淺析鎂質瓷等靜壓干粉成型方式的影響因素

沈倫權

(深圳市國瓷永豐源瓷業(yè)有限公司 廣東深圳 518110)

鎂質瓷是僅次于骨質瓷的世界公認的高檔瓷之一，瓷質細膩乳白、白胎透光性好、有輕微發(fā)青光澤。滑石是鎂的含水硅酸鹽礦物，手摸有滑膩感，成片狀結構，成瓷機械強度高，不易摔碎。大家知道，在我國日用陶瓷生產主要以滾壓和注漿成型為主，其特點是操作簡便，工藝簡單，但生產效率低，粗坯干燥時間過長，易變性，因此引進先進的等靜壓干粉成型便可有效解決這些缺陷，其特點是人工成本低，不需消耗石膏模，自動化程度高，坯體形狀精坯尺寸精確，表面光潔，致密度高，機械強度好，坯體成型后便可直接進入修坯工序等生產效率高，一次高溫燒成不用匣缽不變形，但鑒于技術、原料、窯爐等條件的制約，始終很難解決鎂質瓷泥料可塑性差，易開裂，泥縷，燒成范圍窄，熱穩(wěn)定差關鍵技術難題，因此鎂質瓷在規(guī)?；⑹袌龌茝V上處處受限。近幾年國瓷永豐源技術團隊，一直在不斷創(chuàng)新，攻克難題，成功研制出適合等靜壓干粉成型的新型鎂質瓷泥料配方，將鎂質瓷生產提高優(yōu)化到更高層次，對于普及鎂質瓷等靜壓干粉成型意義深遠。

一、鎂質瓷等靜壓干粉原料選擇

（一）生滑石

選用江西廣豐生滑石，外觀呈黑色或灰黑色塊狀無明顯雜質污染，MgO≥24%，Fe2O3≤0.15%，CaO≤6.5%；將進廠生滑石均勻化，大批混合后再使用；將生滑石進行篩分，粉狀與塊狀分開球磨，分開使用；將生滑石單獨球磨，至少4個球磨機為一批，每批次都做燒失量，化學成分等檢測；將2-3個批次的黑滑石混合使用，確保配方的穩(wěn)定性。

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

（二）燒滑石

選用江西廣豐燒滑石，外觀呈白色燒結塊狀無明顯雜質污染，MgO≥28%，Fe2O3≤0.15%，CaO≤6.5%，燒失量≤0.8%。

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

（三）鉀長石

選用湖北應城水磨鉀長石，外觀呈白色粉末狀，無雜質污染，K2O+Na2O≥12%，其中K2O≥10%，325目篩余≤21%。

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

（四）膨潤土

選用內蒙古膨潤土。外觀呈肉紅色塊狀或粉狀，無明顯雜質。1 3%≥A l2O3≤1 6%，F e2O3≤0.4%，4%≥CaO+MgO≤11%。

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

（五）其他符合要求的輔助原料

二、影響鎂質瓷干粉成型的各種因素

（一）配方

好的配方是陶瓷生產的前提，一個好的配方既要滿足各項物化性能指標又要滿足成型燒成烤花等生產工藝，本文所用到的最佳配方比例如下：

生滑石 燒滑石 鉀長石 高嶺土 膨潤土48-58 25-33 5-10 3-8 2-6

坯體的化學組成：

化學成分（%）SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O I.L 總和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）泥料細度

檢測細度的方法有篩分法和激光粒度法，要求泥料的球磨細度325目篩余≤0.2，細度太粗不易過篩，泥料可塑性偏差，燒成收縮變小等，細度太細，線性收縮偏大易變形，燒結度太好不利后面噴色噴釉，泥漿觸變性大，且增加球磨成本。

（三）干粉顆粒級比

粉料顆粒太粗，壓不破易產生邊孔，凹凸不平，所壓產品表面粗糙，釉燒容易縮釉，燒結程度差；粉料顆粒太細，易堵塞排氣通道，造成排氣困難，極易產生壓制裂紋等成型缺陷，目前日用陶瓷粉料普遍采用陶瓷泥漿噴霧干燥制備，最佳顆粒級比是中間大，兩頭小的級配。本文所制備的粉料級比為：

＞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）粉料強度

粉料成型過程中需要一定的強度，強度過低，產品容易開裂，輸送和整修過程中破損多；強度過高，產品壓不實，精坯硬度太硬，毛邊刮不動，修洗坯速度慢。本文所述粉料最佳強度在1.8-2.5MPa，如何有效控制粉料強度，主要通過在泥漿中加入適量的粘接劑，在0.6%-1%之間加入，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響顆粒的結合強度及等靜壓成型機模具的粘模現象等。顯然，日用陶瓷粉料的含水率較低，有利于延緩等靜壓成型機模具的粘模時間，減少抹模次數。另一方面，由于陶瓷泥漿噴霧干燥制粉的塔內溫度很高，水分太低粉料處于燒死狀態(tài)，沒有活性，壓制產品邊孔多；日用陶瓷粉料的含水率太高，容重不準確會偏重，壓制產品粘模嚴重。因此，本文所述的最佳粉料含水率為3.0-6.0。

（六）粉料容重

日用陶瓷粉料的容重是指陶瓷粉料顆粒在重力的作用下填滿單位體積容器所具有的重量。它主要與干粉的含水率、粘度、配方及泥漿的霧化壓力等參數有關。顯然日用陶瓷粉料的容重越大，其顆粒堆積越緊密，那么所得盤、碟類日用陶瓷坯體的機械強度及致密度等就越高；否則，日用陶瓷粉料的容重越小，其顆粒堆積還不夠緊密，由此等靜壓成型的盤、碟類日用陶瓷坯體的機械強度及致密度等必將較低。本文所述鎂質瓷等靜壓粉料的容重為800-900g。

（七）等靜壓成型機壓力

等靜壓自動成型機的壓力對產品致密性和燒成收縮也影響較大，合理的壓力有利于粉體體積壓縮，排出氣孔，達到一定的致密化。本文所用粉料需要的合理壓力是280MPa-300MPa。

（八）粉料陳腐

由于原料本身的影響，以及噴粉塔塔內的溫度的變化，每天噴出來的粉料性能都有一定的差異，這時候粉料就需要有足夠的陳腐時間，讓每包粉料水分，強度，堆積密度更均勻，一般陳腐時間10天以上較好。

三、結束語

近年來通過公司的技術團隊攻克，找到了適合此工藝的最佳坯料配方，干粉制備技術，干粉壓制成型技術。等靜壓干粉制作鎂質瓷已在公司大量普及，生產魚盤、湯盤、異形件等多種產品，在全中國也處于領先地位。取得了良好的經濟效益，等靜壓干粉成型壓制的產品熱穩(wěn)定合格達到180℃-20℃不裂。所制備產品已在杭州G20峰會，上合組織青島峰會，東湖之光等大型國際會議指定公司生產的產品為專用產品。