泥料性能对湿法挤出成形的影响
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摘 要：湿法挤出成形现已成为一个主流成形方式，本文主要介绍湿法挤出成形泥料如何选择，及在生产中应注意的参数。相信控制好这些参数，对调试出合理干燥、烧成制度的坯体配方有重要的指导意义。
关键词：湿法；挤出成形；泥料
1 引言
湿法挤出成形的产品有很多，如早期的劈开砖、当代高档产品陶土板、西瓦，及近期由摩德娜研究的一次烧挤出成形大规格瓷质薄板等。针对挤出成形工艺及其泥料性能，要求其具有良好的成形性能等参数是很有必要的。掌握好这些参数才能更好地指导生产，在生产中少走弯路，为公司创造出更多的价值。本文主要针对如何选择原料，如何满足挤出成形性能的要求进行阐述。
2 原料性能的考核指标
2.1 泥料的化学组成
泥料的化学组成在生产中有着重要的指导意义：
（1） 可以鉴定粘土的矿物组成。当SiO2／Al2O3=2左右时，其组成为高岭土或多水高岭土；当SiO2／Al2O3=3左右时，为富硅高岭土、伊利石；当SiO2／Al2O3=4左右时，为蒙脱石、叶腊石；
（2） 估计粘土的耐火度。Al2O3含量高证明其耐火度或烧结温度高；
（3） 推测粘土的烧后呈色（煅烧温度为1200℃），Fe、Ti含量影响坯体呈色。当Fe≤0.8%时，坯体呈白色；当0.8%﹤Fe≤3%时，坯体呈黄色；当3%﹤Fe≤8%时，坯体呈红色；当8%﹤Fe时，坯体呈黑色；
（4） 估计粘土的成形性能。如果泥料的SiO2含量高，证明其除粘土矿物外，还杂夹有游离的石英，其可塑性不是很好，但收缩较小。
2.2 泥料的颗粒细度
泥料的颗粒细度决定泥料的可塑性。泥料越细，比表面积越大，颗粒接触越多，泥料的可塑性越高，干燥收缩越大，并且烧成时也易于烧结，烧后的气孔率越小，有利于成品的力学强度、白度和半透明性的提高，通常颗粒大小在显微镜下可观察。
2.3 泥料的可塑性
泥料的可塑性通过可塑性仪来衡量，可塑性通常用可塑性指数、可塑性指标、可塑度来表征。在生产中，这一参数在不同的条件下会有不同的结果，应根据生产条件、及技术员的经验进行综合判定。所以在比较不同泥料的塑性时，应该确保试验条件相同。
2.4 泥料的干燥强度
泥料的干燥强度决定坯体强度，如能否适应输送线，以及必要的装饰。通常泥砂比满足7:3的要求，制成条状结构，在烘箱110±5℃温度下干燥2h，测其干燥强度，如果干燥强度越大，证明其性能越好。
2.5 泥料的粘性及触变性
通常泥料的粘性是用来控制和衡量泥料是否适合喷雾造粒。泥料加工如采用喷雾造粒，如果某一泥料的粘性太强，那么这种泥料在配方当中不能加入太多，因引入太多，会增加球磨水分，喷粉能耗更大。对于挤出工艺，湿法球磨、压滤是比较合适的原料加工方式。球磨水分影响不大，但如果某一泥料粘性太大，其吸收水分能力很强，不利于泥料均匀混合，不仅影响挤出成形，而且影响产品烧成特性。必要时还需考虑泥浆的触变性，如果触变性太大，泥料很容易固化，产生定向，干燥时坯体由于定向会产生强大的内应力，导致坯体开裂。
2.6 泥料干燥、烧成收缩
泥料的干燥收缩决定坯体干燥情况，如果坯体干燥收缩太大，证明配方中泥料加入过多，且在干燥过程中会因为收缩产生的应力导致坯体变形，严重时甚至开裂，不利于干燥。泥料因内部含有结构水、有机物，故烧失量大，如配方中泥料加入过多，烧成时氧化不足，易产生黑心。当然，在确定整个坯体配方体系的同时，还应该检测泥料的干燥敏感系数，以及不同温度点的烧失量。只有这样，才能确定泥料加入量，制定合理的干燥、烧成曲线，还可以考察配方是否适合快速烧成，及在烧成中应注意的问题。
2.7 泥料烧后性能
泥料的烧后性能通常看其白度，如果生产超白砖、大规格薄板，要求泥料烧后白度好，也即要求其铁含量低；如果生产红色的陶土板，其效果满足收缩、色调的要求；如果生产黄颜色的陶土板，其效果满足黄色调，及烧结性能的要求。根据单一原料的烧后性能就能判断某一泥料将适合生产什么样的产品，以及在配方中如何引入。
3 原料性能比较
本文列举了A、B、C、D四种泥料性能，并对其性能做出分析，表1为四种原料的化学组成，表2为四种原料的可塑性指数，表3为挤出成形性能参数，表4为烧后性能参数。
由表1可以看出，四种泥料含铝量相对还比较高，证明其耐火度相对都较高。从钾、钠含量来说，泥料C烧结性能较好，但其铁、钛含量高，烧后白度较低。从烧失量来讲，四种泥料的烧失量都达到10%，如果配方引入过多，烧失量大，烧成时会产生黑心，且坯体尺寸不易控制及烧成温度也会偏高。
由表2可知，D泥料的可塑性最好，利于坯体成形，当然A、B、C的泥料可塑性也不错。
四种原料中添加的三聚含量都为0.2%，由表3可知，四种泥料均是采用湿法挤出成形。从干燥抗折强度上讲，四种泥料的抗折强度（相对来说湿法挤出成形坯体比干压更致密，一般湿法挤出干燥抗折强度是干压挤出的2～3倍）都比较高，如引入到坯体配方，可增加坯体干燥强度，减少坯体在输送线上抗拉。从干燥收缩上讲，B泥料的干燥收缩破损，相对其它三种泥料来讲，有利于坯体干燥。
由表4可知，D泥料的白度最好，引入配方中可增加白度，B、C泥料的加入，降低白度。从吸水率来讲，C泥料的烧结性能最好，加入泥料C，配方的整体温度可以降低。
综上所述，可以得出四种泥料的性能：A具有中等的可塑性，干燥抗折强度高、干燥收缩大、气孔率高、烧后颜色较好；B具有良好的可塑性，干燥抗折强度高、中等的干燥收缩、气孔率高、烧后颜色一般；C具有好的可塑性，抗折强度高、干燥收缩大、气孔率低、烧后颜色偏黄；D具有好的可塑性，抗折强度高、干燥收缩大、气孔率高、烧后颜色好。
4 结语
湿法挤出成形，粉尘少，相对干压来说，工作环境好。因此湿法挤出成形技术得到同行专家、社会人员共同认可。作为企业的工艺技术员，应当做好这些工艺技术参数的调整，生产高质量、高品质的产品，服务于社会。湿法挤出成形工艺，泥料的选择决定着成形、干燥、强度、烧成温度等参数。相信控制好这些参数，对调试出合理干燥、烧成制度的坯体配方有重要的指导意义。