卫生陶瓷的粉料冲压成型工艺及其使用的冲压成型模具的制作方法

本发明涉及卫生陶瓷生产领域，尤其涉及卫生陶瓷的粉料冲压成型工艺及其使用的冲压成型模具。

背景技术

卫生陶瓷是指卫生和清洁盥洗用的陶瓷用具。目前，卫生陶瓷的制造均采用注浆成型工艺，即将陶瓷泥浆注入预先制好的多孔模具内，借助模具的吸水能力或外加压力的作用将陶瓷泥浆脱水硬化而制成坯体，然后对坯体进行喷釉干燥的生产过程。在注浆生产过程中，需要对模具进行定位合模、将模具送至注浆工位并向模具内注入陶瓷泥浆，待坯体成型后，还需将模具送至开模工位以打开模具取出坯体，取出坯体后还需将进行模具的清洁干燥和坯体的喷釉干燥。因此，现有的卫生陶瓷生产线占用空间大，生产效率低下，消耗大量水电，注浆和排水过程耗时长还产生大量废水和废渣，污染环境。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种省略了注浆、排水和干燥坯体等工艺，生产线缩减，成品变形率下降和抗压性能提高，避免消耗大量水电，环保节能的卫生陶瓷的粉料冲压成型工艺及其使用的冲压成型模具。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种卫生陶瓷的粉料冲压成型工艺，包括以下步骤：

步骤一，陶瓷粉料推送至中部模具的模腔中，所述中部模具的模腔的底部覆盖有弹性塑型件；

步骤二，将底部模具的下冲压部对准中部模具的模腔的正下方，然后底部模具向上移动直至与中部模具合模，所述底部模具的下冲压部为向下凹陷结构，从而底部模具的下冲压部和中部模具的弹性塑型件之间形成空腔；

步骤三，将顶部模具的上冲压部对准中部模具的模腔的正上方，所述顶部模具的上冲压部为向下突出结构，然后顶部模具向下移动直至与中部模具合模，从而弹性塑型件和下冲压部完全贴合；

步骤四，顶部模具和底部模具进行冲压，然后顶部模具和底部模具进行分模，制得坯体。

优选地，所述步骤四中，顶部模具和底部模具先以冲压压力为5～8吨冲压1～10秒，紧接着以冲压压力为8.1～10吨冲压1～10秒，最后以冲压压力为10.1～12吨冲压1～10秒。

优选地，按照质量份数，所述陶瓷粉料的配方包括60～85份sio2、12～27份al2o3、0.1～1份fe2o3、0.3～1.5份cao和0.5～3份k2o/na2o。

优选地，所述步骤一中，置于中部模具的模腔时陶瓷粉料的厚度为20～50mm；

所述步骤四中，所述成品的厚度为3～18mm，变形率为≤5％，抗压为≥45mpa。

优选地，还包括中定型部，所述中定型部设置于模腔中，所述弹性塑型件环绕所述中定型部设置；

所述中定型部包括中定型凹槽和中定型柱，所述中定型凹槽的上边沿和所述弹性塑型件连接，所述中定型柱固定于所述中定型凹槽的底部，并且所述中定型柱向上延伸至与所述中部模具的顶面平齐；

所述顶部模具还包括上定型柱，所述上定型柱设置于所述上冲压部，所述上定型柱向下延伸；

所述底部模具还包括下定型凹槽，所述下定型凹槽设置于所述下冲压部，所述中定型柱的中轴线、中定型凹槽的中轴线、上定型柱的中轴线和下定型凹槽的中轴线重合；

所述步骤三中，当顶部模具与中部模具合模时，所述中定型凹槽嵌入所述下定型凹槽，所述中定型凹槽的外壁和下定型凹槽的内壁贴合，同时所述上定型柱和中定型柱相抵。

优选地，在步骤一中，陶瓷粉料堆放于中部模具的模腔的一端，然后粉料推送件从模腔的一端向模腔的另一端移动，从而使模腔铺满陶瓷粉料，并将多余的陶瓷粉料推出所述模腔。

优选地，还包括步骤五、对所述成品依次进行烘干、磨边、上釉和烧成，制得卫生陶瓷件。

优选地，应用于所述卫生陶瓷的粉料冲压成型工艺的冲压成型模具，包括中部模具、底部模具和顶部模具，所述中部模具设有模腔，并且所述模腔的底部覆盖有弹性塑型件，所述中部模具的模腔用于承载陶瓷粉料；

