1 CHƯƠNG 4: TẠO HÌNH TẠO HÌNH 2 Các phương pháp tạo hình vật liệu ceramic cơ bản: 1- Tạo hình trước khi nung (các sản phẩm gốm, sứ) : bán thành phẩm được tạo hình từ nguyên liệu dạng bột, sấy, rồi đem nung tạo độ bền cần thiết cho sản phẩm. 2- Tạo hình sau khi nung (Các sản phẩm VLCL đúc rót, răng sứ, gốm thủy tinh) : quá trình tạo hình được thực hiện khi thủy tinh nóng đang giảm dần nhiệt độ và độ nhớt (nhiệt độ tạo hình tương đối cao 900 ÷ 1100 o C, thủy tinh ở trạng thái biến mềm). 3- Tạo hình kiểu đúc bê tông: hỗn hợp chảy được đổ vào khuôn, sản phẩm được tách khỏi khuôn sau quá trình đóng rắn. Đây là quá trình tạo hình đặc trưng cho các sản phẩm xi măng nhưng cũng được dùng tạo hình sản phẩm gốm đặc biệt, chất kết dính thường dùng là chất hữu cơ. TẠO HÌNH 3 1- Tạo hình từ huyền phù đổ rót - Từ huyền phù 40 ÷ 50% nước (vào khuôn có lỗ xốp, như thạch cao hoặc chất dẻo ). - Từ hỗn hợp với chất kết dính nhiệt dẻo (vào khuôn kim loại): đổ rót nóng với áp suất 0,4 ÷ 0,6MPa; hoặc phun với áp suất 20 ÷ 80MPa. 2- Tạo hình dẻo với độ ẩm 25 ÷ 30% nước hoặc chất tạo dẻo hữu cơ - Đùn (hoặc nén) trên máy, áp suất 1,5 ÷ 3MPa - Xoay (23 ÷ 27% nước): xoay tay hoặc xoay máy. 3- Ép - Từ hỗn hợp bột khô hoặc hơi ẩm (4 ÷ 15% nước), nhiều trường hợp với chất tạo dẻo hữu cơ suất 20 ÷ 200MPa, hoặc có thể tới 500MPa khi ép thủy tónh. - Từ bùn dẻo (15 ÷ 25% nước; 3 ÷ 15MPa) - Ép nóng - Thổi ép hoặc ép rung Cắt gọt bán sản phẩm (mài, phay, tiện): do các gốm rất dòn và cứng, nên các phương pháp này ít dùng. 4 Theo mức độ đồng nhất (thành phần, độ ẩm, mật độ và cấu trúc) do các phương pháp tạo hình đạt được thì tổng quát có thể sắp xếp theo thứ tự sau: - Đổ rót sản phẩm rỗng (hồ thừa) - Đổ rót sản phẩm đặc (rót hồ đầy) - Xây trên máy (loại đầu nén) - Xây trên máy (loại dao bản) và kể cả vuốt, gắn ráp bằng tay - Ép bán khô - Ép dẻo - Nện đập thủ công 5 Cơ sở để lựa chọn phương pháp tạo hình bao gồm nhiều yếu tố song tổng quát là các điều chủ yếu sau: - Hình dạng và các tính chất đặc trưng của các loại sản phẩm. - Tính chất kỹ thuật của phối liệu. - Năng suất và giá thành (phụ). Phối liệu có độ dẻo cao: có thể xây trên máy, ép dẻo hay tiện dẻo. Phối liệu dẻo vừa: ép dẻo, đổ rót. Phối liệu kém dẻo nhưng độ đồng nhất cao: ép bán khô, nện đập thủ côngcác sản phẩm hình dạng đơn giản. Khi phối liệu có thể thỏa mãn nhiều phương pháp tạo hình thì chọn phương pháp nào có năng suất cao nhất nếu hình dáng sản phẩm cho phép Chuẩn bị phối liệu tạo hình 6 Đất sét và cao lanh làm nguyên liệu dẻo: - Phân loại sơ bộ theo màu sắc - Lọc lại trước khi sử dụng Nguyên liệu không có tính dẻo: Tràng thạch: - Bột đem nung đến nhiệt độ 1250 – 1350 o C trong môi trường oxy hóa rồi quan sát độ màu Nguyên liệu không có tính dẻo: Cát -Gia công bằng cách sàng, rửa -Nung từ 900 – 1000 o C rồi làm nguội nhanh Gia công cơ học: nghiền 7 Mục