石膏模型常見質(zhì)量缺陷致因及影響

王同言

（唐山北方瓷都陶瓷集團(tuán)有限責(zé)任公司，唐山063020）

1 前言

石膏模型因其原料來源豐富、制作簡便、成本低廉、使用效果良好而被廣泛地用于陶瓷生產(chǎn)中。但其也有致命的缺點(diǎn)：耐磨性差、強(qiáng)度低、易損壞、使用壽命短，因此生產(chǎn)中需要頻繁更換、耗用量很大。目前雖然一些衛(wèi)生陶瓷企業(yè)的個(gè)別品種采用了高壓注漿成形工藝，使用非石膏質(zhì)的樹脂模型，但衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)中完全取消石膏模型又不太現(xiàn)實(shí)（因?yàn)闃渲Ｐ椭谱鞒杀竞芨?適用于客商訂單穩(wěn)定長線產(chǎn)品）。石膏模型在當(dāng)今乃至以后仍將被廣泛使用。如何克服模型缺陷，提高模型質(zhì)量、使用壽命，降低生產(chǎn)成本是當(dāng)前衛(wèi)生瓷生產(chǎn)中研究的重要課題。影響模型質(zhì)量、使用壽命的模型缺陷種類及因素繁多，每一種缺陷產(chǎn)生的原因也很復(fù)雜，因此有必要對(duì)模型缺陷的特征、成因進(jìn)行分析，以便指導(dǎo)生產(chǎn)，將模型質(zhì)量缺陷消滅在萌芽狀態(tài)。本文對(duì)石膏模型常見的十種缺陷的特征、成因以及對(duì)成形坯體質(zhì)量的影響做了詳細(xì)分析。

2 糠

它是模型常見的缺陷之一。表現(xiàn)為模型強(qiáng)度低、硬度小，用鐵釘?shù)扔参锖苋菀自谀Ｐ捅砻鎰澇鲆坏罍虾??？纺Ｐ驮谑褂脮r(shí)因強(qiáng)度低，易磕碰、易磨損、易損壞、易變形，故使用壽命很短，嚴(yán)重者生產(chǎn)中無法使用。目前還沒有測(cè)定模型糠的精確儀器，而直觀上又不能斷定模型是否糠，生產(chǎn)中我們只能憑“手感”經(jīng)驗(yàn)斷定。對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的陶瓷工作者來說，可立即斷定一套模型是否糠。一般對(duì)剛澆注的優(yōu)良石膏模（水膏比1：1.2～ 1：1.3），大拇指指甲掐入深度最多只有0.5 mm，而對(duì)于糠模，至少也有2 mm，感覺如同掐泡沫塑料一樣；模型是否糠，也可通過稱量其重量，與標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)良模重量比較加以判定（糠模的重量明顯低于優(yōu)良模）；實(shí)際生產(chǎn)中，還可以通過吃漿厚度來判定（糠模氣孔率大，吃漿速度快，在相同時(shí)間內(nèi)糠模的吃漿厚度大于優(yōu)良模）。

2.1 產(chǎn)生原因

①石膏原礦中雜質(zhì)多，內(nèi)含石灰石、石英、粘土、黃鐵礦等雜質(zhì)，致使石膏膠凝物質(zhì)含量相對(duì)較少，造成模型強(qiáng)度低。

②新購進(jìn)的石膏礦石未經(jīng)陳腐均化即投入使用，因石膏性能不穩(wěn)定，造成做出的模型糠、強(qiáng)度低。

③石膏炒生，初凝時(shí)間短、凝固快，生產(chǎn)中為防止注桶或完成工藝操作加水稀釋石膏漿，造成水膏比過大。

④注模操作時(shí)未嚴(yán)格計(jì)量，加水量過多或石膏粉量過少，造成水膏比過大。

⑤注模生產(chǎn)時(shí)攪拌時(shí)間過短。

⑥機(jī)械攪拌注模時(shí)，未將胎型一次注滿，而采取應(yīng)急措施，人工攪拌石膏漿補(bǔ)齊，前后兩次攪拌的石膏漿體的性質(zhì)不同，后續(xù)的石膏漿體凝固后易糠。

⑦原來澆注的模型不糠，而由于干燥期間干燥室內(nèi)溫度低或放置在空氣中自然干燥，或長期放置在寒冷、潮濕的空間里陰干，使模型強(qiáng)度得不到發(fā)展和提高，造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)粉化而糠，使用后很快就體現(xiàn)出來。

