一种高硬度日用陶瓷及其生产方法

技术领域

本发明涉及陶瓷生产技术领域，具体为一种高硬度日用陶瓷及其生产方法。

背景技术

高硬度的陶瓷通常具有较低的韧性和抗冲击性，容易发生断裂或破损，一旦受到外力冲击或过大的应力，陶瓷制品可能会破碎，由于高硬度陶瓷的硬度和脆性，其加工过程相对较为困难，需要采用特殊的加工方法和工具才能进行切割、成形和修整。

经检索，公开号CN112979276A公开了一种高硬度日用陶瓷及其生产方法，包括坯体和釉层，所述坯体包括：高岭土、氧化铝、氧化锆、膨润土、废瓷渣、石英、长石，所述釉层包括：高岭土、磁粉、滑石粉、锂辉石、锂瓷石、石英、方解石；生产方法包括以下步骤：S1：备料；S2：混合球磨，配方综合后能够提高坯体硬度，精炼后泥饼组织均匀，可塑性更强，提高成品的硬度，能够防止烧成的产品上会产生黑点，而且充入惰性气体，提高稳定性，防止其产生裂纹。

然而其相较于其他陶瓷制造方法，经过成型上釉直接烧成，这导致产品韧性和抗冲击性较低，容易发生断裂或破损，硬度和抗冲击性有待提升。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高硬度日用陶瓷及其生产方法，解决了现有的陶瓷及其生产方法容易导致陶瓷韧性和抗冲击性较低，容易发生断裂或破损的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高硬度日用陶瓷，包括坯料和釉料，所述坯料包括以下重量份的原料：高岭土40-50份、石英20-35份、镁质矿物10-15份、氧化铝10-15份、膨润土10-15份、长石10-15份、硅酸钠1-5份；

所述釉料包括以下重量份的原料：磁粉10-20份、滑石粉10-15份、锂辉石1-8份、锂瓷石1-6份、石英5-10份、方解石1-8份、钠长石粉1-5份、铁锂云母粉1-5份、氧化钛1-5份、稀土氧化物1-5份。

优选的，所述高硬度日用陶瓷的生产方法，包括以下步骤：

原料检选：对原料进行人工拣选，将异物或不适用原料拣出；

水洗：将原料进行水洗，清洁尘土或泥土；

原料配比入磨：将各种所需原料分别按原料配比，投入磨中运转，使其达到一定细度；

磨浆：在磨中运转一定时间，使各种原料达到一定细度放出；

放浆：在放出过程中进行过滤除铁，去除细度不到的颗粒和铁成分；

成型：根据生产所需器型进行成型生产；

修刷：对半成品进行人工修刷；

烧成：将半成品装入窑炉进行煅烧，一次烧成1250-1350℃；

半成品拣选：产品出窑后进行拣选，筛选合格产品；

磨光：将合格产品放入磨光机中进行光滑处理；

施釉：在产品上喷涂适当的釉料；

二次烧成：将釉料施加的产品再次放入窑炉进行烧制；

拣选入库：达到一定温度后，将经二次烧成的产品进行再次拣选，合格产品包装入库。

优选的，所述水洗步骤包括准备清洗设备、加入原料和常温自来水搅拌，静置，将悬浮在水表面的杂质和部分清水轻轻倒掉，过滤出沉淀物，重复以上步骤，直到水洗后的原料干净无杂质，将水洗后的原料自然滤干或通过低温烘干。

优选的，所述原料配比入磨步骤包括：根据配方要求，准备好原料，对原料进行搅拌和混合，将混合好的原料转移到磨机中进行磨碎处理，控制研磨时间和速度，以确保原料磨碎到所需的细度。

优选的，所述磨浆步骤包括：清除磨机中前一次操作遗留的残留物，将原料配比入磨步骤中的混合原料添加到磨机中，混合磨碎，加入在球磨机中，原料被加入到装满钢球的转动容器中，进一步磨碎和混合，在磨浆过程中，监控磨机的运行状态、物料流动性、磨浆温度、湿度参数。

