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當前位置：首頁 > 技術支持 > 建材、模型類 > 石膏在陶瓷模具的應用現(xian)狀(zhuang)
隨著(zhu)陶瓷(ci)(ci)工業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)迅速發展(zhan)和(he)機械(xie)化、自動化程(cheng)度越(yue)來越(yue)高，陶瓷(ci)(ci)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)對成(cheng)(cheng)型(xing)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要求也(ye)越(yue)來越(yue)高。目前，陶瓷(ci)(ci)行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)主(zhu)要有(you):石(shi)膏模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)、塑(su)(su)(su)料(liao)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)、樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)、鋼(gang)(gang)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)、木模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)等，現在(zai)我國(guo)(guo)(guo)(guo)又利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)國(guo)(guo)(guo)(guo)產(chan)(chan)(chan)設備生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)出(chu)了(le)(le)聚氦醋(cu)橡(xiang)膠模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)。從(cong)20世(shi)紀初開(kai)始(shi)，德(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)、保(bao)加利(li)亞、(前)蘇聯、法國(guo)(guo)(guo)(guo)、英國(guo)(guo)(guo)(guo)、日(ri)本(ben)等國(guo)(guo)(guo)(guo)科學家分別對其他模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)材料(liao)(混凝土、陶瓷(ci)(ci)、金(jin)屬(shu)、塑(su)(su)(su)料(liao)等)進行(xing)(xing)(xing)了(le)(le)大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究。塑(su)(su)(su)料(liao)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)材料(liao)，國(guo)(guo)(guo)(guo)外除(chu)使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)環(huan)氧(yang)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)外，從(cong)70年(nian)代末開(kai)始(shi)研究試用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)聚氨酷材料(liao)制(zhi)造(zao)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)，模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)精度提高，使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)壽命最高可(ke)達8萬(wan)(wan)次(ci)(ci)，達到鋁合(he)(he)金(jin)鑄造(zao)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)壽命，但(dan)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)費用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)要比鋁合(he)(he)金(jin)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)低(di)(di)得多(duo)。目前西方工業(ye)(ye)發達國(guo)(guo)(guo)(guo)家的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)聚氨醋(cu)鑄造(zao)材料(liao)己成(cheng)(cheng)系列化、商品化供應市場。