⑧模型原本不糠，在使用時(shí)由于成形室長期溫度低、濕度大，模型得不到有效干燥，造成模型糠和粉化。

2.2 對(duì)坯體質(zhì)量的影響

由于糠模氣孔率大、吃漿速度快，故在相同注漿過程中，糠模局部單面吃漿部位容易吃實(shí)（如洗滌槽上圈單面吃漿部位），不易放漿，成瓷易在此處炸裂；另外，放漿后的坯體易被糠模拔成穿透性裂紋，坯體成活率低。

3 瓷實(shí)

它是同模型糠缺陷產(chǎn)生原因、性質(zhì)相反的一種缺陷。表現(xiàn)為模型強(qiáng)度高、硬度大，模型呈灰黑色；模型氣孔率低，使用時(shí)吃漿速度太慢，易坍活、不易成活。

3.1 產(chǎn)生原因

①石膏粉細(xì)度過大。

②機(jī)械操作或人工操作澆注模型時(shí)，未有嚴(yán)格計(jì)量，石膏粉加入量過多，或調(diào)和水量少，造成水膏比過小。

③石膏炒制溫度過高，炒制時(shí)間過長，石膏粉過燒。注模操作時(shí)混入了此種過燒石膏粉。

3.2 對(duì)坯體質(zhì)量的影響

瓷實(shí)模型因水膏比過小，故氣孔率很低，使用時(shí)吃漿速度太慢，放漿后的坯體易過早脫離模型，造成半成品活軟，甚至坍活變形，半成品成活率低；有的模型幾乎不吃漿，無法用于成形生產(chǎn)。

4 變形

又叫走形。它是生產(chǎn)中時(shí)常出現(xiàn)的模型質(zhì)量缺陷。表現(xiàn)為模型輪廓變化，局部翹曲或整體扭斜，尺寸不符合要求。它一般與縫隙大缺陷相伴產(chǎn)生。

4.1 產(chǎn)生原因

①石膏粉質(zhì)量不合格，干燥時(shí)收縮變形。②注模時(shí)母模胎型走形。

③注模操作時(shí)攪拌時(shí)間過短，模型強(qiáng)度低。

④模型干燥時(shí)干燥溫度過高（超過60℃），或在此溫度下存放時(shí)間過長。

⑤模型糠、強(qiáng)度低，干燥時(shí)因受到擠壓或本身未墊平而產(chǎn)生變形。

⑥個(gè)別品種模型的上蓋（扇）沒有支撐好，如大面具模內(nèi)未放置石膏撅，洗滌槽內(nèi)未放置泥塊，干燥時(shí)由于受壓而變形。

⑦支撐模型的架子大小不合適，模型使用時(shí)架子將模型向上頂凸變形。如用1#洗滌槽的鐵架支承2#洗滌槽模型，模型的陰模（底模）正好支承在鐵軸上，鐵軸將陰模底部頂凸使模型變形。

⑧某些品種模型夜間不合模，由于成形室夜間溫度高、濕度大，模型濕，在重力作用下產(chǎn)生變形。

4.2 對(duì)坯體質(zhì)量的影響

一般而言這種模型是不能使用的。如果使用，將導(dǎo)致坯體規(guī)格尺寸不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)會(huì)使模型嚴(yán)重跑漿。

5 縫大

它也是模型常見的質(zhì)量缺陷，一般與變形缺陷相伴產(chǎn)生。表現(xiàn)在模型塊拼合對(duì)口縫隙大于0.5 mm，使用時(shí)跑漿嚴(yán)重，影響場(chǎng)地衛(wèi)生環(huán)境，給成形生產(chǎn)帶來很多麻煩。

5.1 產(chǎn)生原因

①石膏粉膨脹率大。

②胎型返制時(shí)凹胎變形，凸胎不合格，或模種（凹胎）預(yù)留縫不合理，注出的模型縫隙大。

③胎型的活塊錯(cuò)動(dòng)，從而使注出的模型塊拼合縫隙大。

④新注模型未修整，或修整操作不細(xì)，模塊拼合處粘有石膏毛邊等雜物，未將模型固牢。

⑤模型干燥時(shí)未墊平，擺放不整齊，受到其它模型擠壓。

⑥面具模型內(nèi)未放置用于支承陰模的石膏撅，干燥時(shí)陰模受到擠壓，向下凹進(jìn)，模型翹曲走形而縫大。

⑦某些模型夜間不合模，由于成形室內(nèi)溫度高，模型濕，再加之操作臺(tái)不平等因素，模型在重力作用下因變形翹曲而縫大。

5.2 對(duì)坯體質(zhì)量的影響

放漿后的坯體在模型內(nèi)干燥收縮時(shí)，在跑漿部位由于收縮不一致，產(chǎn)生應(yīng)力，坯體易在跑漿部位產(chǎn)生開放性裂紋，坯體成活率低。

