— 新闻动态 —
精诚一意,格致创新
湿压成型
湿压成型是电瓷行业中兼顾坯体致密度、尺寸精度与生产效率的核心可塑成型工艺,通过湿态泥料在模具内的压力塑形,适用于中厚壁、形状规整且对机械强度要求高的电瓷件。
一、工艺核心定义与本质
湿压成型(Wet Pressing Molding):将含水率 15%-22% 的可塑态电瓷泥料,装入金属、石膏或弹性模具,通过单向 / 双向压力(0.5-5MPa)使泥料颗粒紧密堆积、排出空气,形成致密度均匀(相对密度≥65%)、尺寸稳定的坯体。其核心优势是:坯体无明显层理、机械强度高(干燥后抗弯强度≥8MPa)、适合批量生产,且能规避注浆成型致密度不足、干压成型泥料要求过高等问题。
二、工艺全流程
1. 泥料预处理(决定坯体质量的基础)
(1)原料配方与配比
根据需求选择合适的原料配方
(2)泥料处理关键步骤
混合研磨:见文章《电瓷坯料的混合与研磨》
陈腐:见文章《陶瓷泥料的陈腐》
真空练泥:见文章《真空练泥工艺》
2. 模具准备与装模工艺
(1)模具要求
材质:碳钢模、石膏模、手工压坯用铝合金模、复杂形状产品用聚氨酯弹性模。
结构设计:
脱模斜度:1.5°-3°(内壁),避免脱模时坯体崩边;
排气槽/孔:宽度 0.2-0.5mm、深度 0.3-0.8mm,间距 30-50mm,位于模具分型面和凸模底部,排出压制时的空气;排气孔压制时抽真空。
圆角:所有棱角做 R1-R3mm 圆角,减少应力集中导致的开裂。
模具精度:型腔尺寸误差≤±0.05mm,表面粗糙度 Ra≤0.8μm,确保坯体尺寸一致性。
(2)装模操作细节
泥块重量:按坯体体积 × 泥料密度(1.8-1.9g/cm³)计算,重量误差≤±1%,避免压制后缺料或多余料溢出。
布料方式:手工装模、机械装模。
模具润滑:型腔内壁涂抹薄层高岭土 - 水玻璃脱模剂(浓度 6%-8%),或喷涂聚四氟乙烯脱模剂,避免粘模。
3. 压制工艺
(1)压制设备选型
设备类型 | 压力范围 | 定位精度 | 适用场景 | 代表型号 |
|---|---|---|---|---|
手动螺旋压机 | 0.5-2MPa | ±0.1mm | 小批量试制、小型产品 | YL-10T |
液压半自动压机 | 2-5MPa | ±0.05mm | 中批量生产、中大型产品 | YZ-50T |
数控全自动压机 | 3-8MPa | ±0.02mm | 大批量生产、高精度产品 | YK-100T |
(2)关键压制参数
压制压力:
小型薄壁件(壁厚≤8mm):2-3MPa;
中厚壁件(8-20mm):3-4MPa;
厚壁件(≥20mm):4-5MPa;
注意:压力过大易导致泥料挤出、模具损坏;压力过小则坯体致密度不足(相对密度<60%)。
升压速度:0.1-0.3MPa/s,缓慢升压避免泥料内部空气无法排出,形成气泡或分层。
保压时间:10-30 秒(坯体厚度每增加 5mm,保压时间延长 5 秒),使泥料颗粒充分重排,提升致密度均匀性。
泄压速度:0.05-0.1MPa/s,缓慢泄压避免坯体因内外压力差过大而开裂。
4. 脱模与修整工艺
脱模时机:压制完成后,坯体表面硬度达到邵氏 A40-A45 时脱模,过早易变形,过晚易粘模。
脱模方式:手工脱模用橡胶锤轻敲模具分型面,机械脱模用顶出机构(顶出力 0.3-0.5MPa),顶出速度 5-10mm/s。
修整操作:
去除飞边、毛刺(用美工刀或砂纸,砂纸目数 240-320 目);
修补表面缺陷(如小气孔、划痕),用同配方泥料调制成糊状填补,压实后打磨平整;
干燥前将坯体放置在托板上(托板材质为木质或泡沫,避免硬接触),环境湿度≥80%,防止表面过快干燥开裂。
5. 后续干燥与预处理
干燥方式:先自然干燥(24-48 小时,温度 20-25℃,湿度 60%-70%),再进入烘房干燥(干燥制度因产品而异)。
干燥后性能:含水率≤3%,干燥收缩率 7%-10%,无开裂、变形,抗弯强度≥8MPa,致密度≥68%。
三、质量控制体系
