注浆成型模具、工艺和陶瓷制品的制作方法

1.本发明涉及陶瓷生产技术领域，具体而言，涉及一种注浆成型模具、工艺和陶瓷制品。


背景技术：

2.陶瓷生产工艺中的成型环节，是为了得到内部均匀和密度高的陶瓷坯体，是陶瓷制备工艺中重要的一个环节。陶瓷的成型直接影响到陶瓷材料高温烧结后的可靠性和产品的成本。控制和消除陶瓷生坯成型过程中的缺陷一直是理论研究和实际应用中的难点和重点。常见的成型方法有干压成型、注射成型、注浆成型等。其中注浆成型，是生产陶瓷多孔材料常用的工艺。工业应用注浆成型时，对料浆的要求很高，一般要在陶瓷料浆中加入各种不同的粘结剂，从而保证料浆的流动性和成型性，以及尽量避免成型中出现裂纹、分层、气泡、塌落等缺陷。
3.对于耐磨陶瓷弯管而言，受限于陶瓷的高成本和成型工艺，一般是将陶瓷弯管制备成半弯的结构(类似瓦片)。采用传统注浆法生产陶瓷半弯片时，一般都是直接采用实心注浆法，将陶瓷料浆注入模具的型腔中，待料浆成型后、脱模，制备陶瓷制品的生坯。但该过程对料浆的要求高，导致制备陶瓷制品的成本高，同时制备出的陶瓷制品极易出现成型缺陷。
4.因此，如何提出一种能够低成本制备陶瓷制品，并且能够保证陶瓷制品质量的注浆成型模具成为目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
6.因此，本发明的一个目的在于提供一种注浆成型模具。
7.本发明的第二个目的在于提供一种注浆成型工艺。
8.本发明的第三个目的在于提供一种陶瓷制品。
9.为实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种注浆成型模具，包括：外模座，外模座形成有腔体；第一模块，设置在腔体内；第二模块，设置在腔体内，与第一模块对应设置，第一模块与第二模块之间形成有型腔；流道，与型腔连通，用于向型腔注浆；其中，第二模块能够沿靠近、远离第一模块的方向运动，和/或第一模块能够沿靠近、远离第二模块的方向运动。
10.根据本发明提供的注浆成型模具，包括第一模块、第二模块和外模座。外模座上开设有腔体，第二模块和第一模块都设置在外模座的腔体内，且第二模块与第一模块对应，并能够相对于第一模块进行运动，当然第一模块也可以相对第二模块进行运动。第一模块与第二模块之间形成有型腔，型腔与流道连通，从而可以通过流道向型腔内注入陶瓷料浆以实现陶瓷制品的制备。具体操作时，先通过流道向型腔内注入陶瓷料浆，然后通过驱动第二模块向靠近第一模块的方向运动，和/或驱动第一模块向靠近第二模块的方向运动，对陶瓷
料浆进行挤压，以排出料浆中的气泡，从而能够防止陶瓷制品成型过程中出现裂纹、分层、气泡、塌落等成型缺陷。相比于现有方案中都是直接采用实心注浆法，将陶瓷料浆注入模具的型腔中，并自然成型的方案来说，本技术不需要太高标准的料浆即可制备出没有裂纹、分层、气泡、塌落等缺陷的器件，因此，既能够降低制作成本，又能够保证陶瓷制品的质量。
11.另外，本技术提供的注浆成型模具还可以具有如下附加技术特征：
12.在上述技术方案中，第一模块与腔体之间具有第一间隙，第一间隙为流道；或第二模块与腔体之间具有第二间隙，第二间隙为流道。
13.在该技术方案中，第一模块与腔体之间具有第一间隙，第一间隙为流道；或第二模块与腔体之间具有第二间隙，第二间隙为流道。该第一间隙可以是第一模块的一部分与腔体的一部分形成的，也可以是第一模块的四周与腔体形成的。或第二间隙可以是第一模块的一部分与腔体的一部分形成的，也可以是第二模块的四周与腔体形成的，在具体操作过程中，只需要在模具的顶部将料浆注入间隙内，也即流道内即可，流道内的料浆会自动流入进型腔中。该种设置，方便于料浆的注入，以及便于流道的设置。
14.在另一技术方案中，流道开设在第一模块上。
15.在另一技术方案中，流道开设在第二模块上。
16.在另一技术方案中，流道开设在外模座上。
17.在上述技术方案中，第一模块与腔体的腔壁之间密封连接，或第二模块与腔体的腔壁之间密封连接。
18.在上述技术方案中，外模座可以是一体式结构，或由多个外模板组成，多个外模板围成腔体。一体式结构的外模座密封性好、稳定性高。多个外模板组成的外模座容易拆卸安装，方便调节腔体的大小。
19.在上述技术方案中，型腔在第一模块或第二模块运动方向上的最小高度大于待成型件的厚度。