6 氣泡

它是模型最常見的缺陷之一。表現(xiàn)在模型的內(nèi)表面，局部密集直徑2 mm左右的小泡，或者數(shù)量不多直徑5～10 mm的大泡，一般產(chǎn)生于注模工序。

6.1 產(chǎn)生原因

①新炒制的石膏粉立即投入使用，未經(jīng)陳腐均化，反應(yīng)能力極強(qiáng)，注出的模型會(huì)產(chǎn)生直徑10mm左右的大泡。

②注模操作投料時(shí)，違反工藝規(guī)定，先放石膏粉后加水。

③注模操作時(shí)，攪拌時(shí)間過短，漿體中含有大量氣泡未能充分排出。

④注模操作時(shí)，放漿過快過猛，沒有用手或其它工具將漿體中的氣泡趕出，故在模型內(nèi)表面形成2 mm左右的密集氣泡。

⑤注模操作時(shí)，調(diào)漿攪拌時(shí)間過長，漿體稠化時(shí)才注模，使模型內(nèi)表面形成10 mm左右的大泡。

6.2 對(duì)坯體質(zhì)量的影響

①內(nèi)表面有小氣泡的模型，成形使用注漿時(shí)，由于泥漿壓力迫使氣泡中的空氣壓入坯體內(nèi)，故半成品表面出現(xiàn)氣泡，成瓷易出現(xiàn)棕眼缺陷。

②內(nèi)表面有大氣泡的模型使用時(shí)，注出的坯體表面粗糙，有泥疙瘩出現(xiàn)，給成形修刷坯操作帶來麻煩，成瓷表面質(zhì)量也欠佳。

7 裂紋

它也是模型常見的質(zhì)量缺陷。由于石膏的特性以及石膏模型存在著致命的弱點(diǎn)——強(qiáng)度低，故其在制造、搬運(yùn)、干燥、使用過程中稍不注意即可產(chǎn)生裂紋。裂紋有模型制造過程中的膨脹裂紋，搬運(yùn)、使用過程中因磕碰、撞擊、擠壓產(chǎn)生的裂紋，干燥過程中產(chǎn)生的炸裂。

7.1 產(chǎn)生原因

①注模時(shí)，一次未將胎型注滿，而后再續(xù)石膏漿，前后兩次石膏漿體的性質(zhì)不同，再加上有時(shí)間間隔，后續(xù)石膏漿操作時(shí)前面的漿體已凝固，形成“界面裂紋”，干燥使用時(shí)尤為明顯。

②新進(jìn)石膏礦石未經(jīng)風(fēng)化即投入使用，注出的模型易在邊緣開裂。

③注模后揭模時(shí)，模型關(guān)鍵部位的棱角易被磕碰產(chǎn)生裂紋。

④模型干燥時(shí)，升溫速度快，干燥溫度超過60℃，或者以后急速冷卻，導(dǎo)致模型炸裂。

⑤上模（更換模型）過程中，模型由于受到其它物體撞擊產(chǎn)生裂紋。

⑥模型使用時(shí)，由于頻繁翻轉(zhuǎn)，上卡具用力過猛，損傷模型，產(chǎn)生裂紋。

7.2 對(duì)坯體質(zhì)量的影響

一般情況下有裂紋的模型對(duì)半成品質(zhì)量無大影響。但從安全角度而言，裂紋模型在搬運(yùn)、使用過程中會(huì)斷裂砸傷操作者，故這種模型應(yīng)立即撤換，絕不能使用。

8 粗糙

模型粗糙包括內(nèi)外表面粗糙。外表面粗糙是指外表面不平滑，棱角不分明，注漿口放圈碗處不平整，且注漿口、注漿管件中堵有石膏等雜物；內(nèi)表面粗糙是指內(nèi)表面有坑、包、氣泡、油綹、漆片等缺陷。這里主要講內(nèi)表面粗糙。

8.1 產(chǎn)生原因

①母模胎型內(nèi)表面不合格，掉塊或粘有石膏渣等，未經(jīng)認(rèn)真修補(bǔ)和擦拭即投入使用，注出的模型內(nèi)表面會(huì)出現(xiàn)麻點(diǎn)、桔皮狀的坑、包缺陷。