實(shi)踐證明(ming)，鋼(gang)(gang)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)早己實(shi)現了(le)(le)國(guo)(guo)(guo)(guo)產(chan)(chan)(chan)化，并從(cong)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)壽命來說，從(cong)幾萬(wan)(wan)次(ci)(ci)發展(zhan)到幾十萬(wan)(wan)次(ci)(ci)，甚至上百萬(wan)(wan)次(ci)(ci)。在(zai)國(guo)(guo)(guo)(guo)外某些行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)，環(huan)氧(yang)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)己占所有(you)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)75%。美國(guo)(guo)(guo)(guo)標準(zhun)衛(wei)生(sheng)(sheng)潔具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)公司采用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)環(huan)氧(yang)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)制(zhi)造(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)生(sheng)(sheng)潔具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)，表面性能(neng)好(hao)，尺寸(cun)穩(wen)定(ding)，成(cheng)(cheng)本(ben)低(di)(di)。從(cong)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)綜合(he)(he)成(cheng)(cheng)本(ben)、制(zhi)造(zao)時間(jian)以及(ji)(ji)使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)壽命考慮，樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)適用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于小到中(zhong)(zhong)批量(liang)(liang)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)及(ji)(ji)產(chan)(chan)(chan)品試制(zhi)階(jie)段，而鋼(gang)(gang)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)適用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于大(da)(da)批量(liang)(liang)定(ding)型(xing)產(chan)(chan)(chan)品生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan).由于新產(chan)(chan)(chan)品的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)更新愈(yu)來愈(yu)快(kuai)，樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)采用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)也(ye)日(ri)益(yi)普遍，成(cheng)(cheng)本(ben)越(yue)來越(yue)低(di)(di)。一(yi)(yi)副鋼(gang)(gang)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)需要差不多(duo)半(ban)年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian)才(cai)能(neng)完成(cheng)(cheng)，而模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)表面澆注法只要一(yi)(yi)個多(duo)月就可(ke)完成(cheng)(cheng)，且使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)壽命達到4萬(wan)(wan)次(ci)(ci)左(zuo)右。聚氨酷彈性體用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)，大(da)(da)幅度延長模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)壽命。沖壓(ya)次(ci)(ci)數由原(yuan)(yuan)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)10萬(wan)(wan)次(ci)(ci)增加到約40萬(wan)(wan)次(ci)(ci)，降低(di)(di)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)。