1. 核心精度与性能指标
指标类型 | 要求值 | 检测工具 | 检测频次 |
|---|---|---|---|
尺寸误差 | ≤±0.2mm(常规产品);≤±0.1mm(高精度产品) | 三坐标测量仪(精度 ±0.003mm) | 每批次 5% 抽检 |
致密度 | 相对密度≥65%(干燥后);≥95%(烧成后) | 排水法密度计 | 每批次 3 件抽检 |
表面粗糙度 | Ra≤2.5μm(干燥后);Ra≤1.6μm(烧成后) | 粗糙度仪 | 每批次 10 件抽检 |
内部缺陷 | 无分层、无 φ≥0.5mm 气孔(每 100cm²≤2 个) | 超声波探伤仪(频率 2-5MHz) | 每批次 10% 抽检 |
机械强度 | 干燥后抗弯强度≥8MPa;烧成后≥120MPa | 万能材料试验机(加载速度 2mm/min) | 每批次 3 件抽检 |
2. 常见缺陷与根治方案
缺陷类型 | 产生原因 | 根治解决方案 | 案例参考 |
|---|---|---|---|
坯体分层 | 1. 升压过快,内部空气未排出;2. 布料不均;3. 泥料陈腐不足 | 1. 升压速度降至 0.1MPa/s;2. 分层布料并压实;3. 陈腐时间延长至 72 小时 | 某支柱绝缘子,因升压过快导致分层,调整升压速度后缺陷率从 8% 降至 0.5% |
表面气孔 | 1. 真空练泥真空度不足;2. 泥料含水率过高;3. 排气槽/孔堵塞 | 1. 真空度提升至 - 0.09MPa;2. 含水率控制在 15%-16%;3. 每次生产后清理排气槽 | 某瓷套产品表面气孔超标,清理排气槽并优化真空度后,气孔缺陷率降至 0.3% 以下 |
脱模崩边 | 1. 脱模斜度过小;2. 模具润滑不足;3. 坯体强度不足 | 1. 脱模斜度调整至 2.5°;2. 脱模剂浓度提升至 8%;3. 延长保压时间至 25 秒 | 某小型绝缘子脱模崩边率从 5% 降至 0.2% |
尺寸超差 | 1. 模具磨损;2. 压制压力不稳定;3. 干燥收缩率超标 | 1. 模具每生产 1000 件校准一次;2. 采用数控压机稳定压力(误差≤±5%);3. 优化泥料配方(膨润土比例 + 1%) | 某基座产品尺寸超差率从 3% 降至 0.4% |
干燥开裂 | 1. 干燥速度过快;2. 泥料内部应力大;3. 坯体厚度不均 | 1. 干燥窑升温速率降至 5℃/h;2. 泥料陈腐时间延长至 48 小时;3. 精修坯体厚度(误差≤±0.3mm) | 某厚壁瓷套干燥开裂率从 10% 降至 1% 以下 |
四、应用场景与工艺对比
1. 典型应用产品
中厚壁电瓷件:支柱绝缘子、电瓷基座、熔断器瓷件等;
形状规整产品:环形电瓷件、方形瓷柱等。
2. 与其他成型工艺的对比
工艺类型 | 优势 | 劣势 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
湿压成型 | 致密度高、尺寸精度好、批量效率高 | 模具成本高、不适合复杂曲面产品 | 中厚壁、规整形状、高精度电瓷件 |
旋坯成型 | 模具成本低、适合薄壁产品 | 致密度较低、批量效率一般 | 薄壁瓷套、小型绝缘子 |
注浆成型 | 适合复杂形状、设备成本低 | 致密度差、尺寸精度低 | 大型复杂瓷件、定制化产品 |
干压成型 | 效率极高、表面精度好 | 泥料要求高(含水率 6%-8%)、易分层 | 小型简单形状产品 |
五、技术发展趋势
智能化升级:数控压机搭配机器视觉检测,实现 “压制 - 质检 - 修整” 一体化,设备综合效率(OEE)提升至 85% 以上;
绿色化生产:推广水性脱模剂、可回收模具材料,泥料利用率提升至 98% 以上,减少废弃物排放;
高效化压制:开发多工位全自动压机(4-6 工位),提升生产效率,同时采用伺服液压系统,压力控制精度提升至 ±0.5%;
复合化工艺:先通过湿压成型粗坯,再结合数控车修精整表面,兼顾致密度与表面精度。
湿压成型
上一页
下一页