CN1041181C - 制造陶瓷品的方法及所用的多孔模 - Google Patents

Abstract

一种制造陶瓷品用的多孔模，包括由模子中心部分和模子外周边部分组成的多孔模体，模子表面的形状对应于要生产的悬垂绝缘子和其他一些具有一端封口的小直径空心圆柱体的中心部分和从中心部分沿径向扩展的大直径裙部的类似陶瓷品的外形，其中模子外周边部分的模表面的吸水率比模子中心部分的吸水率大。模子外周边部分的模表面的吸水率为20-30%，而模子中心部分的头部吸水率为10-20%。模子的外周边部分的模表面的吸水率与模子中心部分的头部吸水率之差为5-20%。

Description

制造陶瓷品的方法及所用的多孔模

本发明涉及一种制造陶瓷品的方法，特别是制造悬垂绝缘子以及其他一些包含一端封口的小直径空心圆柱体的中心部分和从中心部分沿径向扩展的大直径的裙部的类似陶瓷品的方法。

迄今为止，这样的悬垂绝缘子和具有小直径空心圆柱体的中心部分以及大直径裙部的类似物都是通过使用多孔模来制造的。多孔模包括由中心部分和周边部分组成的多孔模体、形状对应于要成型的陶瓷品外形的模表面(即形状对应于悬垂绝缘子的中心部分和裙部的外形的模表面)、以及沿模表面埋在多孔模体内的一个多孔管。

在制造悬垂绝缘子或类似物品的传统方法中，将一批量的模料压在模子表面上，通过多孔管在整个模表面上施加负压以使模料紧贴模子表面，从而形成形状精确的模制品。成模后，从模子表面吹出加压空气使模制品从模子表面上脱出来，以便将模制品从多孔模子中取出。

然而，在前述的传统方法中，存在下面的问题：由于高孔隙度的多孔模强度较低，引起在成模负载作用下模子的开裂；在为了从多孔模子中脱出模制品而吹入的空气压力过大时会引起模制品变形；而吹入的空气压力过低时又会导致不能脱模；模制品在小直径中心部分和大直径裙部之间的边界部分发生断裂；将模制品头部拿起时引起的变形等类似的问题。

本发明的一个目的就是提供一种解决上述问题的制造悬垂绝缘子和其它陶瓷品的改进方法。

本发明的另一个目的是提供一种为了实施本发明的方法而使用的多孔模子。

根据本发明的第一方面，制造悬垂绝缘子和其他一些包含一端封口的小直径空心圆柱体的中心部分和从中心部分沿径向扩展的大直径裙部的类似陶瓷品的方法包括下面步骤：将一批量的模料压在多孔模的模表面上制成模制品，多孔模包括模子中心部分和模子外周边部分、它们具有形状对应于所说模制品的中心部分和大直径裙部的外形的模表面，经压模后再从模表面吹出气体以使模制品从模子表面脱离，从而可将模制品从模子中取出。所使用的多孔模子外周边部分的模表面的吸水率比模子中心部分的吸水率高。

根据本发明的第二方面，多孔模包括由模子中心部分和模子外周边部分组成的多孔模体，它们具有形状对应于悬垂绝缘子和其他一些包含一端封口的小直径空心圆柱体的中心部分以及从中心部分沿径向扩展的大直径裙部的类似陶瓷品的外形的模表面，并且模子外周边部分的模表面的吸水率比模子中心部分的吸水率高。

根据本发明，所说的模子外周边部分的模表面的吸水率最好是20-30％，所说的模子中心部分的封口头部的吸水率最好是10-20％。

此外，根据本发明，最好是使所说的模子外周边部分的模表面的吸水率A与模子中心部分封口头部的吸水率B之差A-B为5-20％。

另外，根据本发明，由模子中心部分和模子外周边部分组成的多孔模体可由如下的多孔体来制成：石膏、合成树脂、多孔陶瓷、烧结金属和它们的混合物，首先石膏以其材料便宜和易于修补而被优先使用。

作为合成树脂材料，可用环氧类、氨基甲酸乙酯类、酚类、丙烯酸类、聚硅氧等树脂；作为陶瓷材料，使用莫来石，堇青石、氧化铝、锆英石和玻璃；作为烧结金属材料，使用铁、铜、镍、不锈钢、铝、黄铜等。