20.在该技术方案中，型腔在第一模块或第二模块运动方向上的最小高度大于待成型件的厚度。通过对型腔的最小高度进行限定，从而在实际应用过程中才能够对型腔中的料浆进行压缩，得到高质量的待成型件。如果型腔的最小高度不是大于待成型件的厚度，那么后续就不能够对料浆进行压缩了，也得不到所需要的待成型件。
21.在上述技术方案中，型腔在第一模块或第二模块运动方向上的最小高度与待成型件的厚度差大于等于2mm小于等于10mm。
22.在该技术方案中，型腔在第一模块或第二模块运动方向上的最小高度与待成型件的厚度差大于等于2mm小于等于10mm。也即，型腔的最小高度要大于待成型件的厚度，通过将型腔在第一模块或第二模块运动方向上的最小高度与待成型件的厚度差限定在大于等于2mm小于等于10mm之间，能够有效地保证待成型件的质量。
23.进一步地，型腔的最小高度与待成型件的厚度差为3mm。
24.进一步地，型腔的最小高度与待成型件的厚度差为4mm。
25.进一步地，型腔的最小高度与待成型件的厚度差为5mm。
26.进一步地，型腔的最小高度与待成型件的厚度差为6mm。
27.在上述技术方案中，注浆成型模具还包括：限位柱，与第一模块和/或第二模块对应设置，用于对第一模块和/或第二模块的运动行程进行限位。
28.在该技术方案中，注浆成型模具还包括限位柱，与第一模块和/或第二模块对应设置，限位柱能够对第一模块和/或第二模块的运动行程进行限位，从而在实际应用过程中，通过设置限位柱能够有效地防止第一模块和/或第二模块运动量过大对待成型件造成影响。
29.在上述技术方案中，第一模块和第二模块沿运动方向的总高度大于等于外模座沿运动方向的高度。
30.在该技术方案中，第一模块和第二模块沿运动方向的总高度大于等于外模座沿运动方向的高度。通过将第一模块和第二模块沿运动方向的总高度限定为大于等于外模座沿运动方向的高度，也即，在合模时，第一模块和第二模块的总高度要大于等于外模座沿第一模块和/或第二模块运动方向的高度，这样能够方便注浆后进行加压。
31.在上述任一技术方案中，第一模块和第二模块沿运动方向的总高度与外模座沿运动方向的高度差大于等于2mm小于等于10mm。
32.在该些技术方案中，第一模块和第二模块沿运动方向的总高度与外模座沿运动方向的高度差大于等于2mm小于等于10mm。通过将第一模块和第二模块沿运动方向的总高度与外模座沿运动方向的高度差限定在大于等于2mm小于等于10mm之间，能够使得制备出的待成型件的气泡、裂纹等缺陷更少，能够制备出质量更好的待成型件。
33.在上述任一技术方案中，第一模块或第二模块的运动行程大于等于2mm小于等于10mm。
34.在该些技术方案中，第一模块或第二模块的运动行程大于等于2mm小于等于10mm。通过对第一模块或第二模块的运动行程进行限定，也即对运动的那个模块的行程进行限位，在施加压力时可以防止第一模块或第二模块运动过量，导致待成型件制备失败的问题发生。行程太短、起不到对料浆压缩的作用，无法消除待成型件成型中的缺陷。行程太长、料浆过度压缩，待成型件容易出现裂纹，同时料浆利用率不高。
35.在上述任一技术方案中，第一模块和第二模块的运动行程之和大于等于2mm小于等于10mm。
36.在该些技术方案中，第一模块和第二模块的运动行程之和大于等于2mm小于等于10mm。也即，当第一模块和第二模块一起运动时，通过对两者的总行程进行限位，可以防止将待成型件损坏或起不到对料浆压缩的作用，无法消除待成型件成型中的缺陷。
37.本发明第二方面的技术方案提供了一种注浆成型工艺，用于第一方面任一项技术方案中的注浆成型模具，注浆成型工艺包括：将制备好的料浆注入进流道内；使注入有料浆的注浆成型模具震动；对第二模块和/或第一模块施加压力，使第二模块向靠近第一模块的方向运动，和/或使第一模块向靠近第二模块的方向运动。
38.根据本发明提供的注浆成型工艺，能够用于第一方面任一项技术方案中的注浆成型模具，注浆成型工艺包括：将制备好的料浆注入进流道内；将注入有料浆的注浆成型模具进行震动，从而排出料浆中的气泡，然后对第二模块和/或第一模块施加压力，使第二模块向靠近第一模块的方向运动，和/或使第一模块向靠近第二模块的方向运动，以对料浆进行压缩，以进一步排出料浆中的气泡、增加料浆的相对密度。该种注浆成型工艺能够大幅度提升陶瓷制品成型的质量，能够避免成型过程中裂纹、分层、气泡、塌落等成型缺陷的产生。由于注浆成型工艺是用于上述第一方面任一项技术方案中的注浆成型模具，因此，本发明提