石(shi)膏模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)是(shi)(shi)陶瓷(ci)(ci)行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)中(zhong)(zhong)長期以來使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳統(tong)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)，雖然以上提及(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)有(you)一(yi)(yi)系列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優點(dian)，但(dan)由于石(shi)膏模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)制(zhi)作方便(bian)、原(yuan)(yuan)材料(liao)來源(yuan)廣泛、成(cheng)(cheng)本(ben)低(di)(di)、吸(xi)水性能(neng)好(hao)、模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)質量(liang)(liang)輕、可(ke)回收(shou)利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)、不易污染環(huan)境(jing)，尤其是(shi)(shi)可(ke)以靈活方便(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)復制(zhi)清(qing)晰棱角(jiao)線條等許多(duo)優點(dian)。因此，無(wu)論是(shi)(shi)可(ke)塑(su)(su)(su)成(cheng)(cheng)型(xing)，還(huan)(huan)是(shi)(shi)注漿(jiang)成(cheng)(cheng)型(xing):無(wu)論是(shi)(shi)日(ri)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)陶瓷(ci)(ci)工業(ye)(ye)還(huan)(huan)是(shi)(shi)衛(wei)生(sheng)(sheng)潔具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)陶瓷(ci)(ci)行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)，大(da)(da)多(duo)還(huan)(huan)在(zai)沿用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)石(shi)膏模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)。
1 發展石膏(gao)模具的意義
石(shi)膏(gao)模具(ju)是(shi)陶瓷工業生(sheng)產(chan)中(zhong)長期(qi)以(yi)來(lai)使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)傳統模具(ju)，但(dan)以(yi)注漿成(cheng)(cheng)型為主的(de)(de)衛生(sheng)陶瓷生(sheng)產(chan)中(zhong)的(de)(de)基礎材----一成(cheng)(cheng)型模具(ju)己成(cheng)(cheng)為制約衛生(sheng)陶瓷產(chan)品造型、規整(zheng)度、勞動生(sheng)產(chan)率和生(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)本的(de)(de)重要因(yin)素(su)，而衛生(sheng)陶瓷行(xing)業所(suo)用(yong)(yong)的(de)(de)成(cheng)(cheng)型模具(ju)多(duo)采用(yong)(yong)石(shi)膏(gao)模具(ju)，雖然國內(nei)外有(you)(you)些(xie)廠家也嘗試用(yong)(yong)其(qi)他(ta)材料的(de)(de)模具(ju)來(lai)代替石(shi)膏(gao)模具(ju)，但(dan)多(duo)因(yin)工藝(yi)復(fu)雜、吸水率低及(ji)價格昂貴等原因(yin)，只使(shi)(shi)用(yong)(yong)于某些(xie)特殊的(de)(de)工藝(yi)和產(chan)品。這是(shi)因(yin)為石(shi)膏(gao)具(ju)有(you)(you)其(qi)他(ta)材料所(suo)無法替代如下的(de)(de)優(you)勢(shi):
1) 石膏(gao)資(zi)源豐(feng)富
石膏(gao)(gao)是我國(guo)的(de)優(you)勢礦(kuang)產資源之一我國(guo)的(de)石膏(gao)(gao)礦(kuang)藏豐富，己(ji)探明的(de)各類石膏(gao)(gao)儲(chu)量(liang)約為(wei)(wei)576億噸，居世(shi)界(jie)首位(wei)，而且分(fen)布廣，類型多(duo)。從(cong)1982年至(zhi)1991年的(de)十年間，中國(guo)石膏(gao)(gao)產量(liang)均以年平均10.90%的(de)速度增長，遠遠超過(guo)世(shi)界(jie)石膏(gao)(gao)產量(liang)每年平均增長率的(de)2%～3%，1995年石膏(gao)(gao)產量(liang)猛增到2659萬噸，成為(wei)(wei)世(shi)界(jie)石膏(gao)(gao)第一生(sheng)產大國(guo)。