đích: Tăng bề mặt tiếp xúc giữa các hạt phối liệu Tăng mật độ phối liệu Tăng hoạt tính Tăng tính đồng đều Cải thiện độ dẻo phối liệu Khi nghiền ướt, thường cho thêm phụ gia vào nhằm nâng cao tính linh động của hồ thường ở dạng bột với hàm lượng khoảng dưới 1%, tính theo khối lượng nguyên liệu khô Gia cơng cơ học: nghiền 8 Ti n ế hành nghiền theo nhiều giai đoạn: nghiền thô, nghiền nhỏ, và nghiền mòn. Các máy nghiền mòn trong công nghệ gốm sứ thường có luôn chức năng trộn đều phối li u.ệ Có thể nghiền bằng máy đập hoặc nghiền bi. Phổ biến nhất trong cơng nghệ là nghiền ướt trong máy nghiền bi. Với một số q trình, sử dụng máy nghiền và bi bằng chính vật liệu cần nghiền Các thiết bò đập nghiền nguyên liệu. Máy nghiền bi Độ mòn cần thiết cho nguyên liệu sau khi nghiền thường được xác đònh bằng lượng sót sàng (%). Lượng sót sàng thông thường đối với phối liệu mộc là 3-5%, phối liệu men là 0- 2% sàng 10.000 lỗ/cm 2 Hồ sau khi ra khỏi máy nghiền bi sẽ được sàng, khử từ, ủ. [...]... 24 Phương pháp tạo hình đổ rót (Source: From Modern Ceramic Engineering, by D.W Richerson, p 46 2, Fig 10- 34 Copyright © 1992 Marcel Dekker Reprinted by permission.) CÁC DẠNG KHUYẾT TẬT DO TẠO HÌNH u cầu của sản phẩm lúc mới tạo hình là đạt hình dáng mong muốn Kích thước chính xác, mật độ đồng đều, khơng bị rạn nứt, bị vết xước hay rỗ mặt Các dạng khuyết tật ở phương pháp tạo hình dẻo: nứt, biến hình, ... của ngun liệu, phối liệu (tức là của đất sét và cao lanh) 14 Các sản phẩm gốm được tạo hình dễ dàng nhờ 15 tính dẻo của đất sét Sản phẩm sau khi tạo hình từ phối liệu đất sét dẻo gọi là mộc Phối liệu phải đồng nhất hóa Sau khi tách nước từ máy ép khung bản được luyện trộn trong các máy lento, đôi khi kết hợp hút chân không để tăng độ đồng nhất Sau khi đẩy ra khỏi máy, đất được cắt thành những hình dạng... Ép tạo hình gạch ốp lát • Ép lần 1 : Tốc độ ép tương đối nhanh nhằm đẩy không khí giữa các hạt phối liệu ra ngoài Áp lực ép khoảng 10 bar • Ép lần 2 : Với áp lực ép lớn để ổn đònh hình dạng gạch và tạo độ bền , độ chặt cần thiết cho gạch mộc Áp lực ép 100600bar Máy ép thuỷ tónh • PH 2090 • • • • • • • • Kích thước gạch ép 42 5x425mm Độ dày gạch ép 8,6 – 9,2mm p suất dầu 248 bar p suất phục vụ 347 bar... kho (7 ÷ 10 ngày) rồi dùng tạo hình Người thợ dùng tay vuốt khối đất dẻo trên bàn xoay tạo hình dạng mong muốn 16 Khắc phục nhược điểm của tạo hình bằng phương pháp đổ rót và dẻo Thường dùng với các sản phẩm có dạng phẳng, đều, tỷ lệ giữa chiều cao và đường kính không lớn quá Khuôn ép bằng thép hoặc các hợp kim đặc biệt, hoặc các loại gốm có độ bền cơ cao Hỗn hợp nguyên liệu với độ ẩm thích hợp nén... ổn đònh - Tốc độ bám khuôn tốt - Dễ tháo khuôn, ít khuyết tật tạo hình, mật độ sản phẩm đều, bề mặt nhẵn Có thể tạo hình bằng hai cách: -Rót hồ thừa ra khỏi khn -Để ngun cho tới khi tạo thành mộc Huyền phù bị hút