[DOC] 浅述石膏——陶瓷工业模型的主要原料

[DOC] 浅述石膏——陶瓷工业模型的主要原料 浅述石膏——陶瓷工业模型的主要原料 226江西化工20O6年第4期 浅述石膏——陶瓷工业模型的主要原料 陈神 (江西财经大学) 摘要:陶瓷生产中,石膏模具的制作及应用非常广泛.制作石膏模型的基本材料是 天然石膏经过加工,提炼后形成的.在生产中因不同的需要,而必须对石膏进行改良,改 性,达到制作要求. 关键词:陶瓷生产石膏添加剂 石膏是陶瓷生产的重要辅料,用石膏粉制作的为 主要原料,石膏模具是陶瓷成型生产中必不可少的工 具.石膏模具的质量和使用寿命直接影响到陶瓷制品 的外形,尺寸的精确程度,成本高低,外表品相等.因 此在石膏中加入各种添加剂,增加或改善石膏的性能, 来达到预期目的,也就成为人们不断探索和创新的课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 .在进行这方面的工作之前,我们首先来了解一下 石膏模型所用材料的特点. 1,石膏模型的彩料 陶瓷制作大批量生产中如:食具,卫沽具,工艺品, 建筑材料等需广泛和大量使用模具.其原理为:用天 然石膏煅烧,脱水成”半水石膏”,并制成陶模,当泥浆 注入模具时,其水分被吸附进石膏模中,而形成泥坯雏 形,脱模后再进一步加工处理,烧制,即可得陶瓷成品, 而石膏模具经干燥后,又可反复使用. 陶瓷工业中石膏模具使用的石膏原材料为天然石 膏,天然石膏的主要化学组分中,是含有2个结晶水的 硫酸钙矿物质,纯净的天然石膏是一种五色半透明的 结晶体,呈厚板状由于含有杂质,一般呈米黄,肉红, 甚至褐,黑色等.常见的杂质有石英,铁矿,碳酸盐,有 机物等因此天然石膏必须经过分选一淘洗一粉碎 (粗碎,中碎)一除铁一炒制(2种条件下)一过筛,除杂 质细粉碎一过筛一包装,这些加 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 序,才能最后得 到熟石膏(半水石膏)的成品.反应方程式如下: CaS04?2H20==CaSo4/2820+1/2H2O 天然石膏半水石膏 上述的炒制条件不同,会得到不同性质的a『_一,p一 半水石膏成品.常压下,130—160qC,3—4小时的加热 炒制经过二次分解后,得到半水石膏,这种半水石 膏为结晶细,分散度高,结晶体不规则的海绵状,其晶 体含有气孔和裂纹,并且粒度不均匀;如果炒制条件在 封闭压力下,用水蒸气处理得到的熟石膏为a『一一半水石 膏,a『_一半水石膏性能稳定,结晶良好,呈针状规则结晶. 用水石膏来制作石膏模比半水石膏更加坚 硬,由于其致密的结构,在制造模型时所需调水量更 少,孔隙率更低,并具有更高的机械强度和硬度,但它 的吸水率较差;而半水石膏因其结构较松散,它的 孔隙率也较大,吸水强度较高,但机械强度明显不如 一半水石膏.了解了这二种熟石膏的性能后,可根据 不同的生产要求酌情使用. 2,影响石膏模型的因素 石膏模具的质量,使用期限的长短,直接会影响到 产品的质量,成本等,因此我们要针对不同的原因找出 应对的相应措施,来提高石膏模型的质量.现就以下 几个主要方面进行介绍: 2.1天然石膏矿的质量:选择纯净的,杂质少的原矿为 佳,并且采用选料,水冲洗等工艺来除去杂质和污染 物. 2.2严格掌握石膏炒制脱水的温度与时间:因在炒制 过程中当温度升高至130qC时会产生剧烈沸腾,为石膏 的第一次脱水;再升至170~C时会出现短暂的第二次沸 腾,制作a半水石膏时应在4个大气压下,150qC时加热 4—5小时;辟一半水石膏的加工条件则是在常压下,160 — 18oqC时加热3—4小时. 2.3调制熟石膏制模时,所使用水的水质:使用不含电 解质的净水,因为熟石膏容易受无机,有机,酸,碱,盐 类,电解质等许多物质的影响,这些杂质将直接导致凝 固时间,凝固后强度,膨胀等发生变化,另外最好使用 冷水,原因是第一熟石膏加入水中会放热;其次如果浆 温达35qC以上,会使凝固延长,并影响模型的强度,温 度在85qC以上将不再凝固和硬化. 2.4搅拌的时间和速度:搅拌分为人工搅拌,机械搅 拌,最好采用真空搅拌,因真空搅拌能有效除去石膏浆 中的气泡,提高石膏模型的强度和耐磨性,搅拌要充 2006年l2月浅述石膏——陶瓷工业模型的主要原料227 分,否则会导致石膏浆凝固迟缓,气孔分布不均匀,模 型密度,强度不均,耐磨性减弱;而搅拌太过也会破坏 熟石膏的结晶化,导致强度降低. 