②脫模劑用量大，沒有用濕毛巾將模型內(nèi)表面擦拭干凈，產(chǎn)生油綹缺陷。

③母模胎型老化，或已澆注的模型長時(shí)間在胎型內(nèi)放置不揭模（模型放熱被胎型吸收），胎型漆片脫落，粘在模型內(nèi)表面上。

④注模時(shí)石膏中含有雜質(zhì)顆粒，使用后經(jīng)過頻繁擦模，在模型內(nèi)表面露出麻點(diǎn)。

⑤注模操作時(shí)，對(duì)模型內(nèi)外表面沒有進(jìn)行仔細(xì)修整，未用專用工具清除孔眼、管件中堵有的石膏等雜物。

8.2 對(duì)坯體質(zhì)量的影響

內(nèi)表面粗糙的模型，注出的坯體也會(huì)粗糙。尤其是模型陽模粗糙時(shí)，則注出的坯體內(nèi)表面（洗凈面）凸凹不平，出現(xiàn)麻面，給修刷坯操作帶來許多麻煩，嚴(yán)重的造成半成品報(bào)廢，成瓷質(zhì)量也無保證。

9 磕碰

模型在制造、使用過程中，需要經(jīng)過多次搬運(yùn)、翻轉(zhuǎn)，同時(shí)在注漿前須上卡具將模型固牢，稍有不慎，就會(huì)使模型出現(xiàn)磕碰、掉塊，許多模型由此而報(bào)廢?？呐霰憩F(xiàn)在模型內(nèi)外表面產(chǎn)生掉塊、裂紋，影響模型使用壽命。

9.1 產(chǎn)生原因

①注模后揭模過早或操作者技術(shù)水平欠佳，造成模型內(nèi)表面棱角掉塊或外表面扣手掉塊。

②模型搬運(yùn)裝卸操作中未注意輕拿輕放。

③注坯操作中翻轉(zhuǎn)扣活或打卡具時(shí)用力過猛。

9.2 對(duì)坯體質(zhì)量的影響

內(nèi)表面出現(xiàn)磕碰掉塊時(shí)，影響半成品外形尺寸和表面質(zhì)量。模型必須修補(bǔ)好以后方可使用，否則模型應(yīng)報(bào)廢。

10 耐磨性差

耐磨性差是石膏模型另一個(gè)致命的弱點(diǎn)。模型使用時(shí)，內(nèi)表面由于頻繁擦模刷水造成石膏模型表面層脫落，露出石膏渣、石英渣?；驓馀荩绊懪骷砻尜|(zhì)量和外形尺寸。

10.1 產(chǎn)生原因

①石膏中含有石灰石、石英、粘土等雜質(zhì)。

②石膏粉加工時(shí)顆粒粗糙，細(xì)度不均勻。③注模時(shí)水膏比過大，模型本身糠、強(qiáng)度低，耐磨性差。④模型長期處于潮濕狀態(tài)下工作，得不到有效干燥，造成粉化。

⑤未經(jīng)采用真空脫氣制模，模型內(nèi)含有氣泡。

10.2 對(duì)坯體質(zhì)量的影響

①由于模型耐磨性差，內(nèi)表面露出渣粒，使注出的半成品表面呈麻點(diǎn)、桔皮狀，不僅給修刷坯操作帶來麻煩，成瓷質(zhì)量也無法保證。

②石膏渣等落入泥漿中，粘附在坯體表面，易形成泥臟（石膏臟）、釉面裂紋、棕眼、熔洞或鼓包缺陷。

11 尺寸偏差

尺寸偏差也是模型較常見的缺陷。表現(xiàn)為模型的孔（口）眼位置不正確，孔（口）眼尺寸大小與圖紙不符，模型尺寸發(fā)生變化。

11.1 產(chǎn)生原因

①胎型孔、眼位置標(biāo)記痕跡有誤。

②注模操作時(shí)粗制濫造，放置預(yù)埋管件時(shí)將管件放歪、放偏。

③石膏粉質(zhì)量不合格，造成模型收縮。

11.2 對(duì)坯體質(zhì)量的影響

由于模型規(guī)格尺寸及孔眼位置和尺寸不正確，注出的半成品增加修刷坯難度，甚至使半成品報(bào)廢，有此缺陷的模型絕對(duì)不能使用。