滾壓成型是一項(xiàng)新工藝,我國(guó)在二十世紀(jì)七十年代普遍推廣了滾壓成型。在推廣過(guò)程中,解決了許多在刀壓成型法中所沒(méi)有碰見(jiàn)過(guò)的問(wèn)題,基本上掌握了這種成型方法的規(guī)律。現(xiàn)就以下幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行論述。
(1)滾壓成型對(duì)泥料的要求
無(wú)論哪一種成型方法對(duì)泥料都有一定的要求。從可塑法成型來(lái)說(shuō),主要是對(duì)泥料的可塑性和含水率的要求。那么,滾壓成型對(duì)這兩個(gè)方面有何要求呢?在滾壓成型過(guò)程中,從滾頭和泥料的運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō),既有滾動(dòng)又有滑動(dòng);從泥料受力的情況來(lái)說(shuō),除受到壓延力的作用外,滾壓時(shí)泥料受壓力較大,泥料是均勻延展開(kāi)的,不象刀壓成型那樣只受型刀壓擠和刮削時(shí)的剪切力作用。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),滾壓成型對(duì)泥料的可塑性要求就不那么太嚴(yán)格。一般說(shuō)來(lái),較之于刀壓成型,泥料可塑性可以低些,含水率也要小些。若可塑性太差,加上水分少,滾壓時(shí)易開(kāi)裂,毛坯破損多,模型也易損壞;若可塑性太強(qiáng),水分又多,則有可能粘住滾頭,坯體亦易變形。
滾壓成型對(duì)泥料的要求,具體地說(shuō)和陽(yáng)模滾壓還是陰模滾壓,冷滾壓還是熱滾壓等有關(guān)。另外,還取決于制品的大小。一般說(shuō)來(lái),陽(yáng)模滾壓較之陰模滾壓,要求泥料可塑性強(qiáng)些,含水率低一些。冷滾壓較之熱滾壓,泥料可塑性應(yīng)強(qiáng)些,含水率可低一些,而熱滾壓對(duì)泥料可塑性和含水率要求并不是那么太嚴(yán)格,適應(yīng)范圍較寬。成型小件及深腔制品時(shí),泥料含水率可高些;反之,泥料含水率則應(yīng)低一些。
(2)滾壓過(guò)程的要求
首先我們談?wù)勈裁词菨L壓過(guò)程。它是指從滾壓頭開(kāi)始接觸泥料至離開(kāi)坯體表面那一瞬間止這一段過(guò)程,稱為滾壓過(guò)程,其余為滾壓頭空轉(zhuǎn)時(shí)間。就滾壓一只毛坯來(lái)說(shuō),滾壓過(guò)程所經(jīng)過(guò)的時(shí)間很短,一般只有幾秒鐘。就在這樣短的時(shí)間里,滾壓過(guò)程各個(gè)階段對(duì)壓泥的要求并不相同。滾壓頭從開(kāi)始接觸泥料至定壓前我們稱它為壓泥階段(或叫排泥階段)。這個(gè)階段滾壓頭的動(dòng)作要輕,壓泥速度要適當(dāng),一般以6~7毫米/秒為宜。若動(dòng)作太重或壓泥速度過(guò)快都會(huì)壓壞模型,或引起“鼓氣”;若下壓太慢,泥料容易粘住滾頭。接著泥料進(jìn)入定壓階段,就是說(shuō)泥料已壓至所要求厚度(即毛坯厚度)的階段,同時(shí)使毛坯表面光潔并使少量余泥繼續(xù)排出。這一階段要求滾壓頭動(dòng)作重而平穩(wěn)。泥料受壓時(shí)間要適當(dāng),一般以2~3秒鐘為宜(主軸轉(zhuǎn)速快者取下限,主軸轉(zhuǎn)速慢者取上限)。最后是滾壓頭抬離坯體至完全脫離的某一瞬間要求應(yīng)緩慢減輕泥料所受的壓力,以消除殘余應(yīng)力。
(3)陽(yáng)模滾壓與陰模滾壓
按照石膏模型的凸凹來(lái)分,有陽(yáng)模滾壓和陰模滾壓的不同。所謂陽(yáng)模滾壓是指石膏模為凸型,其工作面為坯體的內(nèi)形,而滾壓頭滾壓其外形的一種方法,所以又叫外滾,見(jiàn)圖1-1(1)所示。這種方法適用于成型淺式寬口器皿(如盤(pán)、碟等)及坯體內(nèi)表面有花紋的制品。而陰模滾壓恰恰相反,石膏模為凹型,其工作面為坯體的外形,而滾壓頭滾壓其內(nèi)形的一種方法,所以又叫內(nèi)滾,見(jiàn)圖1-1(2)所示。這種方法適用于成型深式且口徑又小的制品(如杯、碗等)。