供的注浆成型工艺还具有第一方面任一项技术方案的注浆成型模具的全部有益效果，在此不再赘述。
39.在上述技术方案中，震动时间为3min-8min。
40.在该技术方案中，通过合理的设置震动时间能够有效地将料浆中的气泡排出。
41.进一步地，震动时间为4min。
42.进一步地，震动时间为5min。
43.进一步地，震动时间为6min。
44.在上述技术方案中，震动频率为80hz-140hz。
45.在该技术方案中，将震动频率限定在80hz-140hz之间，能够使气泡充分逸出，进而提高陶瓷件的质量。
46.进一步地，震动频率为90hz。
47.进一步地，震动频率为110hz。
48.进一步地，震动频率为120hz。
49.进一步地，震动频率为130hz。
50.本发明第三方面的技术方案提供了一种陶瓷制品，采用第一方面任一项技术方案中的注浆成型模具制成，或采用第二方面任一项技术方案的注浆成型工艺制成。
51.根据本发明提供的陶瓷制品，是采用第一方面任一项技术方案中的注浆成型模具制成，或采用第二方面任一项技术方案的注浆成型工艺制成。因此，本发明提供的陶瓷制品还包括第一方面技术方案中的注浆成型模具，或第二方面技术方案中的注浆成型工艺的全部有益技术效果，在此不再赘述。
52.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
53.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
54.图1是根据本发明的实施例的注浆成型模具在施加压力之前的结构示意图；
55.图2是根据本发明的实施例的注浆成型模具在施加压力之后的结构示意图；
56.图3是根据本发明的实施例的注浆成型模具制备出的待成型件的结构示意图；
57.图4是根据本发明的实施例的注浆成型工艺的流程图。
58.其中，图1至图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
59.1外模座，12腔体，2第一模块，3第二模块，4型腔，5流道，6待成型件。
具体实施方式
60.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
61.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开
的具体实施例的限制。
62.下面参照图1至图3描述根据本发明一些实施例的注浆成型模具。
63.实施例一
64.如图1至图3所示，本发明第一方面的实施例提供了一种注浆成型模具，包括：外模座1，外模座1形成有腔体12；第一模块2，设置在腔体12内；第二模块3，设置在腔体12内，与第一模块2对应设置，第一模块2与第二模块3之间形成有型腔4；流道5，与型腔4连通，用于向型腔4注浆；其中，第二模块3能够沿靠近、远离第一模块2的方向运动，和/或第一模块2能够沿靠近、远离第二模块3的方向运动。
65.根据本发明提供的注浆成型模具，包括第一模块2、第二模块3和外模座1。外模座1上开设有腔体12，第二模块3和第一模块2都设置在外模座1的腔体12内，且第二模块3与第一模块2对应，并能够相对于第一模块2进行运动，当然第一模块2也可以相对第二模块3进行运动。第一模块2与第二模块3之间形成有型腔4，型腔4与流道5连通，从而可以通过流道5向型腔4内注入陶瓷料浆以实现陶瓷制品的制备。具体操作时，先通过流道5向型腔4内注入陶瓷料浆，然后通过驱动第二模块3向靠近第一模块2的方向运动，和/或驱动第一模块2向靠近第二模块3的方向运动，对陶瓷料浆进行挤压，以排出料浆中的气泡，从而能够防止陶瓷制品成型过程中出现裂纹、分层、气泡、塌落等成型缺陷。相比于现有方案中都是直接采用实心注浆法，将陶瓷料浆注入模具的型腔4中，并自然成型的方案来说，本技术不需要太高标准的料浆即可制备出没有裂纹、分层、气泡、塌落等缺陷的器件，因此，既能够降低制作成本，又能够保证陶瓷制品的质量。
