將耐火坯料借助于外力和模型，制成具有一定形狀、尺寸和強(qiáng)度的坯體或制品的過(guò)程叫成型。
? ? 耐火磚成型方法很多，包括特殊耐火磚成型方法在內(nèi)有數(shù)十種之多。
? ? 耐火磚的成型方法按坯料含水量的多少可分為以下三種；
? ? 半干法：坯料水分在5％左右。
? ? 可塑法：坯料水分在15％左右。
? ? 注漿法：坯料水分在d0％左右。 ? ?．
? ? 對(duì)于一般耐火磚，大多采用半干法成型。至于采用什么成型方法，主要取決于坯料性質(zhì)、制品的形狀、尺寸及工藝要求。可塑法有時(shí)用來(lái)制造大的異形制品。注漿法主要用來(lái)生產(chǎn)中空薄壁的高級(jí)耐火磚及特種耐火磚，如氧化物、熔融莫來(lái)石、石英陶瓷制品、含鋯莫來(lái)石制品、純鎂質(zhì)制品等。
? ? 除上述方法外，還有振動(dòng)成型、500～1500℃的熱壓成型和等靜壓成型等。今天主要是介紹下耐火磚半干法成型方法。其他兩種隨后詳細(xì)介紹。
? ? 一、半干法成型
? ? 半干法成型時(shí)，由于松散的物抖中水分較少，必須借助于較大壓力的作用，使坯料顆料重新分布。在機(jī)械結(jié)合力、靜電引力以及摩擦力的作用下，坯料顆粒緊密結(jié)合，發(fā)生彈性變形和脆性變形，排出空氣，使坯料顆粒結(jié)合成具有一定形狀和尺寸及一定強(qiáng)度的耐火磚。
? ? 以上各種力的作用程度，取決于顆粒形狀、坯料物理一化學(xué)性質(zhì)及顆粒表面狀態(tài)。形狀復(fù)雜的顆粒，機(jī)械結(jié)合力起主要作用；形狀簡(jiǎn)單的顆粒，摩擦力及靜電引力起主要作用。
? ? 在其它工藝條件相同的一定范圍內(nèi)，壓制壓力增高．坯體內(nèi)的氣孔率下降，密度增大，強(qiáng)度隨之提高。
? ? 耐火磚的坯料和磚坯，都是由固體物質(zhì)、水(或其它結(jié)合劑)和空氣組成的三相系統(tǒng)。在整個(gè)壓制過(guò)程中，固相和液相量沒(méi)有改變，而坯料中空氣的數(shù)量則由于壓力的作用被壓縮和減少，被壓縮的坯料容積亦相應(yīng)減少。 ??
? ? 壓制的過(guò)程可用壓力一壓縮曲線(圖3—3)表示。壓制是世按如下三階段進(jìn)行的。
? ? (1)第一階段，在壓力的作用下，坯料中的顆粒開(kāi)始移動(dòng)，重新配置成較緊密堆積。該過(guò)程的特點(diǎn)是壓縮明顯。當(dāng)壓力增至某一數(shù)值后，進(jìn)入第二階段。
? ? (2)第二階段，顆粒發(fā)生脆性及彈性變形，此過(guò)程具有階段特性，坯料的壓縮呈階梯式。坯料被壓縮到一定程度后，即阻礙進(jìn)一步壓縮。當(dāng)壓力增加，達(dá)到使顆粒再度發(fā)生變形的外力時(shí)，由于顆粒的變形，才引起坯料的壓縮，并伴隨有坯體致密度增加。這種壓縮及增壓的階段，變得短促而頻繁。
? ? (3)第三階段，在極限壓力下，坯料的致密度不再提高。由于壓制壓力用于克服顆粒之間的內(nèi)摩擦力、顆粒與模壁間的外摩擦力以及被壓坯料的變形，所以，物料內(nèi)壓力分布是不均勻的。隨遠(yuǎn)離受壓面壓強(qiáng)逐漸降低，導(dǎo)致坯體的致密度和氣孔率分布也不均勻。影響坯體均勻程度的因素很多，大致可歸為如下幾點(diǎn)：
? ? ①坯體的均勻程度隨坯體內(nèi)、外摩擦系數(shù)的降低而增高。
? ? ②坯體的均勻程度隨受壓面的增大，以及坯體厚度和周邊長(zhǎng)度的減小而提高。所以，雙面、加壓制品的密度較均勻。對(duì)一般耐火磚而言，其密度差允許有1％～2％。
? ? ③向坯料中引入某些塑化劑及表面活性劑，有助于提高坯體密度的均勻性。
? ? ④在一定范圍內(nèi)，坯料顆粒較粗，水分較大，有助于提高坯體密度的均勻性。