2) 石膏的價格低
石(shi)膏(gao)(gao)是一種用量大、運輸量也大，而(er)價格(ge)又低廉的礦(kuang)(kuang)產品(pin)。目前(qian)，國(guo)內礦(kuang)(kuang)山交貨價大致如下:特級纖維(wei)石(shi)膏(gao)(gao)每(mei)(mei)噸為150～200元(yuan);一級雪(xue)花石(shi)膏(gao)(gao)，每(mei)(mei)噸60～100元(yuan);普通石(shi)膏(gao)(gao)每(mei)(mei)噸30～60元(yuan);硬石(shi)膏(gao)(gao)每(mei)(mei)噸為50～100元(yuan)。我國(guo)石(shi)膏(gao)(gao)礦(kuang)(kuang)產品(pin)價格(ge)平穩，山西太(tai)原石(shi)膏(gao)(gao)礦(kuang)(kuang)的平均價格(ge)是55元(yuan)/噸，山東(dong)平邑地區(qu)石(shi)膏(gao)(gao)平均價格(ge)是40元(yuan)/噸。
3) 凝(ning)結硬化快，生產周(zhou)(zhou)期短，模(mo)具周(zhou)(zhou)轉快，易實現大規模(mo)產業化生產，使用周(zhou)(zhou)期可大為提前。
4) 尺寸(cun)穩(wen)定(ding)(ding)性好(hao)。由于(yu)石膏制品的(de)伸縮(suo)比很(hen)小，其干燥收縮(suo)則更小。因(yin)而制品的(de)尺寸(cun)穩(wen)定(ding)(ding)，變形小。
5) 綠(lv)色(se)環(huan)保效應(ying)和(he)獨(du)特的“呼吸性(xing)能”。石(shi)膏材(cai)(cai)料呈中(zhong)性(xing)，放(fang)射(she)性(xing)極弱(ruo)，生(sheng)產和(he)使用中(zhong)均不排(pai)放(fang)不利于人體健(jian)康的有害物質，外觀光(guang)滑細膩，與人體親和(he)性(xing)好。而且與其他(ta)材(cai)(cai)料有很(hen)好的相(xiang)容性(xing)，不對(dui)其他(ta)物質產生(sheng)侵蝕作用，是典型的綠(lv)色(se)環(huan)保材(cai)(cai)料。此外，石(shi)膏制(zhi)品還有獨(du)特的“呼吸效應(ying)”，可以隨周(zhou)圍環(huan)境濕(shi)度變化(hua)而吸濕(shi)或放(fang)濕(shi)。
因此，無論是可塑成型，還(huan)是注(zhu)漿成型;無論是日用陶瓷工(gong)業(ye)還(huan)是衛(wei)生潔具陶瓷行業(ye)，都(dou)還(huan)沿用大量的模(mo)具石膏。
2 陶(tao)瓷注槳(jiang)成(cheng)型對石膏(gao)模具的(de)要求
陶瓷(ci)注漿成型對(dui)石膏模具(ju)的要(yao)求如下：
1) 設計合理，易于脫模，各部(bu)位吸(xi)水均勻，能保證坯(pi)體各部(bu)位干燥收縮一致(zhi)。
2) 孔隙率大，吸水性能好，孔隙率要求在20%～49%之間(jian)，模具(ju)在出烘房時(shi)，須保(bao)持(chi)濕度4%～6%左右，最大許可濕度為16%～20%，過(guo)干會引起制(zhi)品(pin)千裂，同時(shi)模子使(shi)用壽命縮短，過(guo)濕會延長成(cheng)坯時(shi)間(jian)，甚至(zhi)難于成(cheng)型。
3) 翻制模(mo)(mo)具(ju)時，應嚴(yan)格控制石膏與水的比例，以(yi)保證有(you)一(yi)定的吸水性(xing)與機械強(qiang)度，并使模(mo)(mo)具(ju)質量穩(wen)定。
4) 模具工(gong)作(zuo)表面(mian)應(ying)該是光潔(jie)的，無(wu)孔洞，無(wu)潤滑油跡(ji)。新模第一(yi)次(ci)使用(yong)(yong)前，應(ying)用(yong)(yong)2%的碳酸(suan)鈉(na)溶液擦拭(shi)內壁，以除去殘留涂料，也可(ke)用(yong)(yong)1/4調漿水進(jin)行刷洗或用(yong)(yong)砂紙將內表面(mian)擦去一(yi)層。
3 影響石膏(gao)模(mo)具質量的因素
3．1模具石膏的陳放
目(mu)前(qian)制作陶(tao)瓷模具所用(yong)的石(shi)膏(gao)粉，一般是(shi)將天然石(shi)膏(gao)經鍛(duan)燒(170～190℃)而制成的半水石(shi)膏(gao)和少量的無(wu)水石(shi)膏(gao):
CaS04·2H20 ＝CaSO4·1/2H2O＋3/2H2O(1-1)
CaSO4·1/2H2O＝CaSO4＋H2O (1-2)
這種方法所生成的(de)(de)(de)(de)(de)半水石(shi)膏(gao)稱為β一半水石(shi)膏(gao)，它具(ju)有結(jie)構缺(que)陷(xian)和(he)表面積大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)特點.由(you)于它制作模具(ju)時需(xu)加入(ru)水分，這一過程所表現的(de)(de)(de)(de)(de)流變學性(xing)(xing)質，必然影響(xiang)到模具(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)微觀結(jie)構，同時也(ye)決定模具(ju)表面硬度(du)和(he)模具(ju)強度(du)、氣孔率和(he)吃漿(jiang)速(su)率。影響(xiang)模具(ju)微觀結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)因素有:①水膏(gao)比;②制模過程中混(hun)合(he)條件，如攪拌器(qi)類別、攪拌速(su)度(du)和(he)攪拌時間。這些因素均影響(xiang)二水硫酸鈣的(de)(de)(de)(de)(de)形成速(su)度(du)、晶體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小。特別要注意的(de)(de)(de)(de)(de)是模具(ju)石(shi)膏(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)有易變性(xing)(xing)。