所述底部模具设有下冲压部，所述下冲压部为向下凹陷结构；所述顶部模具设有上冲压部，所述顶部模具的上冲压部为向下突出结构；所述下冲压部的水平投影面积大于模腔的水平投影面积，所述模腔的水平投影面积大于所述上冲压部的水平投影面积。

优选地，还包括中定型部，所述中定型部设置于模腔中，所述弹性塑型件环绕所述中定型部设置；

所述中定型部包括中定型凹槽和中定型柱，所述中定型凹槽的上边沿和所述弹性塑型件连接，所述中定型柱固定于所述中定型凹槽的底部，并且所述中定型柱向上延伸至与所述中部模具的顶面平齐；

所述顶部模具还包括上定型柱，所述上定型柱设置于所述上冲压部，所述上定型柱向下延伸；

所述底部模具还包括下定型凹槽，所述下定型凹槽设置于所述下冲压部，所述中定型柱的中轴线、中定型凹槽的中轴线、上定型柱的中轴线和下定型凹槽的中轴线重合；

当顶部模具与中部模具合模时，所述中定型凹槽嵌入所述下定型凹槽，所述中定型凹槽的外壁和下定型凹槽的内壁贴合，同时所述上定型柱和中定型柱相抵。

优选地，所述弹性塑型件为硅胶膜，所述模腔的厚度为20～55mm；

所述中部模具、中定型部、底部模具和顶部模具的材料均为钢。

所述卫生陶瓷的粉料冲压成型工艺用于制造陶瓷盥洗盆和浴缸，区别于现有用模具注入泥浆成型的卫生陶瓷制造工艺，本工艺使用的是陶瓷粉料，非陶瓷泥浆。本工艺将陶瓷粉料推送至中部模具的模腔中，陶瓷粉料铺满整个模腔，模腔的底部覆盖有弹性塑型件，从而当顶部模具向下移动时，弹性塑型件随之向下凹陷，直至顶部模具和中部模具合模，此时形成上冲压部——陶瓷粉料——弹性塑型件——下冲压部的层叠结构，在陶瓷粉料的重力作用下和上冲压部的挤压作用下，弹性塑型件和下冲压部完全贴合，陶瓷粉料填满弹性塑型件和上冲压部之间的空间，形成坯体的形状；然后顶部模具和底部模具进行冲压，从而在压力作用下使陶瓷粉料冲压成坯体。

附图说明

附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明其中一个实施例的中部模具结构示意图；

图2是本发明其中一个实施例的陶瓷粉料推送过程示意图；

图3是本发明其中一个实施例的底部模具对准中部模具过程示意图；

图4是本发明其中一个实施例的底部模具和中部模具合模过程示意图；

图5是本发明其中一个实施例的上部模具对准中部模具过程示意图；

图6是本发明其中一个实施例的上部模具和中部模具合模过程示意图；

图7是本发明其中一个实施例的顶部模具和底部模具冲压过程示意图；

图8是本发明其中一个实施例的坯体结构示意图。

其中：中部模具1；模腔11；弹性塑型件12；底部模具2；下冲压部21；顶部模具3；上冲压部31；中定型部13；中定型凹槽131；中定型柱132；上定型柱32；下定型凹槽22；粉料推送件4；坯体5；水管口51。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例的卫生陶瓷的粉料冲压成型工艺，包括以下步骤：

步骤一，如图1、图2所示，陶瓷粉料推送至中部模具1的模腔11中，所述中部模具1的模腔11的底部覆盖有弹性塑型件12；

步骤二，如图3所示，将底部模具2的下冲压部21对准中部模具1的模腔11的正下方，然后底部模具2向上移动直至与中部模具1合模，底部模具2的顶面和中部模具1的底面贴合，底部模具2的中轴线和中部模具1的中轴线重合，所述底部模具2的下冲压部21为向下凹陷结构，从而底部模具2的下冲压部21和中部模具1的弹性塑型件12之间形成空腔，如图4所示；

