欒藝娜+趙海洋+宮云霞

摘 要：針對電瓷絕緣子釉坯掉傘問題，分析了該缺陷原因?yàn)槭┯赃^程中坯體主體較粗，外露面小吸水后徑向膨脹較小，傘部接觸面大，吸水后徑向膨脹大，傘部與主體的徑向膨脹差導(dǎo)致傘部與主體的過渡弧處產(chǎn)生應(yīng)力集中，引起掉傘。指出應(yīng)合理控制坯料泥漿的細(xì)度、釉層厚度與釉漿密度、粉料顆粒級配與水分、坯體出烘水分來減緩吸水膨脹應(yīng)力以達(dá)到釉坯合格率提高的目的。

關(guān)鍵詞：電瓷絕緣子；吸水膨脹應(yīng)力；掉傘

1前言

我公司于2006年投產(chǎn)以來，經(jīng)過對配方及生產(chǎn)工藝的不斷完善，產(chǎn)品合格率得到了穩(wěn)定提高，產(chǎn)品性能也不斷提高，但傘裂問題一直影響著產(chǎn)品的合格率。掉傘多發(fā)生在冬季， 2016年末，2017年初釉坯掉傘率增大超過了往年這個(gè)季節(jié)的平均水平。尤其有一批釉坯在裝窯前的掉傘率達(dá)到了50%以上，公司高度重視，對此傘裂發(fā)生進(jìn)行了深入的調(diào)查研究，尋求解決辦法。

2缺陷的特征及判定

掉傘、傘裂產(chǎn)品出窯時(shí)斷面為黃色，斷面整齊。此種缺陷的規(guī)律性強(qiáng)，裂口集中在瓷件傘下與瓷件連接的過渡弧處，呈小半圈或半圓圈狀，情況嚴(yán)重的產(chǎn)生掉傘，不嚴(yán)重呈現(xiàn)出傘裂，裂口寬約0.3mm，深度（5～8）mm。縫隙內(nèi)無釉漬，噴釉前檢查光坯無傘裂、掉傘現(xiàn)象，可以排除光坯掉傘。經(jīng)過對釉坯的人工篩選后出窯合格率顯著上升，綜合可以判定缺陷出現(xiàn)在施釉環(huán)節(jié)。

3缺陷產(chǎn)生的原因分析及改進(jìn)措施

已經(jīng)分析出缺陷產(chǎn)生在施釉工序，施釉是坯體表面水分變化最大的環(huán)節(jié)，坯體主體粗，外露面積小，吸水相對較少，吸濕的徑向膨脹小，而傘面外露面積大，吸水多，產(chǎn)生的徑向膨脹大，這就導(dǎo)致在主體與傘面的連接部位產(chǎn)生坯體徑向膨脹的差值，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力大于坯體能承受的最大內(nèi)應(yīng)力是就產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重的情況表現(xiàn)為掉傘。具體原因分析如下：

3.1釉層過厚以及釉漿密度過大

電瓷干法成型時(shí)，上釉方式為光坯出烘立即上釉，借助坯體溫度加速水分蒸發(fā)，有效減少吸濕現(xiàn)象。在操作工上釉方式方法固定的情況下釉層厚度及釉漿密度對坯體吸濕起著主要作用。冬季溫度低，釉漿流動(dòng)性差，保持需要的流動(dòng)性需要相應(yīng)的增加水分，這就容易引起掉傘。釉層的厚度是由上釉時(shí)間及釉漿密度決定的，即釉漿密度越大及上釉時(shí)間越長其釉層

越厚[1]。本文做的是上釉方式為噴釉的研究。釉漿密度與釉層厚度是不可分割的。釉層厚度控制在0.3mm-0.5mm，釉漿密度大時(shí)，釉漿相應(yīng)的水分就小，噴釉時(shí)

釉漿霧化差，相同的上釉方式釉層就厚；釉漿密度小時(shí)，釉漿相應(yīng)的水分就大，

第一作者： 欒藝娜（1982年生）， 女， 山東淄博人，工程師。

但釉漿霧化好，相應(yīng)的釉層厚度就小。改進(jìn)措施為合理的控制釉漿密度，使釉漿在不同的季節(jié)中即不同的環(huán)境溫度下做出最合理的調(diào)整。夏季溫度高，釉漿流動(dòng)性好，可適當(dāng)?shù)奶岣哂詽{密度即減少釉漿的水分含量；冬季溫度低時(shí)，適當(dāng)?shù)慕档陀詽{密度即增加釉漿的水分含量。在生產(chǎn)大型產(chǎn)品時(shí)實(shí)行兩遍上釉的方式，保證合理的釉層厚度防止吸濕過度。

3.2光坯含水率過低

光坯含水率低時(shí)，噴釉環(huán)節(jié)光坯表面對釉漿中水分吸收能力加強(qiáng)，吸濕嚴(yán)重，更容易產(chǎn)生吸濕膨脹，引起傘裂。表2中的207#窯表現(xiàn)明顯，207#窯光坯因?yàn)榉偶偃牒鏁r(shí)間過長導(dǎo)致掉傘率升高明顯。