眾所(suo)周(zhou)知(zhi) ，水(shui)膏(gao)比(bi)、漿體的(de)稠度(du)(du)對石膏(gao)模(mo)具(ju)的(de)強度(du)(du)、密(mi)度(du)(du)、吸(xi)水(shui)率都有直接的(de)影響。一(yi)般來說，水(shui)膏(gao)比(bi)大(da)，模(mo)具(ju)氣孔(kong)率高，密(mi)度(du)(du)小(xiao)，強度(du)(du)就(jiu)低，使用壽命(ming)就(jiu)短(duan);反之，水(shui)膏(gao)比(bi)小(xiao)，模(mo)具(ju)氣孔(kong)率低，密(mi)度(du)(du)大(da)，強度(du)(du)就(jiu)高，但吸(xi)水(shui)率低。工廠里一(yi)般是選(xuan)擇恰當的(de)水(shui)膏(gao)比(bi)以滿足生產工藝(yi)的(de)要求(qiu)。如1:1.3左(zuo)右。
模具石(shi)(shi)膏的(de)(de)易變性(xing)還(huan)表現在(zai)炒制(zhi)(zhi)不久的(de)(de)石(shi)(shi)膏粉(fen)和經過了“充分陳放”的(de)(de)石(shi)(shi)膏粉(fen)的(de)(de)差異。新炒制(zhi)(zhi)的(de)(de)石(shi)(shi)膏粉(fen)，溫度(du)高(gao)，還(huan)沒有陳放和均化，活(huo)性(xing)強(qiang)，需水(shui)(shui)(shui)量大(da)。即(ji)刻使(shi)(shi)用(yong)它來制(zhi)(zhi)模，可(ke)(ke)使(shi)(shi)模具表面形(xing)成(cheng)很多氣泡(pao)，整體(ti)強(qiang)度(du)低(di)，所以用(yong)這種石(shi)(shi)膏制(zhi)(zhi)作(zuo)模具是困(kun)難(nan)的(de)(de)，一般要存放兩周后(hou)再使(shi)(shi)用(yong)。陳放過程可(ke)(ke)分成(cheng)兩個階段，即(ji)任何(he)可(ke)(ke)溶性(xing)硬石(shi)(shi)膏的(de)(de)迅(xun)速水(shui)(shui)(shui)合作(zuo)用(yong)形(xing)成(cheng)半水(shui)(shui)(shui)石(shi)(shi)膏，此后(hou)以極慢的(de)(de)速度(du)吸收水(shui)(shui)(shui)分，使(shi)(shi)半水(shui)(shui)(shui)石(shi)(shi)膏晶體(ti)轉(zhuan)向完整，而導致需水(shui)(shui)(shui)量的(de)(de)逐漸下降。若(ruo)相(xiang)對(dui)(dui)濕(shi)度(du)不太高(gao)，石(shi)(shi)膏粉(fen)能達到恒定含水(shui)(shui)(shui)量的(de)(de)程度(du)。若(ruo)相(xiang)對(dui)(dui)濕(shi)度(du)非常高(gao)，則(ze)水(shui)(shui)(shui)化作(zuo)用(yong)繼(ji)續(xu)進(jin)行(xing)，以致形(xing)成(cheng)二水(shui)(shui)(shui)化合物，給石(shi)(shi)膏粉(fen)的(de)(de)質量帶來不好(hao)的(de)(de)影響。
3．2石膏模具的內(nei)部(bu)結構
石(shi)(shi)膏(gao)(gao)模具(ju)的(de)制(zhi)作，是用半(ban)水(shui)(shui)(shui)石(shi)(shi)膏(gao)(gao)粉和(he)水(shui)(shui)(shui)調(diao)成漿體(ti)，半(ban)水(shui)(shui)(shui)石(shi)(shi)膏(gao)(gao)水(shui)(shui)(shui)化、結晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體(ti)相互交織而成硬(ying)化石(shi)(shi)膏(gao)(gao)體(ti)，經干燥而成石(shi)(shi)膏(gao)(gao)模具(ju)。在制(zhi)作中(zhong)其(qi)摻水(shui)(shui)(shui)量遠(yuan)遠(yuan)超過化學結合(he)反應所需要(yao)的(de)用水(shui)(shui)(shui)量，當石(shi)(shi)膏(gao)(gao)模具(ju)完全干燥時，多余的(de)水(shui)(shui)(shui)使模具(ju)形(xing)成了孔(kong)隙(xi)(xi)。組成石(shi)(shi)膏(gao)(gao)模的(de)石(shi)(shi)膏(gao)(gao)晶(jing)(jing)體(ti)好(hao)像是上百萬個“牙(ya)簽”無(wu)規則(ze)地結合(he)在一(yi)起，而這些“牙(ya)簽”之(zhi)間的(de)孔(kong)隙(xi)(xi)在各(ge)個方向(xiang)上聯結而形(xing)成不規則(ze)的(de)連續的(de)毛細管(guan)。石(shi)(shi)膏(gao)(gao)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)平均尺寸為2-5μm，晶(jing)(jing)體(ti)間的(de)孔(kong)隙(xi)(xi)極(ji)小(xiao)(坯體(ti)原料中(zhong)一(yi)般最小(xiao)的(de)顆粒(li)也不能從孔(kong)隙(xi)(xi)滲出。
