陶瓷材料擠出成型技術(shù)

前言

中國(guó)的陶瓷歷史悠久，早已載譽(yù)海內(nèi)外。特別是近三十年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展步伐加快，中國(guó)的陶瓷業(yè)（包括建筑陶瓷、磚瓦、日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、藝術(shù)陶瓷及高級(jí)工業(yè)陶瓷）也得以快速發(fā)展，中國(guó)已經(jīng)成為名副其實(shí)的世界陶瓷大國(guó)。但遺憾的是，我們現(xiàn)在還稱不上是陶瓷強(qiáng)國(guó)，無(wú)論生產(chǎn)工藝技術(shù)，還是工廠裝備和工廠管理，或者產(chǎn)品質(zhì)量、品牌價(jià)值、市場(chǎng)營(yíng)銷等方面，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。這種局面可以歸咎于多種原因，其中的重要原因之一來(lái)自于技術(shù)方面。這也就是我們翻譯這本書的主要目的。如果讀者能從這本書中發(fā)現(xiàn)一些技術(shù)上的差距，找到生產(chǎn)工藝中遇到問(wèn)題的答案，明確今后改進(jìn)工藝技術(shù)裝備的方向，那么我們辛勤勞作的目的就達(dá)到了。該書作者弗蘭克?翰德樂(lè)（Frank Hndle)先生曾經(jīng)是德國(guó)翰德樂(lè)公司的總裁。德國(guó)翰德樂(lè)公司是一家族公司(Hndle GmbH），創(chuàng)建于1870年，主要從事于陶瓷和磚瓦工業(yè)中的原料制備和真空擠出成型設(shè)備的設(shè)計(jì)制造，是世界該領(lǐng)域中享有盛譽(yù)、技術(shù)領(lǐng)先的公司。該公司研發(fā)生產(chǎn)的磚、瓦、陶板、陶瓷材料、耐火材料原料制備和擠出成型設(shè)備遍布世界各地，在中國(guó)大陸就有六十幾條生產(chǎn)線。20世紀(jì)90年代末由于世界性的經(jīng)濟(jì)蕭條，建材設(shè)備訂單銳減，德國(guó)翰德樂(lè)公司于2000年將其大部分股份轉(zhuǎn)讓給美國(guó)斯蒂爾公司。此后弗蘭克?翰德樂(lè)先生創(chuàng)建了ECT公司（陶瓷材料擠出成型技術(shù)公司），專門從事于高級(jí)工業(yè)陶瓷制品的擠出成型機(jī)和相關(guān)技術(shù)。他憑著多年的制造擠出成型機(jī)的經(jīng)驗(yàn)和在歐洲該行業(yè)的影響力，匯合了歐洲眾多專家，成功地編輯出版了世界上第一本全面系統(tǒng)地論述陶瓷材料擠出成型的著作。經(jīng)過(guò)與弗蘭克?翰德樂(lè)先生多年的接觸和交流，感到他是一位博學(xué)多才、誠(chéng)實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)、人生閱歷豐富、知識(shí)底蘊(yùn)豐厚的學(xué)者。完全有理由說(shuō)本書是歐洲該行業(yè)的著名專家學(xué)者集體智慧的結(jié)晶，從書中最后20多位作者簡(jiǎn)歷就可以清楚地了解這一點(diǎn)。全書由淺入深、由綜合到具體，對(duì)陶瓷材料擠出成型技術(shù)的各個(gè)方面做了簡(jiǎn)繁適當(dāng)?shù)恼撌觥Ｕ緯畮渍?，各章主題鮮明、內(nèi)容翔實(shí)，每個(gè)章節(jié)又可以自成體系，方便讀者查閱；同時(shí)該書還有一個(gè)突出特點(diǎn)是實(shí)用性，能針對(duì)陶瓷材料擠出成型的具體過(guò)程和工藝來(lái)分析和解決問(wèn)題。本書的出版得到了雙鴨山東方墻材集團(tuán)有限公司、山東淄博功力機(jī)械制造有限責(zé)任公司和合肥樂(lè)華建材機(jī)械有限公司的鼎力資助，在此表示誠(chéng)摯的感謝！我們誠(chéng)懇地等待著廣大讀者的評(píng)價(jià)、批評(píng)和建議。張文法 湛軒業(yè)2012年4月于北京直到今天，我們所知道的世界上第一個(gè)陶瓷罐約在公元前43世紀(jì)或公元前44世紀(jì)在中國(guó)或韓國(guó)產(chǎn)生。據(jù)我所知，中國(guó)的第一個(gè)陶器窯爐的產(chǎn)生可追溯至公元前50世紀(jì)。在全世界，中國(guó)不僅是擁有最古老陶瓷的地方，而且也是擁有最豐富的陶瓷傳統(tǒng)的地方。只要想想中國(guó)建造的萬(wàn)里長(zhǎng)城，或者是令人驚嘆的地下墓葬中使用的罕見(jiàn)的磚，就可以知道中國(guó)陶瓷生產(chǎn)歷史的輝煌。1982年我接受中國(guó)科學(xué)院的邀請(qǐng)，與一些同事一起出席了在北京召開(kāi)的以現(xiàn)代制磚技術(shù)為主題的研討會(huì)。在這次研討會(huì)期間，我不僅有機(jī)會(huì)參觀了中國(guó)的磚瓦廠，而且也參觀了生產(chǎn)其他陶瓷制品的工廠，中國(guó)工人熟練的勞動(dòng)技能給我留下了深刻的印象?？磥?lái)中國(guó)人民在對(duì)陶瓷原料和生產(chǎn)工藝技術(shù)的理解方面保留著集體的記憶。自從那時(shí)以來(lái)，中國(guó)不僅在傳統(tǒng)陶瓷領(lǐng)域，也在高級(jí)(工業(yè))陶瓷領(lǐng)域內(nèi)以驚人的速度發(fā)展著。近些年來(lái)，我真的為能與我們的中國(guó)客戶和中國(guó)科學(xué)家建立良好的合作關(guān)系感到莫大的榮幸。因此，我的書現(xiàn)在能夠在中國(guó)以中文形式翻譯出版，我感到非常高興。這本書重點(diǎn)總結(jié)了關(guān)于陶瓷原材料坯體擠出成型的一些最重要的發(fā)現(xiàn)。借此機(jī)會(huì)我要向張文法先生表示感謝，感謝他為本書的翻譯和出版做出了不尋常的努力。我真誠(chéng)地希望閱讀這本書的朋友們?nèi)f事如意，事業(yè)成功。弗蘭克?翰德樂(lè)（Frank Hndle）

