滾壓成型是一項新工藝,我國在二十世紀(jì)七十年代普遍推廣了滾壓成型。在推廣過程中,解決了許多在刀壓成型法中所沒有碰見過的問題,基本上掌握了這種成型方法的規(guī)律?，F(xiàn)就以下幾個問題進行論述。

(1)滾壓成型對泥料的要求

無論哪一種成型方法對泥料都有一定的要求。從可塑法成型來說,主要是對泥料的可塑性和含水率的要求。那么,滾壓成型對這兩個方面有何要求呢?在滾壓成型過程中,從滾頭和泥料的運動來說,既有滾動又有滑動;從泥料受力的情況來說,除受到壓延力的作用外,滾壓時泥料受壓力較大,泥料是均勻延展開的,不象刀壓成型那樣只受型刀壓擠和刮削時的剪切力作用。從這個角度來說,滾壓成型對泥料的可塑性要求就不那么太嚴(yán)格。一般說來,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,滾壓時易開裂,毛坯破損多,模型也易損壞;若可塑性太強,水分又多,則有可能粘住滾頭,坯體亦易變形。

滾壓成型對泥料的要求,具體地說和陽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。一般說來,陽模滾壓較之陰模滾壓,要求泥料可塑性強些,含水率低一些。冷滾壓較之熱滾壓,泥料可塑性應(yīng)強些,含水率可低一些,而熱滾壓對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,泥料含水率可高些;反之,泥料含水率則應(yīng)低一些。

(2)滾壓過程的要求

首先我們談?wù)勈裁词菨L壓過程。它是指從滾壓頭開始接觸泥料至離開坯體表面那一瞬間止這一段過程,稱為滾壓過程,其余為滾壓頭空轉(zhuǎn)時間。就滾壓一只毛坯來說,滾壓過程所經(jīng)過的時間很短,一般只有幾秒鐘。就在這樣短的時間里,滾壓過程各個階段對壓泥的要求并不相同。滾壓頭從開始接觸泥料至定壓前我們稱它為壓泥階段(或叫排泥階段)。這個階段滾壓頭的動作要輕,壓泥速度要適當(dāng),一般以6~7毫米/秒為宜。若動作太重或壓泥速度過快都會壓壞模型,或引起“鼓氣”;若下壓太慢,泥料容易粘住滾頭。接著泥料進入定壓階段,就是說泥料已壓至所要求厚度(即毛坯厚度)的階段,同時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作重而平穩(wěn)。泥料受壓時間要適當(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)陽模滾壓與陰模滾壓

按照石膏模型的凸凹來分,有陽模滾壓和陰模滾壓的不同。所謂陽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,見圖1-1(1)所示。這種方法適用于成型淺式寬口器皿(如盤、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)。

陽模滾壓的最大優(yōu)點,就是成型后的毛坯可以在比較干燥的條件下進行脫模。這樣比陰模滾壓的毛坯在半干狀態(tài)下脫模變形要小,同時成型后的坯?？刹槐胤?直接送去干燥。但陽模滾壓的主軸轉(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,便于泥料展開,同時不致因離心力作用把泥料甩離模型。另外,用陽模滾壓大件制品時,往往需要將泥料預(yù)壓(或叫筑模),使其在滾壓時易于下彎和延展開來,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。滾壓頭無須加熱,結(jié)構(gòu)比較簡單,可用鑄鐵、鋼或塑料制作滾壓頭。熱滾壓是指成型時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,滾壓頭與坯泥表面之間產(chǎn)生一層蒸汽薄膜,使泥料不會粘滾頭,滾壓面也光滑。如加熱溫度過高,泥料表面快熱變干,坯體表面會出現(xiàn)麻點;如果溫度過低,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制造。因此,從滾壓頭的設(shè)計、制造、維修、操作條件以及電耗等觀點看,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,石膏模具有強烈的吸水性能,致使泥料在滾壓過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;如果慢到泥料還沒有來得及鋪滿模型,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,就無法繼續(xù)成型。因此,主軸轉(zhuǎn)速必須有一個“成型轉(zhuǎn)速”,這個“成型轉(zhuǎn)速”就是使泥料迅速壓延開來鋪滿整個模面得以成型。那么,這就耍求縮短壓泥時間,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,如定壓次數(shù)少,滾壓頭抬離毛坯后,泥料會有稍許的彈起,致毛坯結(jié)構(gòu)不很致密,且表面也不光潔。若抬離過快,還會產(chǎn)生“牛舌頭”。為了在短時間內(nèi)對泥料多次加壓,就要提高主軸轉(zhuǎn)速。例如,定壓時間兩秒鐘,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間內(nèi),毛坯則被滾壓20次。這說明了在相同的定壓時間內(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,又可以縮短定壓時間,因此還能提高設(shè)備的產(chǎn)量。