另外，根据本发明，最好通过局部改变多孔模子的孔隙率来控制多孔模子中心部分的头部吸水率和模子外周边部分的模表面的吸水率。

此外，根据本发明，最好通过只沿多孔模子外周边部分的模表面下布置多孔管来控制多孔模头部和模子外周边部分的模表面的吸水率。

根据本发明，正如上述，通过使用一种在模外周边部分的模表面吸水率比模子中心部分的头部吸水率高的多孔模子，使得在脱模时，吹向大直径裙部的空气比吹向中心部分的空气要多，因此裙部比中心部分先脱离模具，结果模制品很易取出而不会导致任何变形和损伤。

下面关于附图的解释进一步阐明了本发明的其它目的、特征和优点。

图1是一个截面图，它表示了本发明的一种多孔石膏模的具体实施方案。

图2是一个用金属丝网芯体加固的多孔管的正视图。

图3是一个截面图，它表示了制造本发明的多孔石膏模的方法。

图4是一个正视图(一半是截面图)，它表示本发明用于制造陶瓷品的实施方案。

图5是解释性视图，它用来解释用传统多孔模子制造如图4所示的悬垂绝缘子时所引起的诸如变形等类似的问题。

实施例

图4表明了用本方法制造陶瓷品的一种实施方案，图示的方案表示了一种典型的悬垂绝缘子，它包括一个具有封口的头部15的小直径空心圆柱体的中心部分16和从中心部分16沿径向扩展的裙部17。

在制造如图4所示的上述悬垂绝缘子时，将一批量的模料压在图1所示的的多孔模的模表面上，向模子表面施加负压以使模料紧贴着模表面，当成模后，从模表面吹出压缩空气以使模制品从模表面脱出，然后将其从模子中取出。

图1表示了用于模制如图4所示悬垂绝缘子的一个多孔石膏模子，这个多孔石膏模包括由金属(如铝)制成的模壳1，铸在模壳1的内表面上的多孔石膏模体2。多孔石膏模体2又包括外周边部分的模表面部分7和模中心部分8，模表面部分7包括一个形状对应于要成模的悬垂绝缘子的大直径裙部17的外形的成模表面3，而模子中心部分8包括一个形状对应于要成模的悬垂绝缘子的小直径中心部分16的外形的成模表面6。

在图示的具体装置中，多孔管4只沿模子外周边部分的模表面部分7的成模表面3埋在多孔石膏模体2中，例如，埋在离模表面3大约25mm的位置。多孔管4最好是一种被称为定径管(sizingtube)的玻璃纤维管。

多孔管4成螺旋形地缠绕在优选由钢丝制成的钢丝网芯体的外面或里面，形成如图2所示电扇防护罩的形状，并且其入口端连在由模壳1的底部的接口11引出的乙烯塑料管10上。当模制悬垂绝缘子时，将接口11连接在一个真空源上(图中未示出)，从而通过多孔管4在模表面3和6上施加负压，使得模料与模表面3和6紧贴并将模料模制为精确的形状。成模以后，将接口11与压缩空气源(图中未示出)相连，通过多孔管4从模表面3和6上吹出加压空气从而使模制品从模子中脱出。此外，参考代码9代表装在模壳底部的不透气石膏以阻止空气从模中心部分向外漏。

在上述的石膏模子中，多孔管4只沿模子外周边部分7的模表面3埋在离模表面3距离为25mm的多孔模体的石膏中。这样测量吸水率的结果，模子外周边部分7的吸水率为20-30％，模子中心部分8的头部8a处的吸水率为10-20％。并且模子外周边部分的模表面部分吸水率比模子中心部分的吸水率大，使模子表面部分7的吸水率A与模子中心部分8的头部8a的吸水率B之差A-B为5-20％。

当模子外周边部分7的气孔率增加到使其吸水率大于30％时，结果使得模子外周边部分的强度降低，成模时，在成模负载作用下模子容易产生裂纹，脱模时漏出的空气过多，因而存在如图5中“a”和“b”所示的因漏出的空气而产生的模制品的变形。与此相反，当模子外周边部分的吸水率低于20％时，脱模变得不可能，如果强制脱模，则会在模制品的颈部产生如图5中“c”所示的断裂的问题。

另一方面，当模子中心部分8的头部8a处的吸水率大于20％时，脱模时吹出的空气量过大，使模制品的头部15抬起，漏出的空气产生如图5中“d”所示的变形，而当头部的吸水率低于10％时，使脱模变得不可能。

