— 新聞動態(tài) —
精誠一意,格致創(chuàng)新
電瓷成型方法的種類和選擇原則
一、電瓷成型的定義和工藝要求
1. 成型的定義
電瓷成型是指將經(jīng)過制備的坯料(濕法為泥料 / 泥漿,干法為粉料),通過模具和特定設(shè)備施加外力或利用物料流動性,制成具有絕緣子最終形狀(如傘裙、瓷柱、瓷套)、一定強(qiáng)度和密度的坯體的過程。成型質(zhì)量直接決定后續(xù)干燥、施釉與燒成的穩(wěn)定性及成品的機(jī)電性能。
2. 核心工藝要求
成型工序需滿足 4 個關(guān)鍵要求,否則會直接導(dǎo)致成品缺陷(如開裂、變形、強(qiáng)度不足):
坯體質(zhì)量達(dá)標(biāo):坯體密度均勻(避免局部疏松)、無氣泡 / 雜質(zhì) / 裂紋,保證燒成后瓷件致密度。
形狀精度可控:坯體幾何形狀、尺寸精度符合設(shè)計要求,尤其是傘裙間距、瓷柱垂直度等關(guān)鍵部位。
批量一致性高:同批次坯體的密度、尺寸偏差需在極小范圍(通常偏差≤2%),確保后續(xù)燒成后產(chǎn)品性能統(tǒng)一。
適配后續(xù)工序:坯體強(qiáng)度需能支撐搬運(yùn)、施釉等后續(xù)操作(如可塑成型坯體強(qiáng)度需≥0.5MPa)。
二、電瓷成型方法的種類
1.可塑法成型
這種方法使用含水量約18-25%的、具有良好可塑性的泥料進(jìn)行成型。這是最傳統(tǒng)和應(yīng)用最廣泛的方法之一。
1.1旋坯成型
原理:將可塑泥團(tuán)放在旋轉(zhuǎn)的石膏模上,依靠型刀的擠壓和刮削作用形成坯體。
過程:石膏模型安裝在轆轤車上高速旋轉(zhuǎn),型刀緩慢下降并對泥料進(jìn)行滾壓和刮削,多余的泥料被排出。
特點:
適用于成型圓形、軸對稱的產(chǎn)品,如盤形懸式絕緣子的傘盤、棒形絕緣子的傘裙。
生產(chǎn)效率高,易于實現(xiàn)機(jī)械化。
坯體結(jié)構(gòu)均勻,強(qiáng)度較好。
主要設(shè)備:旋坯機(jī)(轆轤車)。
1.2濕法車坯
原理:與旋坯類似,但主要用于成型實心或空心的圓柱形、圓錐形坯體,如套管。
過程:將可塑泥段固定在車坯機(jī)上使其旋轉(zhuǎn),用固定的車刀進(jìn)行外圓或內(nèi)孔的車削。
特點:
能成型尺寸精確的大型坯體。
對泥料的可塑性要求高。
材料利用率較低,會產(chǎn)生較多廢泥。
主要設(shè)備:車坯機(jī)
1.3擠壓成型
原理:將可塑泥料放入真空擠制機(jī)中,在壓力下通過特定形狀的機(jī)嘴被連續(xù)擠出,形成無限長的坯體。
過程:泥料經(jīng)過真空脫氣后,被螺旋或活塞推進(jìn),通過機(jī)嘴成型。
特點:
主要用于成型橫截面不變的長條形產(chǎn)品,如線路針式絕緣子的桿體、瓷管等。
生產(chǎn)效率極高,適合大批量生產(chǎn)。
坯體致密度高,結(jié)構(gòu)均勻。
主要設(shè)備:真空練泥機(jī)、擠壓機(jī)。
1.4濕法壓坯
原理:壓力使泥料克服顆粒間隙、緊密排列,同時依托可塑性貼合模具型腔,實現(xiàn)形狀復(fù)制” 與密度提升,形成結(jié)構(gòu)完整、有一定強(qiáng)度的坯體。
過程:將可塑泥料填入模具,抽真空同時施加5-15MPa 的機(jī)械壓力,壓力釋放后脫模。
特點:
生產(chǎn)效率極高,適合大批量生產(chǎn)。
坯體質(zhì)量穩(wěn)定性好。
模具使用壽命長,成本低。
主要設(shè)備:壓坯機(jī)
1.5手工塑形與印坯
原理:對于形狀極其復(fù)雜、無法用機(jī)械成型的小批量產(chǎn)品,由工匠用手工工具塑形或用預(yù)先制好的模型進(jìn)行印坯。
