周浩仁

摘 要：陶瓷具有優(yōu)良性能的關(guān)鍵之一是陶瓷瓷質(zhì)的均勻性和致密性，它采用微粉材料，有助于提高這方面的性能。但是，微粉材料比表面積大，表面能高，屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系。而且還會自動趨向團(tuán)聚，以降低表面能。這種團(tuán)聚顆粒用傳統(tǒng)的機(jī)械分散方法難以均勻分散，即使出現(xiàn)部分分散情況，也會隨著布朗運(yùn)動的碰撞，又會團(tuán)聚。

關(guān)鍵詞：噴霧干燥 電瓷 生產(chǎn)工藝

中圖分類號：TQ174.6+ 53.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（c）-00-01

棒形產(chǎn)品絕緣子瓷件為實心結(jié)構(gòu)，膠裝部分采用柱體上砂結(jié)構(gòu)。上砂用的砂子是專用的經(jīng)過嚴(yán)格工藝控制的造粒砂，具有與瓷體優(yōu)良的結(jié)合性能和合理的膨脹系數(shù)，能有效地提高產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度。首先，由于產(chǎn)品的法蘭結(jié)構(gòu)合理，所以，使得受力時應(yīng)力分布均勻。其次，其材料為機(jī)械強(qiáng)度高的球墨鑄鐵，表面熱鍍鋅，具有優(yōu)良的抗銹蝕能力。最后，膠裝用水泥為高標(biāo)號水泥，加上合理的養(yǎng)護(hù)工藝，使瓷的強(qiáng)度得到了充分的發(fā)揮。該公司從美國引進(jìn)了“等溫高速噴嘴抽屜窯”，從瑞典引進(jìn)了等靜壓成形工藝及關(guān)鍵設(shè)備，建成具有國際先進(jìn)水平的等靜壓棒形生產(chǎn)線。使用該工藝制造的產(chǎn)品，瓷質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻，強(qiáng)度分散性小，尺寸精確，形位偏差好，強(qiáng)度高。在國外，等靜壓生產(chǎn)高強(qiáng)度電瓷采用工業(yè)氧化鋁與鋁礬土混合使用。上釉瓷試條強(qiáng)度（φ16 mm試條）為（200±15）MPa；而在國內(nèi)，干法（即等靜壓生產(chǎn)）棒形電瓷材料配方上釉瓷試條強(qiáng)度通常為170～190 Mpa。

1 干法工藝的概括

干法工藝流程：配料—球磨—噴霧干燥—壓坯—修坯—上釉—燒成—切割—膠裝—養(yǎng)護(hù)—包裝

關(guān)鍵過程：配料、真空擠制、毛坯壓制、修坯。

特殊過程：燒成、膠裝。等靜壓是指在各個方向上對表面密封的容器的物料同時施加相等的壓力狀態(tài)。（帕斯卡原理）其工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：生坯密度大、密度分布均勻、能夠制造長徑比很大的坯件、坯件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力很小。所以該工藝可避免由于產(chǎn)品直徑較大產(chǎn)生瓷質(zhì)不均勻、產(chǎn)品性能波動較大等問題。引起質(zhì)量波動的六大因素：人、機(jī)、料、法、環(huán)、測量

2 毛坯的壓制、成型、裝燒關(guān)鍵工藝的研究

2.1 電力電子陶瓷生產(chǎn)中

由于電磁電子陶瓷工藝的要求，需要采用泥漿噴霧干燥粒，但是必須制備壓制粉。壓制粉程顆粒狀球形，流動性比較好含水率相對比較低，胚體的收縮程度也小，成分均一，是改善壓制坯的最好材料，可以均勻穩(wěn)定的分散微粒。通過不斷的實踐，很好的證明子材料中加入一定的噴霧干燥，可以達(dá)到滿意的結(jié)果。陶瓷漿料中采用噴霧干燥的基本原理：噴霧干燥自動吸附在漿料固體表面上。原微粒（如氧化鋅微粉）吸附的水分被噴霧干燥取代成為自由水進(jìn)入液相中，使?jié){料稀釋、流動性增加。在保證需要的漿料粘度（即流動性）下，可大幅度地提高固體含量。而吸附于固體顆粒微縫中的噴霧干燥產(chǎn)生劈力壓力，增加微縫的深度而被分開，從而使原團(tuán)聚的微粒充分分散。氧化鋁特種陶瓷中，坯體以液壓機(jī)或等靜壓干壓成型，壓制粉用泥漿經(jīng)噴霧干燥造粒制備。因為，噴霧干燥造粒制備的壓制粉，具有成分均勻、流動性好、填充密度大，有利于改善成型坯體的質(zhì)量。在傳統(tǒng)生產(chǎn)中，不加噴霧干燥制備噴霧干燥造粒泥漿，100 kg氧化鋁微粉，需加入80～100 kg水，泥漿相對濕度為45%～50%。這樣，才具有流動性，可進(jìn)行噴霧干燥造粒。

