陶瓷成型用塑料模具的研究.pdf

第16卷第9期中国塑料Vol.16,No.9
2002年9月CHINAPLASTICSSep.,2002

陶瓷成型用塑料模具的研究

李铁军

(湖南省塑料研究所,湖南长沙410001)

摘要:研究了塑料代替石膏制造陶瓷成型模具的烧结成型、材料选择和工艺控制,进行了性能比较和应用试验。
关键词:塑料;石膏;陶瓷成型模具;烧结成型
中图分类号:TQ320.5+2文献标识码:B文章编号:1001O9278(2002)09O0081O04

石膏一直是制作陶瓷模具的主要材料。石膏模的阳化工厂;
优点是气孔率分布均匀,壁厚均匀,能脱水,泥坯在干超细碳酸钙,粒径0.03mm～0.15mm,都江堰钙
燥过程中收缩均匀,十分有利于脱模。但石膏模有其品股份有限公司;
不可克服的缺陷,例如,石膏在水中的可溶性使模具容处理剂,复合型活性剂,0.4～1.0份,自配。
易侵蚀,反复使用后表面变得粗糙;石膏模耐磨性差,2.2主要实验设备
与泥坯之间的摩擦而造成的磨损十分严重,而耐磨性球磨机,QM-ISP,南京大学试验机厂;
是决定模具寿命的最重要因素;加水硬化后的石膏在高速捏合机,SHR型,张家港市亿利机械有限公
水中的分解温度约60℃,在模具干燥中由于组分变化司;
和热冲击作用而容易导致模具破坏;冲击强度、弯曲强平板硫化机,350×350,烟台橡胶机械厂;
度等力学性能低,在操作和搬运过程中易于损伤。因空气循环烘道,自制;
此,石膏模的反复使用率很低。为此,我们研究采用塑振动筛,S49型,河南省新乡市中原机械设备有限
料代替石膏制作陶瓷模具,取得了良好的应用效果。公司;
塑料模的耐磨性、耐水性、耐温性以及压缩强度、弯曲万能材料试验机,LR10K,英国LLOYD公司。
强度等物理力学性能明显优于石膏模。本文以7"-″圆2.3工艺路线
盘模具为例探讨塑料模的主要组成、成型工艺及其性树脂预处理→研磨→捏合→过筛→预热→模内烧结→冷却
能和应用。→脱模
2.4主要性能测试
1技术要求(1)弯曲强度、压缩强度按QB/T1640进行测试。
陶瓷模具的基本要求是强度高,硬度大;具有较高(2)耐磨性用耐磨试验仪测试。仪器上的扁钢带
的流体渗透性,产生渗透性的连通气孔尺寸小且分布着石膏或塑料板在旋转支承体上滑动,这种扁钢可承
均匀,以阻止湿粘土挤入而堵塞,并具有光滑的表面。载0.25kg～1.5kg的质量,试验方法按照GB/
T3960—83进行。
2实验(3)气孔尺寸分布、平均气孔尺寸用水银压入型孔
2.1主要组分率计测定。
聚氯乙烯树脂,SG-1,上海天原化工厂;
3结果与讨论
MBS树脂,粉状,5～15份,上海高桥化工厂;
CPE树脂,含Cl35%,5～15份,山东潍坊化工3.1工艺路线
厂;采用了“烧结成型”作为塑料制作陶瓷模具的基本
三盐基硫酸铅,1～5份,湖北省黄石市江南化工厂;工艺,即把粉状的塑料材料加热到熔点以上使其处于
有机锡,SS-218,上海市东滨化工厂;开始流动状态,使接触面互相熔结而形成骨架,在非熔
细石英砂,粒径0.05mm～0.15mm,5～10份,沈结部分则形成空隙,冷却定型后即得到具有透气性的

多孔基材(如图1所示,阴影为任意粉粒a1和a2的熔
收稿日期:2002O06O24结面)。
·82·陶瓷成型用塑料模具的研究

料,依靠热处理时粉料本身吸收的热量烧结,烧结时间
缩短30～45h,强度提高15%～30%,空隙均匀,透过
性好,而且降低了加热时的线膨胀值(见表3)。但应控
制加入量和均匀性,以防阻塞空隙而失去透过性,加入
图1塑料粉料烧结成型示意图
量以10%～15%为佳(如图2)。
Fig.1Illustrationofthesintermouldingofplasticspowders
表3填料对试样线膨胀率的影响
3.2塑料原料的选择
Tab.3Effectoffilleronthelinearexpansionofthesample
陶瓷成型模具用塑料材料首先必须是粉末状,粉
粉料试样线膨胀/%
加热温度/℃
料尽可能是球体,形状规整,否则表观密度不均,形成未加填料粉料加填料粉料
的空隙不均匀,透过性不佳。其次粒径应在0.01mm700.120.01
800.180.01
～0.2mm之间,粒径太小,则形成的空隙过小,限制了
900.360.08～0.15
透过性;粒径太大,则制品密度难均衡,气孔尺寸较大,
易堵塞,表面不很光滑。另外形状和尺寸分布应尽量3.4烧结工艺的控制
均一,绝大多数粉料应能通过100目筛,80%以上的粉3.4.1烧结温度和时间的控制
料通过200目筛,这样有利于形成空隙均匀的制品。烧结时粉料间熔结面的形成条件之一是粉料必须
最后熔流性要低,熔体流动速率太高,模具表面的粒子处于能流动的状态,所