在石(shi)膏模具的(de)(de)(de)(de)整(zheng)個使(shi)用(yong)周期中，水(shui)滲(shen)入并通過模具中這(zhe)些細(xi)(xi)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)孔隙，而(er)后又從這(zhe)些細(xi)(xi)孔隙中排出(chu)。人們一般認為水(shui)的(de)(de)(de)(de)這(zhe)種(zhong)運動(dong)(dong)機理是毛細(xi)(xi)管(guan)作用(yong)原理。原則上(shang)說，石(shi)膏模宛如一塊(kuai)具有三度(du)空(kong)間(jian)的(de)(de)(de)(de)硬海綿，在其整(zheng)個使(shi)用(yong)周期中都存在著(zhu)連續(xu)的(de)(de)(de)(de)毛細(xi)(xi)管(guan)水(shui)的(de)(de)(de)(de)運動(dong)(dong)。至于(yu)模具 中的(de)(de)(de)(de)氣孔率(包括種(zhong)類、分布)是和(he)石(shi)膏漿(jiang)體(ti)的(de)(de)(de)(de)流變學性質及制模的(de)(de)(de)(de)過程和(he)條件相關的(de)(de)(de)(de).即使(shi)確定了需水(shui)量和(he)攪(jiao)拌(ban)(ban)時間(jian)，一旦(dan)攪(jiao)拌(ban)(ban)方法(fa)和(he)條件改變，石(shi)膏模具的(de)(de)(de)(de)結構和(he)性質也隨之(zhi)發(fa)生(sheng)變化。例如:用(yong)真空(kong)攪(jiao)拌(ban)(ban)，脫氣的(de)(de)(de)(de)模具比未經真空(kong)攪(jiao)拌(ban)(ban)處理的(de)(de)(de)(de)石(shi)膏模具強度(du)高，使(shi)用(yong)壽(shou)命長(chang)。
3．3石膏模具的工作過程
在陶瓷生產中之所以使用(yong)石(shi)膏(gao)(gao)模(mo)具(ju)，是因(yin)為(wei)它能使坯(pi)體成型、凝固和脫水。石(shi)膏(gao)(gao)模(mo)在使用(yong)前，必須經過千(qian)燥，一(yi)般新(xin)模(mo)具(ju)含水率在6%～8%為(wei)好。
注(zhu)(zhu)(zhu)漿成(cheng)型的(de)(de)(de)陶瓷制(zhi)品，是(shi)泥(ni)(ni)(ni)漿澆注(zhu)(zhu)(zhu)在(zai)石(shi)膏(gao)(gao)模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)中而得以(yi)(yi)成(cheng)型的(de)(de)(de)。澆注(zhu)(zhu)(zhu)工(gong)藝的(de)(de)(de)確定(ding)是(shi)在(zai)含有粘(zhan)土的(de)(de)(de)坯料中，加(jia)入少量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)解質(zhi)和少量(liang)的(de)(de)(de)水就可(ke)以(yi)(yi)得到較為(wei)(wei)稀釋的(de)(de)(de)泥(ni)(ni)(ni)漿，石(shi)膏(gao)(gao)模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)能(neng)夠(gou)從泥(ni)(ni)(ni)漿中吸(xi)出(chu)部分水分，并(bing)有使泥(ni)(ni)(ni)料在(zai)模(mo)(mo)(mo)壁上(shang)形成(cheng)厚層的(de)(de)(de)能(neng)力，這樣才能(neng)利(li)用澆注(zhu)(zhu)(zhu)工(gong)藝制(zhi)造(zao)出(chu)有一定(ding)外(wai)形尺寸(cun)的(de)(de)(de)坯件。因(yin)此石(shi)膏(gao)(gao)模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)物理性(xing)能(neng)，如氣孔率(lv)、吸(xi)水率(lv)對(dui)于注(zhu)(zhu)(zhu)漿成(cheng)型的(de)(de)(de)坯體影(ying)響(xiang)較大。如石(shi)膏(gao)(gao)模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)氣孔分布不(bu)(bu)均勻，在(zai)注(zhu)(zhu)(zhu)漿過(guo)程中各(ge)部分的(de)(de)(de)吸(xi)水量(liang)就不(bu)(bu)同，那(nei)么(me)在(zai)相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)時間(jian)里，形成(cheng)坯體厚度就不(bu)(bu)相(xiang)(xiang)同，于是(shi)在(zai)干燥(zao)(zao)過(guo)程中容易(yi)產生變形和龜裂(lie)，甚至嚴重時坯體難以(yi)(yi)脫模(mo)(mo)(mo)。