2.2 電瓷釉漿工藝

噴釉是利用壓縮空氣將釉漿霧化，均勻地 噴灑在坯件的表面。良好釉層可以改善瓷的表面質(zhì)量、提高產(chǎn)品機(jī)電性能、增加瓷的熱穩(wěn)定性、提高風(fēng)雨自潔性。一般對電瓷坯體上的釉，要求釉層厚度均勻、流平性好、不掛釉、不堆釉、著色均一。通常都加入噴霧干燥來調(diào)控釉漿，使具有較高的固含量低粘度、流變性好、分散均勻穩(wěn)定。

2.3 大直徑毛坯壓制工藝的研究

數(shù)控修坯機(jī)為：可同時在不同工位進(jìn)行粗修、外仿精修和瓷套內(nèi)孔精修，具有修坯尺寸精確、周期較短、成品率高、勞動強(qiáng)度低及設(shè)備占地面積小等特點(diǎn)。在壓制過程中，調(diào)整壓制曲線，保證毛坯壓制致密。

2.4 大傘伸出、深棱傘形成型工藝的研究

在傘成型時，必須把刀桿伸出來很長，可以與傘伸出來的長度相互協(xié)調(diào)。加之對傘棱要求的嚴(yán)格，傘棱制造過程比較復(fù)雜，在操作時可能由于刀具的抖動，損壞坯件的傘棱。對此，通常情況下，我結(jié)合實際操作總結(jié)出以下預(yù)防措施：

首先可以控制刀具的穩(wěn)固性，從而防止由于刀具抖動或毛坯晃動，造成的坯件損壞。改變設(shè)備的刀架結(jié)構(gòu)，合理的設(shè)計刀架長度，避免刀桿的伸出長度。同時可以對刀桿的厚度改變，以防止刀具的抖動。

減小切削速度、切削量等工藝參數(shù)，減小切削阻力。

2.5 燒成全過程為自動控制

根據(jù)產(chǎn)品的類別制定了專門的燒成曲線，使用的天然氣燃料熱值高能使窯爐內(nèi)部溫度和氣氛分布均勻；燃?xì)鉂崈舢a(chǎn)品外觀質(zhì)量好切割：該設(shè)備利用高硬度的金剛石砂輪切割，具有切割尺寸精確、端面平整。切割研磨工序中對瓷件進(jìn)行倒角的目的：當(dāng)受到彎曲負(fù)荷時，減少局部應(yīng)力集中，以免瓷受損。

2.6 產(chǎn)品膠裝用膠合劑的選取

膠裝用膠合劑為高標(biāo)號水泥和石英砂配制而成，采用精度精確的膠裝架，可以保證產(chǎn)品的各項尺寸和形位公差。膠裝好后的產(chǎn)品放置于有一定溫度和濕度的環(huán)境進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，目的是提高水泥膠合劑的早期強(qiáng)度。膠裝養(yǎng)護(hù)時，圍脖的作用：創(chuàng)造局部小環(huán)境，保證水泥硬化所需水份。

2.7 在原料球磨工藝中的應(yīng)用

球磨是電瓷制造過程中一個關(guān)鍵工藝，它需要保證泥漿的細(xì)度和顆粒級配，并且有將幾種原料均勻混合的作用。原料的細(xì)度不僅對工藝性能，而且對瓷質(zhì)性能都有重要的影響。具體可以從以下幾點(diǎn)注意：（1）采用噴霧干燥能夠提高球磨效率的機(jī)理：是噴霧干燥自動吸附固相顆粒表面及楔入顆粒裂紋中。一方面由于顆粒間的靜電空間位阻；另一方面對顆粒裂紋產(chǎn)生“楔子”作用。（2）在球磨滑石熟料。采用聚硅氧烷或葵基磺酸鈉，最佳加入量為0.3%，如果用量大于0.3%。球磨效率反而下降，這是因為表面活化劑起到顆粒的潤滑與滑滾作用的緣故。（3）在鋯英石和石英濕磨時，加入0.05%～0.1%的三羧酸乙基胺，在球磨氧化鋁、剛玉、礬土熟料用環(huán)烷酸皂、聚硅氧烷、三羧酸乙基胺等，均可提高球磨效率，節(jié)約能源。

3 結(jié)語

總而言之，每一個工藝過程都是根據(jù)生產(chǎn)過程中實際遇到的問題，結(jié)合生產(chǎn)車間的生產(chǎn)需要，與基層技術(shù)人員相互協(xié)作，理論聯(lián)系實際，充分聽取生產(chǎn)車間領(lǐng)導(dǎo)、職工的建議和要求，深入實際去解決問題，通過科學(xué)分析找到解決問題的方法，這樣，才能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，提高工藝效果。

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