內(nèi)容概要

　　本書是全世界第一本系統(tǒng)、全面地介紹陶瓷材料擠出成型技術(shù)的書籍，介紹了結(jié)構(gòu)陶瓷、日用陶瓷及高技術(shù)陶瓷的擠出成型技術(shù)。本書分別對(duì)擠出成型技術(shù)的歷史，擠出成型的原理，擠出成型坯體材料的流變學(xué)特性，擠出成型的添加劑，擠出成型的摩擦學(xué)原理及磨損防護(hù)，擠出成型主要部件(如模具、壓力頭、螺旋絞刀、內(nèi)襯、抽真空系統(tǒng)等)，以及對(duì)擠出成型的計(jì)算機(jī)模擬做了詳細(xì)的論述。每一章的內(nèi)容由該方面的歐洲著名專家學(xué)者執(zhí)筆。本書是陶瓷材料擠出成型(包括磚瓦擠出成型和高技術(shù)陶瓷擠出成型)工程和工藝方面很好的教科書，適于該方面的管理人員和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和查閱；同時(shí)該書也可作為大專院校和研究單位的陶瓷制造工藝與材料、陶瓷機(jī)械設(shè)備和建筑材料與裝備專業(yè)的教學(xué)科研參考書。

作者簡(jiǎn)介

作者:(德)弗蘭克·翰德樂(lè)(Frank Handle)