保(bao)持(chi)良(liang)好的(de)(de)(de)工(gong)作狀態(tai)，是(shi)制(zhi)造(zao)優質(zhi)的(de)(de)(de)石(shi)膏(gao)(gao)模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)必要條(tiao)件。要確定(ding)良(liang)好的(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)干燥(zao)(zao)制(zhi)度，干燥(zao)(zao)溫度最好在(zai)55℃以(yi)(yi)內(nei)，不(bu)(bu)要有震動和打擊(ji)現(xian)象，模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)濕度在(zai)6%～8%為(wei)(wei)好。
3.4石(shi)膏模具在使用(yong)中的(de)變化
石膏模具是多孔(kong)的微溶的物體，注(zhu)漿(jiang)成型用的泥漿(jiang)，為(wei)了(le)使其有(you)良好的流動性和穩定性都加有(you)電介質(zhi)。一般使用的是Na2C03和Na2S04，這兩種(zhong)物質(zhi)會在模具表面發生化學反(fan)應:
Na2C03+ CaSO4＝Na2S04+CaCO3(1-3)
Na2SiO3+CaSO4＝Na2S04+Casi03(1-4)
由于(yu)(yu)泥(ni)漿(jiang)中(zhong)的(de)(de)電(dian)介(jie)質(zhi)和石(shi)膏模(mo)具(ju)中(zhong)的(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)鈣(gai)發生化學反應，慢慢積存(cun)于(yu)(yu)模(mo)具(ju)體(ti)內.另外陶瓷泥(ni)漿(jiang)中(zhong)的(de)(de)粘土膠體(ti)也(ye)會(hui)進入石(shi)膏模(mo)具(ju)的(de)(de)氣孔中(zhong)。堿性電(dian)解質(zhi)中(zhong)從碳(tan)酸(suan)鈉分解出來的(de)(de)堿容易(yi)滲入模(mo)具(ju)內部，它與硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)鈣(gai)發生反應生成硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)鈉。這種硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)鈉依(yi)干燥條件(jian)的(de)(de)不同，或是(shi)積存(cun)于(yu)(yu)模(mo)具(ju)體(ti)內，或是(shi)析(xi)出模(mo)具(ju)內壁。一旦硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)鈉積存(cun)多了，并(bing)(bing)結(jie)晶(jing)化，這時產生的(de)(de)壓力會(hui)使模(mo)具(ju)膨脹(zhang)并(bing)(bing)開裂。
石(shi)膏(gao)模具干燥時(shi)，模具表面上長出堿毛，它(ta)是可溶性物質(zhi)(zhi)，其成分主要是硫酸鈉。這種物質(zhi)(zhi)可使(shi)模具的(de)功能(neng)有所減弱。上述現象(xiang)表明(ming)模具的(de)腐(fu)蝕(shi)效應(ying)更(geng)多地是受陶瓷泥料的(de)影響，從(cong)石(shi)膏(gao)模具方面來說，應(ying)將電(dian)解質(zhi)(zhi)的(de)用(yong)量限(xian)制在最小的(de)限(xian)度.模具被侵蝕(shi)的(de)情況通(tong)常有三種:①溶解磨(mo)損(sun);②溶解引起的(de)孔洞;③化學腐(fu)蝕(shi)和機(ji)械磨(mo)損(sun)。這些物理(li)、化學腐(fu)蝕(shi)現象(xiang)的(de)發生和加深(shen)，最終將使(shi)模具報廢。目前陶瓷石(shi)膏(gao)模具使(shi)用(yong)的(de)次(ci)數通(tong)常在70～90次(ci)左右。
4 石膏模具的國內(nei)外研究概況
由于石膏(gao)制品(pin)具(ju)(ju)有(you)重量輕、生(sheng)產(chan)效(xiao)率高、耐火性能(neng)好、易澆注、資(zi)源豐富、能(neng)耗少等(deng)一系列優點，因此(ci)有(you)廣泛的用(yong)途。如在塑制工藝品(pin)、制作(zuo)牙科(ke)、陶瓷、機械鑄造中(zhong)當作(zuo)模具(ju)(ju)石膏(gao)來使用(yong)。模具(ju)(ju)石膏(gao)分普通(tong)模具(ju)(ju)石膏(gao)和高強石膏(gao)兩種。
關于石膏模(mo)具的增強，國內外己做(zuo)了大量(liang)的研究，目前主要的增強方法有以(yi)下幾(ji)種:
1) 尋找石膏模的替代(dai)材料
例(li)如研制多孔(kong)塑料模(mo)(mo)、樹脂(zhi)模(mo)(mo)具(ju)、粉末燒結的(de)青銅滾壓成型模(mo)(mo)，使用次數大幅度提高(gao)，但(dan)多因工藝(yi)復雜、吸水(shui)率低及(ji)價格昂貴等原(yuan)因，只使用于某些特殊的(de)工藝(yi)和(he)產品，所以陶(tao)瓷(ci)成型的(de)主要模(mo)(mo)具(ju)還是(shi)石膏(gao)模(mo)(mo)。