66.在上述实施例中，第一模块2与腔体12之间具有第一间隙，第一间隙为流道5；或第二模块3与腔体12之间具有第二间隙，第二间隙为流道5。
67.在该实施例中，第一模块2与腔体12之间具有第一间隙，第一间隙为流道5；或第二模块3与腔体12之间具有第二间隙，第二间隙为流道5。该第一间隙可以是第一模块2的一部分与腔体12的一部分形成的，也可以是第一模块2的四周与腔体12形成的。或第二间隙可以是第一模块2的一部分与腔体12的一部分形成的，也可以是第二模块3的四周与腔体12形成的，在具体操作过程中，只需要在模具的顶部将料浆注入间隙内，也即流道5内即可，流道5内的料浆会自动流入进型腔4中。该种设置，方便于料浆的注入，以及便于流道5的设置。
68.在另一实施例中，流道5开设在第一模块2上。
69.在另一实施例中，流道5开设在第二模块3上。
70.在另一实施例中，流道5开设在外模座1上。
71.在上述实施例中，第一模块2与腔体12的腔壁之间密封连接，或第二模块3与腔体12的腔壁之间密封连接。
72.在上述实施例中，外模座1可以是一体式结构，或由多个外模板组成，多个外模板围成腔体12。一体式结构的外模座1密封性好、稳定性高。多个外模板组成的外模座1容易拆卸安装，方便调节腔体12的大小。
73.在上述实施例中，型腔4在第一模块2或第二模块3运动方向上的最小高度大于待成型件6的厚度。
74.在该实施例中，型腔4在第一模块2或第二模块3运动方向上的最小高度大于待成型件6的厚度。通过对型腔4的最小高度进行限定，从而在实际应用过程中才能够对型腔4中
的料浆进行压缩，得到高质量的待成型件6。如果型腔4的最小高度不是大于待成型件6的厚度，那么后续就不能够对料浆进行压缩了，也得不到所需要的待成型件6。
75.其中，将型腔4灌注满料浆时，料浆的重量是所需待成型件6的1.1倍至1.2倍。
76.在上述实施例中，型腔4在第一模块2或第二模块3运动方向上的最小高度与待成型件6的厚度差大于等于2mm小于等于10mm。
77.在该实施例中，型腔4在第一模块2或第二模块3运动方向上的最小高度与待成型件6的厚度差大于等于2mm小于等于10mm。也即，型腔4的最小高度要大于待成型件6的厚度，通过将型腔4在第一模块2或第二模块3运动方向上的最小高度与待成型件6的厚度差限定在大于等于2mm小于等于10mm之间，能够有效地保证待成型件6的质量。
78.进一步地，型腔4的最小高度与待成型件6的厚度差为3mm。
79.进一步地，型腔4的最小高度与待成型件6的厚度差为4mm。
80.进一步地，型腔4的最小高度与待成型件6的厚度差为5mm。
81.进一步地，型腔4的最小高度与待成型件6的厚度差为6mm。
82.在上述实施例中，注浆成型模具还包括：限位柱，与第一模块2和/或第二模块3对应设置，用于对第一模块2和/或第二模块3的运动行程进行限位。
83.在该实施例中，注浆成型模具还包括限位柱，与第一模块2和/或第二模块3对应设置，限位柱能够对第一模块2和/或第二模块3的运动行程进行限位，从而在实际应用过程中，通过设置限位柱能够有效地防止第一模块2或第二模块3运动量过大对待成型件6造成影响。
84.在上述实施例中，第一模块2和第二模块3沿运动方向的总高度大于等于外模座1沿运动方向的高度。
85.在该实施例中，第一模块2和第二模块3沿运动方向的总高度大于等于外模座1沿运动方向的高度。通过将第一模块2和第二模块3沿运动方向的总高度限定为大于等于外模座1沿运动方向的高度，也即，在合模时，第一模块2和第二模块3的总高度要大于等于外模座1沿第一模块2和/或第二模块3运动方向的高度，这样能够方便注浆后进行加压。
86.在上述任一实施例中，第一模块2和第二模块3沿运动方向的总高度与外模座1沿运动方向的高度差大于等于2mm小于等于10mm。
87.在该些实施例中，第一模块2和第二模块3沿运动方向的总高度与外模座1沿运动方向的高度差大于等于2mm小于等于10mm。通过将第一模块2和第二模块3沿运动方向的总高度与外模座1沿运动方向的高度差限定在大于等于2mm小于等于10mm之间，能够使得制备出的待成型件6的气泡、裂纹等缺陷更少，能够制备出质量更好的待成型件6。
88.在上述任一实施例中，第一模块2或第二模块3的运动行程大于等于2mm小于等于10mm。