書籍目錄

1緒論
弗蘭克·翰德樂(lè)（Frank H?ndle）
2陶瓷材料成型技術(shù)縱覽
安德烈·布列什亞尼（Andrea Bresciani）
3陶瓷材料的現(xiàn)代分類
胡貝圖斯·雷（Hubertus Reh）
4擠出成型機(jī)的類型
維利·本德?tīng)枺╓illi Bender）
5擠出成型機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史
維利·本德?tīng)枺╓illi Bender），漢斯H.伯杰（Hans H.B.ger）
6螺旋絞刀擠出機(jī)的工作原理
約翰·布里奇沃特（John Bridgwater）
7陶瓷坯體材料的流變學(xué)特性
弗里茨·蘭恩杰（Fritz Laenger）
8坯體混合料的流變特性與可擠出性能
沃爾夫?qū)じ窭姿估眨╓olfgang Gleissle），簡(jiǎn)·格拉茨克（Jan Graczyk）
9擠出成型常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案
迪特馬爾·盧茨（Dietmar Lutz）
10擠出成型過(guò)程中的分層現(xiàn)象
萊納·巴塔斯克（Rainer Bartusch），弗蘭克·翰德樂(lè)（Frank H?ndle）
11用于擠出成型的添加劑
邁克爾·霍爾茨根（Michael H?lzgen），彼得·奎爾姆巴奇（Peter Quirmbach）
12擠出成型模具、壓力頭、格柵板及其他
哈拉爾德·伯格（Harald Berger）
13雙螺旋絞刀擠出機(jī)
沃納·維德曼（Werner Wiedmann），瑪麗亞·霍爾澤爾（Maria H.lzel）
14活塞式擠出機(jī)
岡瑟·多爾（Günther Doll），弗蘭克·翰德樂(lè)（Frank H?ndle），
弗里茨·斯皮斯伯格（Fritz Spiessberger）
15擠出成型的抽真空——關(guān)系曲線及所處環(huán)境
弗里茨·蘭恩杰（Fritz Laenger）
16陶瓷材料擠出成型的抽真空技術(shù)
馬克·雷德曼（Mark Redmann）
17陶瓷材料坯體的熱塑性擠出成型
弗蘭克·克萊門斯（Frank Clemens）
18摩擦學(xué)原理
岡特·門尼格（Günter Mennig）
19擠出機(jī)螺旋絞刀的磨損防護(hù)
瓦爾特·賴辛格（Walter Reisinger）
20擠出機(jī)使用陶瓷構(gòu)件降低磨損的前景
霍爾格·瓦姆泊斯（Holger Wampers）
21可塑性和擠出性能的試驗(yàn)方法
卡特林·戈赫勒特（Katrin G?hlert）馬瑞·于貝爾（Maren .ebel）
22陶瓷材料擠出成型過(guò)程的模擬
鮑里斯·布什塔拉（Boris Buchtala），西格利德·朗格（Sigrid Lang）
參考文獻(xiàn)選錄
作者簡(jiǎn)歷
名詞解釋（英漢對(duì)照）