光坯含水率低，造成的主要原因有：粉料（公司為等靜壓干法成型）本身水分過低；烘干工藝制定不合理；烘房出風(fēng)口設(shè)計(jì)不合理。

改進(jìn)措施，嚴(yán)格監(jiān)控噴塔粉料水分，對水分過低的粉料施行判廢作為回料使用；烘干制度合理制定，對大瓷件施行分溫度段烘干制度，先入低溫烘房，后提高烘房溫度，防止溫度過高，坯體水分流失過快；同樣也要嚴(yán)格執(zhí)行烘房的工藝制度，生產(chǎn)調(diào)度做出合理的排產(chǎn)安排，謹(jǐn)防坯體入烘時(shí)間過長。

3.3坯料泥漿粒徑過小

泥漿中顆粒粒徑小時(shí)，壓制成型的光坯孔隙率增大 [2]。當(dāng)光坯孔隙率增大時(shí)，毛細(xì)作用增強(qiáng)，相應(yīng)的相同釉層厚度及釉漿密度下更易吸水。

通過對最近幾批掉傘嚴(yán)重產(chǎn)品的回查發(fā)現(xiàn)其控制泥漿顆粒到標(biāo)準(zhǔn)粒度（粒度是顆粒在空間范圍所占大小的線性尺寸的大小[3]）即達(dá)到激光粒度儀測得小于10um的泥漿顆?？偤空迹?3±2）%標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，篩余超標(biāo)嚴(yán)重，細(xì)度控制標(biāo)準(zhǔn)為過325目篩余為不大于0.09%，2015年工藝數(shù)據(jù)分析過325目篩余為0.05%，2016年下半年開始下降，直至最近產(chǎn)品料漿細(xì)度過325目篩余為0.01%以下。泥漿粒徑對坯體吸濕大小的影響通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。

相同配方的原料，通過控制球磨時(shí)間及氧化鋁球的不同級配獲得不同細(xì)度的泥漿。式樣1激光粒度儀測量<10um粒徑顆粒為83.12%，325目篩余為0.07%；式樣2激光粒度儀測量<10um粒徑顆粒為85.32%，325目篩余為0.02%。泥漿經(jīng)烘干制粉后，壓制成直徑50mm，厚5mm的圓餅，烘干后測其直徑與質(zhì)量。將干燥器底部加水改造為吸濕裝置，參考模擬梅雨季節(jié)的吸濕膨脹量測試裝置[4]將試樣放入吸濕器內(nèi)，靜置200min，取出測其吸濕后尺寸及質(zhì)量，獲得其吸水率與尺寸變化率。

電瓷生產(chǎn)中回料較多，而回料中細(xì)顆粒占比重較大?；嘏髂囝w粒細(xì)化主要是由于泥料中的黏土類原料受到水化、剪切力、正壓力、負(fù)壓力等作用后，黏土顆粒細(xì)化[5]，由表1數(shù)據(jù)可以得出，泥漿中細(xì)顆粒較多時(shí)，吸濕膨脹嚴(yán)重，相應(yīng)的對光坯吸濕掉傘起著不利的影響。同樣新漿的顆粒分布由球磨機(jī)的球石比例以及球磨時(shí)間有關(guān)。本公司對大型球磨機(jī)內(nèi)氧化鋁球石重新篩分，發(fā)現(xiàn)球石總質(zhì)量及球石配比與設(shè)定嚴(yán)重偏差，這是新漿顆粒級配改變的原因之一。

改進(jìn)措施，重新改進(jìn)球石配比，制定球石檢查、添加以及更換時(shí)間。降低新漿粒度標(biāo)準(zhǔn)為激光粒度儀<10um的總含量占（82±2）%，改進(jìn)球石配比后達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的降低了球磨時(shí)間6小時(shí)，測得325目篩余為0.05%。

4改進(jìn)以后生產(chǎn)結(jié)果驗(yàn)證

不同產(chǎn)品的掉傘程度不一樣，本文選取的對照產(chǎn)品為最易出現(xiàn)掉傘的百萬伏產(chǎn)品，產(chǎn)品代號8000.1。采取以上措施以后，經(jīng)過一個(gè)生產(chǎn)周期后，第一批產(chǎn)品為2017.4.15入窯，窯次號為510#窯，百萬伏8000.1產(chǎn)品的瓷檢結(jié)果顯示，510#窯前檢測與窯后檢測傘裂產(chǎn)品的合格率提高明顯，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，工藝的不斷完善，傘裂產(chǎn)品不斷減少，最后合格率能穩(wěn)定在96%以上。

5結(jié)論

通過調(diào)整釉漿密度，不同季節(jié)控制合理的水分，降低噴釉的釉層厚度；合理的粉料級配以及合理的粉料水分；對泥漿粒度以及細(xì)度的嚴(yán)格控制能有效的減少釉坯傘裂缺陷的產(chǎn)生。只有在每個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求才能有效的減少缺陷的產(chǎn)生，提高出窯合格率，節(jié)約成本。雖然是一個(gè)缺陷，但產(chǎn)生的原因是多方面的，解決缺陷的方法也是多種多樣的，要更加有效的減少缺陷造成的損失，需要不斷的探索驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫艷云.大型瓷件掉傘及傘內(nèi)裂的原因分析[J].電瓷避雷器，2004（4）.10-12.

[2] 劉宏烈，沈俊，李紅寶.等靜壓成型電瓷坯料干坯孔隙率的控制[J].電瓷避雷器，2013（4）.6-9.

[3] 張銳，王海龍，許紅亮.陶瓷工藝學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

作者簡介：

欒藝娜（1982年生）， 女， 山東淄博人，工程師。