89.在该些实施例中，第一模块2或第二模块3的运动行程大于等于2mm小于等于10mm。通过对第一模块2或第二模块3的运动行程进行限定，也即对运动的那个模块的行程进行限位，在施加压力时可以防止第一模块2或第二模块3运动过量，导致待成型件6制备失败的问题发生。行程太短、起不到对料浆压缩的作用，无法消除待成型件6成型中的缺陷。行程太长、料浆过度压缩，待成型件6容易出现裂纹，同时料浆利用率不高。
90.在上述任一实施例中，第一模块2和第二模块3的运动行程之和大于等于2mm小于
等于10mm。
91.在该些实施例中，第一模块2和第二模块3的运动行程之和大于等于2mm小于等于10mm。也即，当第一模块2和第二模块3一起运动时，通过对两者的总行程进行限位，可以防止将待成型件6损坏或起不到对料浆压缩的作用，无法消除待成型件6成型中的缺陷。
92.如图4所示，本发明第二方面的实施例提供了一种注浆成型工艺，用于第一方面任一项实施例中的注浆成型模具，注浆成型工艺包括：
93.s102，将制备好的料浆注入进流道内。
94.s104，使注入有料浆的注浆成型模具震动。
95.s106，对第二模块和/或第一模块施加压力，使第二模块向靠近第一模块的方向运动，和/或使第一模块向靠近第二模块的方向运动。
96.根据本发明提供的注浆成型工艺，能够用于第一方面任一项实施例中的注浆成型模具，注浆成型工艺包括：将制备好的料浆注入进流道5内；使注入有料浆的注浆成型模具震动，从而排出料浆中的气泡，然后对第二模块3和/或第一模块2施加压力，使第二模块3向靠近第一模块2的方向运动，和/或使第一模块2向靠近第二模块3的方向运动，以对料浆进行压缩，以进一步排出料浆中的气泡、增加料浆的相对密度。该种注浆成型工艺能够大幅度提升陶瓷制品成型的质量，能够避免成型过程中裂纹、分层、气泡、塌落等成型缺陷的产生。由于注浆成型工艺是用于上述第一方面任一项实施例中的注浆成型模具，因此，本发明提供的注浆成型工艺还具有第一方面任一项实施例的注浆成型模具的全部有益效果，在此不再赘述。
97.料浆的制备可以采用以下材料及比重，但并不限于此，其中，碳化硅陶瓷颗粒，目数20～100目，占比70wt％～90wt％；分散剂(乙醇、正丙醇、甲基乙基酮等)、粘结剂、增塑剂和其它高分子功能助剂一共占比10wt％～30wt％。
98.在上述实施例中，在震动之后还包括脱模，脱模需要取出成型后的生坯，对生坯进行修正，采用干式修坯，利用砂纸、硬皮革等工具，修整多余料浆、并去除毛边等外形缺陷。最后进行高温烧结，高温烧结后制成所需陶瓷制品。
99.在该实施例中，得到待成型件6后，采用干式修坯，利用砂纸、硬皮革等工具，修整多余料浆、并去除毛边等外形缺陷。然后再进行高温烧结。能够避免任何注浆、加压过程中生产的批锋、毛边等外形缺陷，待高温烧结之后再去处理。因为高温烧结后，进行致密化转变。陶瓷固化硬化，会大大增加外形修整的难度。
100.在上述实施例中，震动时间为3min-8min。
101.在该实施例中，通过合理的设置震动时间能够有效地将料浆中的气泡排出。
102.在上述实施例中，震动频率为80hz-140hz。
103.在该实施例中，将震动频率限定在80hz-140hz之间，能够使气泡充分逸出，进而提高陶瓷件的质量。
104.本发明第三方面的实施例提供了一种陶瓷制品，采用第一方面任一项实施例中的注浆成型模具制成，或采用第二方面任一项实施例的注浆成型工艺制成。
105.根据本发明提供的陶瓷制品，是采用第一方面任一项实施例中的注浆成型模具制成，或采用第二方面任一项实施例的注浆成型工艺制成。因此，本发明提供的陶瓷制品还包括第一方面实施例中的注浆成型模具，或第二方面实施例中的注浆成型工艺的全部有益技
术效果，在此不再赘述。
106.在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
107.在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
108.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
109.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。