? ? 坯體被壓制時(shí)，施加于坯體上的外力被與其方向相反、大小相等的內(nèi)部彈力所均衡。內(nèi)部彈性力不僅產(chǎn)生于施加方向，而且向其它所有方向發(fā)展(如側(cè)向力)，并為模壁所均衡。當(dāng)外力取消時(shí)，內(nèi)部彈性力被釋放出來(lái)，使坯體力圖在所有方向膨脹，這種作用稱彈性后效。彈性后效在壓制過(guò)程中往往是造成廢品的直接原因。
? ? 壓制時(shí)坯體受壓方向(縱向)的壓力數(shù)倍于橫向，因而彈性后效在縱向上較大。壓力取消后，坯體的橫向膨脹被側(cè)壁阻止，而縱向膨脹僅被側(cè)壁的摩擦力抵消一部分。因而縱向呈現(xiàn)較大的膨脹，有的坯體縱向膨脹達(dá)1％~2％。由于這種不均勻膨脹和坯體本身的不均勻性，往往導(dǎo)致坯體產(chǎn)生層裂。耐火材料廠俗稱“過(guò)壓裂”，而實(shí)際上并非過(guò)壓。試驗(yàn)研究表明，如果坯料性質(zhì)非常均勻，采用液壓機(jī)壓制，即使壓力高達(dá)100MPa也不會(huì)產(chǎn)生“過(guò)壓裂”。
? ? 壓制過(guò)程中坯體產(chǎn)生層裂，是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。其影響因素多而復(fù)雜，如坯體本身的影響(顆粒組成，水分、可塑性等)和操作條件(如壓機(jī)結(jié)構(gòu)、加壓操作情況等)的影響。以下討論幾方面的影響；
? ? 1．氣相的影響
? ? 坯料中的氣體在壓制過(guò)程中大部分被排除，一部分被壓縮。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，壓制時(shí)坯料體積的減少并不等于排出坯料中空氣的體積。因?yàn)閴褐茣r(shí)尚有顆粒的彈性、脆性變形和空氣本身的壓縮。坯料中的氣體能夠增加物料的彈性變形和彈性后效。
? ? 如果壓制過(guò)程中壞料內(nèi)的空氣未從模內(nèi)排出，則被壓縮在坯體內(nèi)的空氣的壓力是很大的。計(jì)算結(jié)果表明，這樣高的壓力實(shí)際已超過(guò)了磚坯斷裂的強(qiáng)度。所以殘留在坯體內(nèi)的空氣是造成坯體層裂的重要原因。在其它條件相同的情況下，坯體內(nèi)的空氣量越多，壓制時(shí)造成層裂的可能性越大。所以空氣若不能從坯體中排出，則不可能得到優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。坯體內(nèi)氣相數(shù)量的多少，也與很多因素有關(guān)，如坯料成分、顆粒組成、混練和壓制操作等工藝條件。但是顆粒組成是先決條件。
? ? 2．水分的影響
? ? 在半干壓制坯料中水分太大會(huì)引起層裂。因?yàn)樗膲嚎s性很小，具有彈性。在壓力作用下，水從顆粒間隙處被擠入氣孔內(nèi)，當(dāng)壓力消除后，它又重新進(jìn)入顆粒之間。總之，在水分過(guò)大時(shí)，水分是引起層裂的主要原因。
? ? 3．加壓次數(shù)對(duì)層裂的影響 ??
? ? 加荷卸荷次數(shù)增多，則殘余變形逐漸減小。所以在條件相同的情況下，間斷地卸荷比一次壓制的密度高。 ? ?
? ? 4．壓制時(shí)間及壓力的影響 ??
? ? 在條件相同的情況下，慢慢地增加壓力，即延長(zhǎng)加壓時(shí)間，也能得到類似壓縮程度很大的結(jié)果。物料在持續(xù)荷載的作用下塑性變形很大，塑性變形的絕對(duì)值取決于變形速度。在任一級(jí)最終荷載下，緩緩加荷比快速加荷使壞體具有更大的塑性變形。
? ? 實(shí)踐證明，坯體在壓力不大但作用時(shí)間長(zhǎng)的情況下加壓，比大壓力一次加壓產(chǎn)生的塑性變形大。曾做過(guò)把粘土磚的加壓時(shí)間增大了3倍的實(shí)驗(yàn)，其氣孔率大約下降5％。
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