达到180℃-20℃不裂。所制备产品已在杭州G20峰会，上合组织青岛峰会，东湖之光等大型国际会议指定公司生产的产品为专用产品。