步骤三，如图5所示，将顶部模具3的上冲压部31对准中部模具1的模腔11的正上方，所述顶部模具3的上冲压部31为向下突出结构，如图6所示，然后顶部模具3向下移动直至与中部模具1合模，顶部模具3的中轴线和中部模具1的中轴线重合，所述上冲压部31嵌入所述下冲压部21，从而弹性塑型件12和下冲压部21完全贴合；

步骤四，如图7所示，顶部模具3和底部模具2进行冲压，然后顶部模具3和底部模具2进行分模，制得坯体5。

所述卫生陶瓷的粉料冲压成型工艺用于制造陶瓷盥洗盆和浴缸，区别于现有用模具注入泥浆成型的卫生陶瓷制造工艺，本工艺使用的是陶瓷粉料，非陶瓷泥浆。本工艺将陶瓷粉料推送至中部模具1的模腔11中，陶瓷粉料铺满整个模腔11，模腔11的底部覆盖有弹性塑型件12，所述弹性塑型件12为硅胶膜，从而当顶部模具3向下移动时，弹性塑型件12随之向下凹陷，直至顶部模具3和中部模具1合模，此时形成上冲压部31——陶瓷粉料——弹性塑型件12——下冲压部21的层叠结构，在陶瓷粉料的重力作用下和上冲压部31的挤压作用下，弹性塑型件12和下冲压部21完全贴合，陶瓷粉料填满弹性塑型件12和上冲压部31之间的空间，形成坯体5的形状；然后顶部模具3和底部模具2进行冲压，从而在压力作用下使陶瓷粉料冲压成坯体5。

对坯体5进行冲压成型，由于压力加大，坯体5的密度要比注浆成型的坯体5的大很多，从而本工艺制得的成品变形率下降，抗压性能提高，而且与现有注浆成型工艺相比，省略了注浆、排水和干燥坯体等工艺，生产线缩减，生产同等规模的卫生陶瓷下生产占用空间大大缩小，生产效率提高了几十上百倍，避免消耗大量水电，不产生废水和废渣，环保节能。

需要说明的是所述步骤一中陶瓷粉料为粉状，并没有经过预压成块；所述步骤三中，中部模具1仅有弹性塑型件12向下凹陷而改变成下冲压部21的形状，中部模具1的其他地方不会改变。

优选地，所述步骤四中，顶部模具3和底部模具2先以冲压压力为5～8吨冲压1～10秒，紧接着以冲压压力为8.1～10吨冲压1～10秒，最后以冲压压力为10.1～12吨冲压1～10秒。顶部模具3和底部模具2的冲压采用一轻压、二重压、三加压的三段式冲压方法，轻压时对坯体5进行预定型，重压时对坯体5完全定型，加压时对坯体5加强成型，从而使坯体5密度大大提高；由于陶瓷粉料比较松散，若直接重压则不容易成型，成品的密度也不均匀。

优选地，按照质量份数，所述陶瓷粉料的配方包括60～85份sio2、12～27份al2o3、0.1～1份fe2o3、0.3～1.5份cao和0.5～3份k2o/na2o。陶瓷粉料为现有卫生陶瓷的原料配方，陶瓷粉料无需注水成泥浆。优选地，可控制陶瓷粉料的含水率为1％～5％，以提高冲压成型效果；也可在陶瓷粉料的配方中添加0.1～0.4份粘结剂以达到上述效果，需要说明的是粘结剂只需加入少量，粘结剂可采用糊精、聚乙烯醇、水融性粘结剂聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚苯乙烯等，由于陶瓷粉料均为瘠性料，因此加入适量的粘结剂可改善坯料的成型性能，提高坯体强度，但加入过多粘结剂会使喷雾造粒粉料形成坚硬的干粉颗粒而阻碍陶瓷颗粒在压制过程中的变形，加入粘结剂后的陶瓷粉料仍是呈粉状，不会粘结成块。注浆成型工艺中，一般情况下陶瓷泥浆的含水率在50％以上，添加了减水剂的情况下陶瓷泥浆的含水率也在30％～50％。