應(yīng)用:主要用于藝術(shù)瓷絕緣子或特殊型號的樣品制作。
2.注漿法成型
這種方法利用石膏模的吸水特性,將含水量高達(dá)30-40%的泥漿注入多孔模具中,通過脫水在模具內(nèi)壁形成坯體。
2.1空心注漿
原理:將泥漿注入石膏模內(nèi),停留一段時間后,倒出多余的泥漿,模具內(nèi)壁吸附形成一層均勻的泥層,脫水硬化后脫模。
應(yīng)用:主要用于成型空心、薄壁的制品,如某些類型的套管和電器用絕緣子。
2.2實心注漿
原理:泥漿注入模具后,不再排出,直至整個型腔內(nèi)的泥漿水分被模具吸收而全部凝固成坯體。
應(yīng)用:用于形狀復(fù)雜、實心的產(chǎn)品。
注漿法特點:
能成型形狀極其復(fù)雜的制品。
模具成本低,適用于小批量、多品種生產(chǎn)。
生產(chǎn)周期長,坯體密度和強(qiáng)度通常低于可塑法成型,收縮率較大,容易變形。
3.干壓/半干壓成型
這種方法使用含水量僅為4-8%的粒狀粉料,在金屬模具中通過高壓壓制成型。
原理:將粉料填充到鋼模模腔內(nèi),通過上、下沖頭施加高壓(幾十到上百兆帕),使粉料顆粒相互嵌合,被壓制成致密的坯體。
特點:
坯體尺寸精確,收縮率小,變形小。
生產(chǎn)效率極高,易于實現(xiàn)全自動化。
坯體強(qiáng)度高,無需干燥或干燥時間極短。
模具成本高,主要適用于高度不大、形狀相對簡單的產(chǎn)品。
應(yīng)用:廣泛應(yīng)用于小型絕緣子,如低壓絕緣子等。近年來,隨著技術(shù)進(jìn)步,也開始用于制造大型絕緣子的部件,然后通過水泥膠裝到芯棒上。
4.等靜壓成型
這是干壓成型的一種高級形式,能生產(chǎn)出各向同性、結(jié)構(gòu)極其均勻的坯體。
原理:將粉料裝入具有彈性的橡膠或塑料模具中,密封后放入高壓容器中,通過液體介質(zhì)(油或水)施加各向均勻的超高壓力,使粉料壓實成型。
特點:
坯體密度均勻,結(jié)構(gòu)一致性好,內(nèi)部無應(yīng)力集中,性能優(yōu)異。
可以成型形狀復(fù)雜、尺寸大的產(chǎn)品。
設(shè)備投資大,技術(shù)復(fù)雜,生產(chǎn)效率低。
應(yīng)用:主要用于對機(jī)電性能要求高的超高壓和特高壓直流絕緣部件制造。
三、電瓷成型方法的選擇原則
選擇核心是 “匹配產(chǎn)品需求 + 平衡成本與效率”,需從2個維度綜合判斷,不存在絕對最優(yōu),只存在最適配方法:
1. 優(yōu)先依據(jù) “產(chǎn)品特性” 選擇
產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、尺寸是決定成型方法的首要因素,直接排除不符合的工藝:
結(jié)構(gòu)簡單(如盤形、圓柱形)→ 選可塑成型(效率高、成本低)。
形狀復(fù)雜(如多腔瓷套、異形傘裙)→ 選注漿成型(實現(xiàn)復(fù)雜形狀的工藝)。
性能要求極高(如芯棒)→ 選等靜壓成型(密度高、強(qiáng)度足)。
2. 結(jié)合 “生產(chǎn)需求” 選擇
生產(chǎn)批量、效率目標(biāo)決定工藝的經(jīng)濟(jì)性,避免大材小用或小材大用:
大批量生產(chǎn) → 選可塑成型(連續(xù)生產(chǎn),單模效率是注漿的 10-20 倍)。
小批量生產(chǎn) → 可選注漿成型(無需復(fù)雜金屬模具,模具成本低)。
高要求產(chǎn)品(如特高壓絕緣子)→ 選等靜壓成型(雖效率低,但能滿足性能要求,避免后續(xù)廢品率高的損失)。
電瓷成型工藝