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   從垂直螺旋絞刀擠出機(jī)過(guò)渡到臥式螺旋絞刀擠出機(jī)有兩個(gè)根本的原因：在那時(shí)垂直螺旋絞刀擠出機(jī)的供料還是用手工來(lái)完成的，這是非常累人的；而且擠出機(jī)的驅(qū)動(dòng)無(wú)論是安排在頂部還是底部都是有問(wèn)題的。 另一方面，帶有縱向出口的垂直螺旋絞刀擠出機(jī)仍有著如下的優(yōu)點(diǎn)，即在生產(chǎn)磚坯時(shí)幾乎沒(méi)有顯示出任何值得注意的、由螺旋絞刀和黏土原料的流動(dòng)引起的分層現(xiàn)象。被推到泥缸下部的黏土原料通過(guò)在底部的旋轉(zhuǎn)向前而朝向機(jī)口（模具），被強(qiáng)制性地?cái)D向側(cè)面的出口。由于方向上的改變，黏土原料從先前縱向方向的流動(dòng)轉(zhuǎn)變成一個(gè)橫向的方向。正因?yàn)椤梆ね聊鄺l”在擠出機(jī)內(nèi)部還要轉(zhuǎn)向，任何由于黏土原料的流動(dòng)運(yùn)動(dòng)而引起的分層在擠出的泥條中幾乎看不到了，因此垂直螺旋絞刀擠出機(jī)在實(shí)質(zhì)上能夠生產(chǎn)無(wú)分層現(xiàn)象的磚坯。 當(dāng)臥式螺旋絞刀擠出機(jī)在被使用時(shí)，這種情況就突然地發(fā)生了變化。單葉片螺旋絞刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了兩股纏繞在一起的、帶有光滑表面的螺旋狀泥條，在其表面上有著黏土礦物明顯的平行定位。在那時(shí)還沒(méi)意識(shí)到這兩個(gè)表面必須通過(guò)一個(gè)合適形狀的末端螺旋絞刀（即螺旋絞刀頭——譯者注）和壓力頭（機(jī)頭——譯者注）來(lái)使其重新愈合。因此，在磚坯上S形裂紋和環(huán)形分層成為了可見(jiàn)的缺陷。所以對(duì)于從垂直式螺旋絞刀擠出機(jī)到臥式螺旋絞刀擠出機(jī)的過(guò)渡，專家們的意見(jiàn)是有分歧的。盡管某些專家認(rèn)為這是進(jìn)步，確實(shí)使大規(guī)模工業(yè)化制磚生產(chǎn)成為可能，而另一些專家們則認(rèn)為，這是所有禍害的根源（這里是對(duì)磚的質(zhì)量而言——譯者注）。 自從1855年采用了螺旋絞刀擠出機(jī)以來(lái)，也就是說(shuō)在過(guò)去的150年里，在擠出磚坯上產(chǎn)生的紋理或分層的問(wèn)題已成為擠出成型的主要問(wèn)題，甚至在今天仍然沒(méi)有完全被解決，人們感覺(jué)到這一有爭(zhēng)議的話題成為了討論中的永久性話題。這也成為眾多出版物的論題。 然而，這并沒(méi)有阻止螺旋絞刀擠出機(jī)凱旋式的發(fā)展。盡管如此，依然必須要進(jìn)行大量的設(shè)計(jì)工作和細(xì)節(jié)的研究，以便達(dá)到現(xiàn)今的先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展水平，這已在第2章中分別做出更詳細(xì)的敘述。大約在1870年制造的垂直式螺旋絞刀擠出機(jī)，即所謂的“懸浮式擠出機(jī)”進(jìn)入市場(chǎng)，成為了后來(lái)的排水管擠壓機(jī)的先驅(qū)（圖5.18）。 抽真空擠出成型的實(shí)際應(yīng)用大約于1920年在美國(guó)開(kāi)始，而在歐洲則從1932年才開(kāi)始采用抽真空擠出成型。 在美國(guó)于19世紀(jì)末就已經(jīng)知道硬塑擠出成型的基本原理，然而歐洲僅于1960年在英格蘭才第一次使用硬塑擠出成型，而在德國(guó)于1967年由翰德樂(lè)（Handle）公司以聯(lián)合真空硬塑擠出機(jī)的形式開(kāi)始提供這類設(shè)備。硬塑擠出成型方法的性能特征是磚坯具有高的抗壓強(qiáng)度，能夠在擠出成型之后直接碼到窯車上。在硬塑擠出成型的早期，所做的努力是盡可能完成硬的擠出成型，有時(shí)擠出壓力等級(jí)高達(dá)80bar。而如今的理念是：擠出磚坯的硬度正好達(dá)到所需要的硬度即可，并且發(fā)現(xiàn)擠出壓力達(dá)到大約25bar以上時(shí)，就能夠滿足硬塑擠出成型的要求，當(dāng)然這取決于原材料的特性。

圖書封面

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