此外，当模子外周边部分和模子中心部分的吸水率之差不是5-20％时，脱模时压力不平衡，从而容易导致模制品的变形。

下面将参考附图对制造上述多孔石膏模子的方法进行解释。

首先，将例如用玻璃纤维制成的定径的多孔管4螺旋形地缠绕在由钢丝制成的网状芯体5的外边或里边以便使多孔管保持如图2所示的预定的形状。然后将定形的多孔管4通过支撑在垫圈13上的钢丝网芯体而罩在外表面对应于要制造的悬垂绝缘子外形的内模12上，使多孔管4与内模12的外表面(在如图2所示的情况下)保持预定的距离，例如25mm。在用石膏做成的内模的外表面上涂上例如肥皂水一类脱模剂，为的是在半硬化的条件下提高内模的脱模性。然后将铝制的模壳1盖在内模12和多孔管14上。再将与多孔管4一端相连的乙烯塑料管10接在模壳1的接口11上，并将已在低压下脱气的可渗透石膏缓慢注射进模壳1和内模12之间的间隙14里以避免在石膏里夹带气泡。石膏2缓慢地自下而上填入放有多孔管4的空间里，当石膏2的上表面达到预定水平时，停止注射多孔石膏2并在其上部的空间注入不透气的石膏9。

在上述条件下，石膏保持室温并开始逐渐硬化。当铸入的石膏处于半硬化状态时，将内模12取出并将填满石膏的模壳1翻过来以使模表面朝上。将模壳置于提供压缩空气的设备上，将接口11接在压缩空气源(图中未示出)上，向多孔管4供入压缩空气。压缩空气通过三个阶段被压入多孔管中，例如压力为0.5-1.0kg/cm²保持10分钟，压力为1.5-2.0kg/cm²保持大约5-10分钟，逐步加压到2.5-3.0kg/cm²总共保持大约30-40分钟。此外，在石膏模水合作用的后期，将空气流量调节为4500l/min，并将揉好的油泥(oil clay)涂敷在中心部分8的模表面6上并通过活塞泵施加3kg/cm²的压力以使模表面6上的气孔封闭。这样，当定径的纤维状多孔管4内的压缩空气在半硬化的石膏中通过纤维状的多孔管壁扩散时，主要吹向多孔石膏模体中多孔管4靠模子表面部分的一侧，并以气泡形式和水一起从仍然保持光滑的模表面3喷出，因为模中心部分8(包括其头部8a)和模周边部分的模壳侧表面都已被模壳1封闭，而模子外周边部分的模表面部分7的成模表面3仍然保持畅开。

从模表面喷出的水可以通过海棉或真空抽气的方法除去。结果是在多孔石膏模体2的模子表面部分7中形成连续气孔，使多孔模子表面部分7的气孔率比模子中心部分8的头部8a的气孔率高。连续提供压缩空气直到从多孔石膏2中喷水结束大约花30-40分钟，同时注入的石膏也硬化了。在通压缩空气时，从多孔石膏模体中喷出的水泡形成的通道在石膏硬化时仍保持细的连续气孔的形式，从而形成具有连续气孔的多孔石膏模体2。然后通过红外加热或加热炉加热的方法使多孔石膏模体2完全硬化于是制成了多孔石膏模子。

这样制成的本发明的多孔模子与传统的模子一样，能作为膜制悬垂绝缘子之类陶瓷品的模具。在成模时，接口11通过多孔管4吸气，使整个模子表面3和6的压力降低，从而使模制品与模子表面3和6紧贴、使成模制品获得精确的形状。另外，在模制品成模后，从接口11通过多孔管4向多孔模子内输送空气，吹向多孔模子的模表面3和6，使模制品很容易地从模子表面3和6上脱开。此外，根据本发明，空气集中从气孔率高的模子表面部分7吹出，于是能吹出足量的空气，从而使重的绝缘子脱模，通过控制从绝缘子头部吹出的空气保持尽可能少，可以防止绝缘子的头部变形。

如上所述，根据本发明的制造陶瓷品的方法和实施该方法时使用的多孔模子，可以通过使用很廉价的石膏并保持一定的气孔率和光滑的表面使其适合于制造绝缘子，通过降低压力和排气，可以实现沿模子表面的精确成模，借助内压吹出空气，使脱模很容易实现。此外，在部分模子表面受损坏时也很容易修复，于是不仅制造费用低廉，而且维修费也很低。