而且，陶瓷粉料是通过喷雾干燥法制成的，流动性和堆积密度一般都比通常工艺方法制备的陶瓷粉料好，参照美国astm对金属粉末流动性及松装密度的检测标准，测定了不同含水率条件下喷雾干燥法得到的陶瓷粉料松装密度及流动性见下表1。喷雾干燥法制备的陶瓷粉料含水率一般控制在1％～5％，此时陶瓷粉料的流动性符合冲压成型的要求。

表1

优选地，所述步骤一中，置于中部模具的模腔时陶瓷粉料的厚度为20～50mm；所述步骤四中，所述成品的厚度为3～18mm，变形率为≤5％，抗压为≥45mpa。将厚度为20～50mm的陶瓷粉料冲压成厚度为3～18mm的成品，使得成品密度较大，成品变形率下降(注浆成型工艺的成品变形率＞5％)，抗压性能提高(注浆成型工艺的抗压＜45mpa)。

优选地，如图1所示，还包括中定型部13，所述中定型部13设置于模腔11中，所述弹性塑型件12环绕所述中定型部13设置；

如图2所示，所述中定型部13包括中定型凹槽131和中定型柱132，所述中定型凹槽131的上边沿和所述弹性塑型件12连接，所述中定型柱132固定于所述中定型凹槽131的底部，并且所述中定型柱132向上延伸至与所述中部模具1的顶面平齐；

如图5所示，所述顶部模具3还包括上定型柱32，所述上定型柱32设置于所述上冲压部31，所述上定型柱32向下延伸；

如图4所示，所述底部模具2还包括下定型凹槽22，所述下定型凹槽22设置于所述下冲压部21，所述中定型柱132的中轴线、中定型凹槽131的中轴线、上定型柱32的中轴线和下定型凹槽22的中轴线重合；

如图7所示，所述步骤三中，当顶部模具3与中部模具1合模时，所述中定型凹槽131嵌入所述下定型凹槽22，所述中定型凹槽131的外壁和下定型凹槽22的内壁贴合，同时所述上定型柱32和中定型柱132相抵。

步骤一中，推送陶瓷粉料至中部模具1的模腔11时，陶瓷粉料会填满中定型凹槽131和中定型柱132之间的空间，并且中定型柱132向上延伸至与所述中部模具1的顶面平齐，因此陶瓷粉料环绕所述中定型柱132，使坯体5上形成出水管口51的雏形。步骤三中，顶部模具3向下移动时上定型柱32和中定型柱132相抵，将中定型凹槽131嵌入所述下定型凹槽22，从而固定水管口51的形状和厚度。步骤四中，顶部模具3和底部模具2进行冲压，从而冲压成型出水管口51，由于压力加大，水管口51的密度要比注浆成型的水管口51的大很多，从而本工艺制得的水管口51变形率下降，抗压性能提高，水管口51的变形率为≤5％，抗压为≥45mpa。

优选地，如图2所示，在步骤一中，陶瓷粉料堆放于中部模具1的模腔11的一端，然后粉料推送件4从模腔11的一端向模腔11的另一端移动，从而使模腔11铺满陶瓷粉料，并将多余的陶瓷粉料推出所述模腔11。所述粉料推送件4实现了陶瓷粉料的推送自动化，仅需将陶瓷粉料铺满模腔11即可，操作简单。

优选地，还包括步骤五、对所述成品依次进行烘干、磨边、上釉和烧成，制得卫生陶瓷件。烘干、磨边、上釉和烧成等为现有卫生陶瓷加工工艺，卫生陶瓷件为陶瓷盥洗盆和陶瓷浴缸。冲压成型的卫生陶瓷件的密度要比注浆成型的卫生陶瓷件的大很多，从而本工艺制得的卫生陶瓷件变形率下降，抗压性能提高，卫生陶瓷件的变形率为≤5％，抗压为≥45mpa。

优选地，应用于所述卫生陶瓷的粉料冲压成型工艺的冲压成型模具，包括中部模具1、底部模具2和顶部模具3，如图1所示，所述中部模具1设有模腔11，并且所述模腔11的底部覆盖有弹性塑型件12，所述中部模具1的模腔11用于承载陶瓷粉料；

如图3所示，所述底部模具2设有下冲压部21，所述下冲压部21为向下凹陷结构；如图5所示，所述顶部模具3设有上冲压部31，所述顶部模具3的上冲压部31为向下突出结构；下冲压部21的水平投影面积大于模腔11的水平投影面积，所述模腔11的水平投影面积大于所述上冲压部31的水平投影面积。