2) 采用(yong)高(gao)強(qiang)石膏—α半水石膏
a一半水(shui)石膏晶體(ti)呈棱柱狀，結構致密，標準稠度用水(shui)量低(di)，因此(ci)強(qiang)度很高，但是其吸水(shui)性不(bu)好，生產工藝復雜，生產成本高，所以(yi)很少有企業(ye)采用純α-半水(shui)石膏來制(zhi)作石膏模(mo)具。
3) 對β一半 水石膏進行改性
如加入(ru)(ru)增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)劑(ji)，如中科(ke)院(yuan)(yuan)上海硅酸鹽研(yan)究(jiu)所(suo)研(yan)制的(de)QA型石(shi)(shi)膏(gao)(gao)增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)劑(ji)，江蘇建科(ke)院(yuan)(yuan)研(yan)制的(de)JS-11的(de)石(shi)(shi)膏(gao)(gao)高(gao)效增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)劑(ji)，河北理工大學(xue)研(yan)究(jiu)了以(yi)甲基纖維素(su)為主要成分(fen)的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)劑(ji)。研(yan)究(jiu)表(biao)明在增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)劑(ji)加入(ru)(ru)量為3%時抗(kang)折強(qiang)度最(zui)大，而且能夠提高(gao)模(mo)具石(shi)(shi)膏(gao)(gao)的(de)抗(kang)堿侵蝕能力，還(huan)可以(yi)在石(shi)(shi)膏(gao)(gao)中加入(ru)(ru)減(jian)水劑(ji)、緩(huan)凝劑(ji)等各種外(wai)加劑(ji)。這是(shi)目前對石(shi)(shi)膏(gao)(gao)模(mo)具增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)最(zui)為常用的(de)方法。
4) 采用(yong)α一(yi)半水石(shi)(shi)膏(gao)與(yu)β一(yi)半水石(shi)(shi)膏(gao)混合制成石(shi)(shi)膏(gao)模具
這種方(fang)法最先在國外研(yan)究成功，但是現在我國很多陶瓷廠也采用(yong)此方(fang)法來制作石(shi)膏(gao)模(mo)具，研(yan)究表明當α-半(ban)水(shui)石(shi)膏(gao)與β一半(ban)水(shui)石(shi)膏(gao)的比例(li)為3:7的時候所制得的石(shi)膏(gao)模(mo)具使(shi)用(yong)壽命最好。
5) 石膏(gao)模具高強(qiang)涂層
這種增(zeng)強(qiang)方法研(yan)究的(de)(de)人很少。山東省(sheng)硅酸(suan)鹽(yan)研(yan)究設(she)計(ji)院，采用環氧樹脂和(he)酚醛(quan)樹脂作(zuo)復(fu)合(he)膠粘(zhan)劑，用石(shi)膏(gao)粉和(he)鐘乳(ru)石(shi)作(zuo)復(fu)合(he)填料，加入適量的(de)(de)添(tian)加劑，制備出了(le)石(shi)膏(gao)模(mo)具用涂料。石(shi)膏(gao)模(mo)具涂上該(gai)涂料后，在保持良好透水性(xing)的(de)(de)基礎上，強(qiang)度(du)、耐(nai)磨耐(nai)腐蝕性(xing)能顯(xian)著提高，使(shi)用壽(shou)命延(yan)長。
5 石膏(gao)模具的發展(zhan)趨勢(shi)
由于石(shi)(shi)膏(gao)(gao)模具有(you)制作(zuo)方便(bian)、原(yuan)材(cai)料來(lai)源廣泛(fan)、成(cheng)本低(di)、吸水(shui)(shui)性(xing)(xing)能好(hao)、可回收利用，尤其(qi)是(shi)可以(yi)靈活方便(bian)地(di)復制清晰(xi)棱角線條等(deng)許多優(you)點。因(yin)此(ci)，陶瓷工業還(huan)普(pu)(pu)遍采(cai)用石(shi)(shi)膏(gao)(gao)模具作(zuo)為(wei)重要的成(cheng)型工具，國(guo)外現在普(pu)(pu)遍采(cai)用α一(yi)半(ban)水(shui)(shui)石(shi)(shi)膏(gao)(gao)與β一(yi)半(ban)水(shui)(shui)石(shi)(shi)膏(gao)(gao)混合制成(cheng)石(shi)(shi)膏(gao)(gao)模具，而我(wo)國(guo)都(dou)還(huan)普(pu)(pu)遍單獨采(cai)用p一(yi)半(ban)水(shui)(shui)石(shi)(shi)膏(gao)(gao)為(wei)原(yuan)材(cai)料，但β一(yi)半(ban)水(shui)(shui)石(shi)(shi)膏(gao)(gao)強度普(pu)(pu)遍不高，耐磨性(xing)(xing)、耐水(shui)(shui)性(xing)(xing)、耐溶(rong)蝕性(xing)(xing)差，造(zao)成(cheng)使用壽(shou)命短。因(yin)此(ci)，對(dui)模具石(shi)(shi)膏(gao)(gao)進行改性(xing)(xing)以(yi)延(yan)長其(qi)使用壽(shou)命仍是(shi)科研工作(zuo)者和(he)企業長期的研究目標。