表1列出了根据本发明的在多孔石膏模子的吸水率范围内的比较实验的结果。         表  1

		模子外周边部分的模表面的吸水率
									10	15	20	25	30	35	40
		模子中心部分的头部的吸水率	5	34～52％	0～5％	0～3％	0～2％	0～3％								3～32％	26～48％
×	△								△	△	△	×	×
				10	42～66％	0～2％	0％	0％						0％	0～3％	18～52％
×	△		○						○	○	△	×
					15	54～78％	28～49％	0％					0％	0％	0～2％	33～49％
×	×		○	○					○	△	×
						20	61～81％	44～78％				0～2％	0～2％	0％	0～3％	34～51％
×	×		△	△	○				△	×
							25	73～89％			57～82％	37～66％	24～35％	0～4％	4～28％	34～50％
×	×		×	×	△	×			×
								30		89～98％	64～75％	40～69％	36～47％	13～49％	29～67％	88～99％
×	×		×	×	×	×	×

在对本发明的多孔石膏模子的比较实验中，使用图1所示的模子表面部分的吸水率和模子中心部分的头部吸水率不同组合的各种多孔石膏模子，通过改变多孔管的位置，改变充入多孔管中的压缩空气的压力和时间以及油泥的压力，制备出许多中心部分16的直径为60mm，裙部17的直径为254mm、高度为100mm的输电悬垂绝缘子，所用的陶瓷材料的组成含10-35％的氧化铝，20-35％的长石和30-40％粘土，并最后对它们的质量进行评估。

多孔模子的吸水率是通过下面的步骤来获得的，从模子的模表面部分和头部切下15×15×15mm大小的石膏试样，用砂纸抛光其表面，并置于40-45℃的拱形干燥器(hog drier)中干燥大约24小时直至试样恒重，将试样冷至室温，测量试样的干燥重量，然后将试样投入常温水中，在大于700mmHg压力下保持1小时后快速减压，然后将试样从水中取出，快速用湿布擦掉试样表面的水珠，然后称取试样吸水后的重量，最后用下式求出试样的吸水率：

吸水率(％)＝×100

表1中，制成品的废品率用％(百分比)表示，总体评估效果最好的用○表示，好的用△表示，差的用×表示。从表1中看出，模子的外周边部分的模表面的吸水率为20-30％，模子中心部分的头部吸水率为10-20％时，可以获得好质量的悬垂绝缘子的产率最高，次品可以基本上为0。

Claims (9)

1.一种制造包含一端封口的小直径空心圆柱体的中心部分和从中心部分沿径向扩展的大直径裙部的陶瓷品的方法，该方法包括下面的步骤：将一批量的模料压在多孔模子的模表面上制成模制品，所说多孔模子包括模子中心部分和模子外周边部分，它们具有形状对应于所说模制品的中心部分和大直径裙部的外形的模表面，然后从模子表面上吹出空气使模制品从模子中脱出，其中模子外周边部分的模表面的吸水率比模子中心部分的吸水率高。

2.一种如权利要求1的方法，其中所说的陶瓷品是悬垂绝缘子。

3.一种如权利要求1的方法，其中模子外周边部分的模表面的吸水率为20-30％，模子中心部分的头部的吸水率为10-20％。

4.一种如权利要求2的方法，其中模子外周边部分的模表面的吸水率与模子中心部分的头部的吸水率之差为5-20％。

5.一种制造陶瓷品的多孔模子，包括由模子中心部分和模子周边部分组成的多孔模体，模子表面的形状对应于要生产的悬垂绝缘子和其他一些包含一端封口的小直径空心圆柱体的中心部分和从中心部分沿径向扩展的大直径的裙部的类似陶瓷品的外形，其中模子外周边部分的模表面的吸水率比模子中心部分的吸水率大。

6.一种如权利要求5的多孔模子，其中模子外周边部分的模表面的吸水率为20-30％，模子中心部分头部的吸水率为10-20％。

7.一种如权利要求6的多孔模子，其中模子外周边部分的模子表面的吸水率与模子头部的吸水率之差为5-20％。

8.一种如权利要求5的多孔模子，其中模子中心部分和模子外周边部分是由石膏、合成树脂、多孔陶瓷、烧结金属或它们的混合物制成的。

9.一种如权利要求5的多孔模子，其中多孔管仅沿模子表面部分的成模表面下布置。

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