所述卫生陶瓷的粉料冲压成型工艺的冲压成型模具，用于制造陶瓷盥洗盆和浴缸，区别于现有用模具注入泥浆成型的卫生陶瓷制造工艺，区别于现有用于卫生陶瓷注浆成型的注浆模具组件，冲压模具组件内承载的是陶瓷粉料，非陶瓷泥浆。陶瓷粉料铺满整个模腔11，模腔11的底部覆盖有弹性塑型件12，从而当顶部模具3向下移动时，弹性塑型件12随之向下凹陷，直至顶部模具3和中部模具1合模，此时形成上冲压部31——陶瓷粉料——弹性塑型件12——下冲压部21的层叠结构，在陶瓷粉料的重力作用下和上冲压部31的挤压作用下，弹性塑型件12和下冲压部21完全贴合，陶瓷粉料填满弹性塑型件12和上冲压部31之间的空间，形成坯体5的形状；然后顶部模具3和底部模具2进行冲压，从而在压力作用下使陶瓷粉料冲压成坯体5。

对坯体5进行冲压成型，由于压力加大，坯体5的密度要比注浆成型的坯体5的大很多，从而本工艺制得的成品变形率下降，抗压性能提高，成品的变形率为≤5％，抗压为≥45mpa。而且与现有注浆成型模具相比，省略了注浆结构、排水结构等，模具更为简单，体积缩减，生产同等规模的卫生陶瓷下生产占用空间大大缩小，生产效率提高了几十上百倍，避免消耗大量水电，不产生废水和废渣，环保节能。

优选地，如图1所示，还包括中定型部13，所述中定型部13设置于模腔11中，所述弹性塑型件12环绕所述中定型部13设置；

如图2所示，所述中定型部13包括中定型凹槽131和中定型柱132，所述中定型凹槽131的上边沿和所述弹性塑型件12连接，所述中定型柱132固定于所述中定型凹槽131的底部，并且所述中定型柱132向上延伸至与所述中部模具1的顶面平齐；

如图5所示，所述顶部模具3还包括上定型柱32，所述上定型柱32设置于所述上冲压部31，所述上定型柱32向下延伸；

如图4所示，所述底部模具2还包括下定型凹槽22，所述下定型凹槽22设置于所述下冲压部21，所述中定型柱132的中轴线、中定型凹槽131的中轴线、上定型柱32的中轴线和下定型凹槽22的中轴线重合；

如图7所示，当顶部模具3与中部模具1合模时，所述中定型凹槽131嵌入所述下定型凹槽22，所述中定型凹槽131的外壁和下定型凹槽22的内壁贴合，同时所述上定型柱32和中定型柱132相抵。

推送陶瓷粉料至中部模具1的模腔11时，陶瓷粉料会填满中定型凹槽131和中定型柱132之间的空间，并且中定型柱132向上延伸至与所述中部模具1的顶面平齐，因此陶瓷粉料环绕所述中定型柱132，使坯体5上形成出水管口51的雏形。顶部模具3向下移动时上定型柱32和中定型柱132相抵，将中定型凹槽131嵌入所述下定型凹槽22，从而固定水管口51的形状和厚度。顶部模具3和底部模具2进行冲压，从而冲压成型出水管口51，由于压力加大，水管口51的密度要比注浆成型的水管口51的大很多，从而本工艺制得的水管口51变形率下降，抗压性能提高，水管口51的变形率为≤5％，抗压为≥45mpa。

优选地，所述弹性塑型件12为硅胶膜，所述模腔11的厚度为20～55mm；所述中部模具1、中定型部13、底部模具2和顶部模具3的材料均为钢。弹性塑型件12采用表面光滑的硅胶膜，高弹性，拉伸、抗撕性能良好，回弹性能良好，长期使用不变形和老化，带有微量的静电吸附情况，非常适合陶瓷粉料的塑型。所述模腔11的厚度为20～55mm，由陶瓷粉料所需厚度确定。中部模具1、中定型部13、底部模具2和顶部模具3的材料均为钢，强度高，可承受巨大的冲压压力，使用寿命长。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。