2.5石膏模型的贮放:新制模型在使用前必须经过充 分干燥,但干燥应在较低温度,温差不大的情况下保 养,否则会使石膏细晶因游离水发生部分溶解,再结 晶,而导致变形.另在注浆前用羧甲基纤维素,单宁 酸,柠檬酸等物质的水溶液,预先将模型的工作面浸润 一 次,形成薄膜,能有效抑制对石膏模型产生危害的碱 性物质. 模型的贮放要保持充分干燥(45~C以下,不接触游 离水),放置于平整的平面,通风,温度最高不要超过 60~C,否则石膏模型会产生裂纹,而影响使用效果. 2.6熟石膏粉的细度应控制在80—120孔/厘米筛为 宜,最好是隔绝空气包装贮放,不要直接接触地面. 3,制作石膏模具的步骤 浇注石膏模是一项细致而复杂的工作,必须根据 其不同性质,不同用途,而采用不同的方法. 3.1尺寸的判定:因坯体脱模后在干燥和烧成过程中 会产生收缩,故母模的尺寸与成品的尺寸是不一样的, 尺寸必须放宽.计算收缩率的方法如下: (坯的尺寸一成品尺寸)一坯的尺寸X100%=收 缩率% 知道收缩率以后,在制作模型时方法如下: 模型的尺寸=制品需要的尺寸?(1一收缩率) 一 般来说坯体经干燥,烧成后的纵向收缩率为 14%,横向收缩率为10%. 3.2石膏浆的调制:根据模型的不同用途,所配制的石 膏浆也有所区别,石膏粉的细度会影响模具的吸水率 和机械强度,石膏粉的细度应控制在80—120孔/厘 米’.如果模型最后用于注浆生产中模子,则石膏与水 的比例约为:100:70—8o;~rl果用于母模的翻制,则石膏 与水的比例为100:30—4o;~u果印坯用模型,则石膏:水 =1130:60—70.这样做的主要原因是由于调制石膏浆 的水量越少,则其其气孔率越低,机械强度越高.石膏 粉粒度越细吸水率较差,但强度增强;石膏粉粒度越 粗,则效果相反. 在桶中先装好水,再倒入按一定比例称量的石膏 粉,倒入的速度应均匀,平衡,使石膏粉充分浸润.倒 入后,放置2—5分钟,再进行搅拌,搅拌的时间以2—5 分钟为宜,搅拌至出现稠状棒痕,浇注倒浆时,速度应 适中.否则易注人气泡. 3.3添加剂的加人:如果石膏模型用于压模使用,则为 了提高石膏模具的性能,增加机械强度,因按比例适当 在I9一半水石膏中加入.广_一半水石膏,而o『_一半水石膏凝 固速度慢,故应在其中加人硫酸铝和氧化钙的混合液 作为促凝剂.一般促凝剂的比例为: 硫酸铝:氧化钙=lo0:32 用量为1%,另可根据实际操作作适当调整,如需 制作较大型的模型,可在石膏粉掺入细水泥用量约为 1/4.以防止石膏模的变形,还有的生产部门为了加强石 膏模的强度在石膏粉中按重量比例掺入3—5%生滑石 粉. 3.4石膏模的浇注:石膏自调成浆后至浇注时间要快, 否则固化了,就报废了.浇注后的石膏浆在1O一15分 钟后会发热,固化,完成后的石膏模具应在5O一60?的 室内进行烘干,干燥(烘干时间视模具大小,厚薄而 定),有的几小时,有的为几天. 浇注完成后的模型必须严格进行检查,尤其在其 工作面,如果发现有裂痕或气孔,应用小刀刮平,如有 表面缺损或有气孔,可用石膏浆补平. 母模在进行第二次地翻制时,必须打扫干净,表面 涂刷润滑剂,若暂时不用石膏母模要放在干燥,水平的 地方保存,切忌受潮. 另外如果条件许可的情况下,用机械搅拌,真空浇 模,则模型的强度和使甩寿命又将大大提高. 4,石膏的改性 在了解了大量的石膏制模的基本知识后,为了进 一 步提高生产率,降低产品成本,广大技术人员在生产 中不断摸索和试验新的方法,用新的添加剂来改性,改 良单一石膏材料来达到生产的预期目的.如:在石膏 中加入一定比例的硼砂,明矾,石灰,碳酸钙等无机材 料可提高模具强度,并在脱模时减少挂模现象;在石膏 中加入5—50%的短纤维树脂作为石膏的填充料,来达 到增加强度,改善脱模的环境;将做好的石膏模具烘干 后浸入30%硅酸盐水溶液,并在lOmmI-Ig柱下抽真空处 理,可制得强度较高的石膏模型,并可延长石膏模具的 使用寿命.另在100克水中加入烤胶O.2克,硼砂O.2 克,石膏110克,石灰石粉末22.1克(其中石膏+石灰 石:水=100:75.7重量比),所得的石膏模具具有高机 械强度,高耐磨性,易脱模等优点.