nước tạo lớp mộc bền vững ở trạng thái dẻo, khơ dần và có thể tách ra khỏi khn Sau khi sử dụng, cần sấy khn để sử dụng lại 20 Sự hình thành lớp mộc Khi đổ rót hồ vào khn thạch cao, do thạch... phần cần thiết, toàn khối trở nên đồng nhất, bề mặt hạt vật liệu tiếp xúc với nhau nhiều nhất Phối liệu cần có nhiều cỡ hạt Ví dụ: phẩm sứ (porcelain) cổ điển có thành phần thông thường là 50% đất sét và caolanh, 25÷30% tràng thạch, 20÷25% cát CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH 1 Tạo hình dẻo : Phương pháp tạo hình dẻo bao gồm vuốt trên bệ quay, gắn ráp trong khn thạch cao (chum, vại), xây trên máy bàn tua dao... nghiền tạo ra lực chà xát giữa bi với bi và giữa bi với tấm lót của máy nghiền làm vỡ các hạt liệu nằm ở giữa Đồng thời khi tốc độ máy nghiền đủ lớn, bi được chuyển lên cao, khi rơi xuống sẽ gây ra lực va đập Chà xát và va đập là cơ chế nghiền chủ yếu trong máy nghiền bi Quá trình phối liệu 13 Là công đoạn tạo hỗn hợp nguyên liệu có thành phần cần thiết, toàn khối trở nên đồng nhất, bề mặt hạt vật liệu. .. sấy 34 + giai đoạn đốt nóng + giai đoạn hằng tốc độ sấy (tốc độ bay hơi nước từ bề mặt tương đương với tốc độ dẫn ẩm từ trong lòng vật liệu Nhiệt độ mộc không tăng nhưng bò co do lực mao dẫn trong lỗ xốp mộc Quá trình tiếp tục đến điểm B: điểm tới hạn) + giai đoạn giảm tốc độ sấy khi các hạt vật liệu bắt đầu tiếp xúc với nhau Lúc này tốc độ bay hơi từ bề mặt lớn hơn tốc độ dẫn ẩm từ trong lòng vật liệu, ... nhân: - Do phối liệu có độ đồng nhất kém, - Độ ẩm khơng đều (q lớn do cơng nhân dùng nước bơi trơn đem vào), - Lượng khơng khí trong phối liệu còn lớn và khơng đều cơ cấu của máy tạo hình chưa thật hợp lý, dùng lâu bị mòn dễ bị rơ đảo 26 Các dạng khuyết tật ở phương pháp đổ rót : khuyết tật ở khâu thốt khn, sửa, sấy và cả ở khâu nung Ngun nhân: - Tính chất của hồ đổ rót trong q trình tạo hình thay đổi... 2000Tấn Số m2 gạch trong 1 phút 31.2m2 Số chu kỳ ép trong 1 phút 11,9 Khối lượng 1700kg CHƯƠNG 5: SẤY SẢN PHẨM Mục đích: Q trình sấy là loại bỏ nước liên kết lý học (còn gọi là nước tự do, nằm ở các lổ trống giữa các hạt vật liệu) hay nước liên kết hố lý (bao gồm nước hấp phụ, nước hydrat hố và ở các loại khống sét ba lớp silicat là nước trương nở) Sản phẩm gốm sứ nói chung là khá dày, lúc sấy nước ở bề . 1 CHƯƠNG 4: TẠO HÌNH TẠO HÌNH 2 Các phương pháp tạo hình vật liệu ceramic cơ bản: 1- Tạo hình trước khi nung (các sản phẩm gốm, sứ) : bán thành phẩm được tạo hình từ nguyên liệu dạng. Đây là quá trình tạo hình đặc trưng cho các sản phẩm xi măng nhưng cũng được dùng tạo hình sản phẩm gốm đặc biệt, chất kết dính thường dùng là chất hữu cơ. TẠO HÌNH 3 1- Tạo hình từ huyền phù. liệu, phối liệu (tức là của đất sét và cao lanh). 15 Các sản phẩm gốm được tạo hình dễ dàng nhờ tính dẻo của đất sét. Sản phẩm sau khi tạo hình từ phối liệu đất sét dẻo gọi là mộc. Phối liệu