陽(yáng)模滾壓的最大優(yōu)點(diǎn),就是成型后的毛坯可以在比較干燥的條件下進(jìn)行脫模。這樣比陰模滾壓的毛坯在半干狀態(tài)下脫模變形要小,同時(shí)成型后的坯模可不必翻模,直接送去干燥。但陽(yáng)模滾壓的主軸轉(zhuǎn)速不能太快,要求泥料的可塑性較之于陰模滾壓要好一點(diǎn),便于泥料展開(kāi),同時(shí)不致因離心力作用把泥料甩離模型。另外,用陽(yáng)模滾壓大件制品時(shí),往往需要將泥料預(yù)壓(或叫筑模),使其在滾壓時(shí)易于下彎和延展開(kāi)來(lái),而且可改善坯體的結(jié)構(gòu)。陰模滾壓的主軸轉(zhuǎn)速可以快些,這樣,在相同的壓坯速度下增加了毛坯的定壓次數(shù),對(duì)提高制品質(zhì)量有好處。但為了防止坯體變形,常將帶坯的模型倒轉(zhuǎn)放置送去干燥。
(4)冷滾壓與熱滾壓
按滾壓頭加熱與否可分為冷滾壓和熱滾壓。冷滾壓是指滾壓頭在常溫下操作。滾壓頭無(wú)須加熱,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,可用鑄鐵、鋼或塑料制作滾壓頭。熱滾壓是指成型時(shí)將滾壓頭加熱到一定溫度,一般以100~1200為宜。這種加熱了的滾壓頭接觸泥料時(shí),滾壓頭與坯泥表面之間產(chǎn)生一層蒸汽薄膜,使泥料不會(huì)粘滾頭,滾壓面也光滑。如加熱溫度過(guò)高,泥料表面快熱變干,坯體表面會(huì)出現(xiàn)麻點(diǎn);如果溫度過(guò)低,不足以產(chǎn)生蒸汽薄膜,有可能出現(xiàn)粘滾頭的現(xiàn)象。顯然,滾壓頭與坯泥之間產(chǎn)生蒸汽膜的情況與泥料含水率大小亦有一定的關(guān)系。但熱滾壓需要加熱滾壓頭和控制溫度的裝置,而滾壓頭又只能用金屬來(lái)制造。因此,從滾壓頭的設(shè)計(jì)、制造、維修、操作條件以及電耗等觀點(diǎn)看,如果泥料性能允許的話應(yīng)盡可能采用冷滾壓而不用熱滾壓。
(5)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速比
這里介紹的轉(zhuǎn)速主要是主軸轉(zhuǎn)速與滾頭轉(zhuǎn)速以及它們之間的關(guān)系轉(zhuǎn)速比。這對(duì)滾壓成型的制品質(zhì)量和產(chǎn)量有著直接的影響。大家都知道,石膏模具有強(qiáng)烈的吸水性能,致使泥料在滾壓過(guò)程中含水率逐漸降低,以便稍經(jīng)干燥脫出毛坯。若主軸轉(zhuǎn)速比較慢,則泥料壓延的速度就慢;如果慢到泥料還沒(méi)有來(lái)得及鋪滿模型,而由于石膏模的吸水能力,使泥料各部分含水率不均勻的話,就無(wú)法繼續(xù)成型。因此,主軸轉(zhuǎn)速必須有一個(gè)“成型轉(zhuǎn)速”,這個(gè)“成型轉(zhuǎn)速”就是使泥料迅速壓延開(kāi)來(lái)鋪滿整個(gè)模面得以成型。那么,這就耍求縮短壓泥時(shí)間,加快壓泥速度,即要把主軸轉(zhuǎn)速提高到“成型轉(zhuǎn)速”以上才能成型制品。
另外,我們還知道,泥料并不是真正的塑性體,還具有少許的彈性。滾壓成型時(shí),如定壓次數(shù)少,滾壓頭抬離毛坯后,泥料會(huì)有稍許的彈起,致毛坯結(jié)構(gòu)不很致密,且表面也不光潔。若抬離過(guò)快,還會(huì)產(chǎn)生“牛舌頭”。為了在短時(shí)間內(nèi)對(duì)泥料多次加壓,就要提高主軸轉(zhuǎn)速。例如,定壓時(shí)間兩秒鐘,主軸轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分,即每秒鐘5轉(zhuǎn),那么毛坯在兩秒鐘的定壓時(shí)間內(nèi)被滾壓10次。如果主軸轉(zhuǎn)速增加到600轉(zhuǎn)/分,即每秒鐘10轉(zhuǎn),同樣在兩秒鐘的定壓時(shí)間內(nèi),毛坯則被滾壓20次。這說(shuō)明了在相同的定壓時(shí)間內(nèi),提高主軸轉(zhuǎn)速可以增加坯泥的滾壓次數(shù),從而使毛坯的結(jié)構(gòu)更為致密,表面也比較光潔。再則,提高主軸轉(zhuǎn)速,在符合要求的定壓次數(shù)條件下,又可以縮短定壓時(shí)間,因此還能提高設(shè)備的產(chǎn)量。
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