优选的，所述烧成步骤包括：将经过前期加工的坯体安排在窑炉内，使其均匀分布，启动窑炉，并根据产品的要求和材料特性，控制升温速率和烧成温度，保持产品在稳定温度下进行等温烧烤，烧成完成后，控制窑炉的冷却过程，使产品逐渐冷却到安全处理温度以下。

优选的，所述磨光步骤包括：将经过拣选的合格产品放入磨光机中，使产品表面变得光滑、平整并增加细腻度；磨光操作使用不同粒度的磨料和磨具，在不同的步骤中逐渐加工，直到达到所需的光洁度。

优选的，所述施釉步骤包括：通过震动或喷吹方法，排除涂层中的气泡。

优选的，所述二次烧成步骤包括：确保窑炉内部清洁，确定二次烧成温度在700-1100℃之间，将经过磨光的产品安排在窑炉中，在达到所需温度后，保持温度1050-1100℃，继续烧制2.5-3h，使釉料熔化，与陶瓷表面反应并形成坚固的涂层，完成二次烧成。

优选的，所述二次烧成步骤包括：在二次烧成完成后，逐渐降低窑炉温度，最后降温至600～640℃，保温1.5小时至2小时，控制降温速度，避免产品过快冷却引起的变形或开裂，在产品达到安全处理温度后，将产品从窑炉中取出，准备进行后续处理和质检。

本发明提供了一种高硬度日用陶瓷及其生产方法。具备以下有益效果：

1、本发明通过二次烧成的陶瓷釉料与陶瓷表面结合紧密，形成坚固的涂层，这使得陶瓷更加耐久，能够抵抗刮擦、磨损和化学物质的侵蚀。

2、本发明二次烧成过程中，釉料熔化并固化，与陶瓷表面形成涂层，这使得陶瓷的表面具有较高的硬度和强度，提高了产品的抗冲击性和抗压性能。

3、本发明二次烧成过程可以实现陶瓷表面的丰富效果，通过控制温度和时间，可以获得不同的釉料效果，如光滑、亮泽、磨砂、纹理等，这增加了陶瓷产品的美观性和装饰性。

4、本发明二次烧成过程中，温度和时间可以根据不同的釉料类型和产品设计进行调整，这使得生产过程更加可控，可以确保一致的产品质量和表面效果，适用于各种陶瓷制品，包括陶瓷餐具、花瓶、灯具、装饰品等，这为制造商提供了广泛的设计和创造空间，以满足不同市场需求和消费者偏好。

附图说明

图1为本发明的生产方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种高硬度日用陶瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下重量份的原料：高岭土40-50份、石英20-35份、镁质矿物10-15份、氧化铝10-15份、膨润土10-15份、长石10-15份、硅酸钠1-5份；

釉料包括以下重量份的原料：磁粉10-20份、滑石粉10-15份、锂辉石1-8份、锂瓷石1-6份、石英5-10份、方解石1-8份、钠长石粉1-5份、铁锂云母粉1-5份、氧化钛1-5份、稀土氧化物1-5份。

请参阅附图1，本发明提供的上述高硬度日用陶瓷的生产方法，包括以下步骤：

原料检选：对原料进行人工拣选，将异物或不适用原料拣出；

水洗：将原料进行水洗，清洁尘土或泥土；

原料配比入磨：将各种所需原料分别按原料配比，投入磨中运转，使其达到一定细度；

磨浆：在磨中运转一定时间，使各种原料达到一定细度放出；

放浆：在放出过程中进行过滤除铁，去除细度不到的颗粒和铁成分；

成型：根据生产所需器型进行成型生产；

修刷：对半成品进行人工修刷；

烧成：将半成品装入窑炉进行煅烧，一次烧成1250-1350℃；

半成品拣选：产品出窑后进行拣选，筛选合格产品；

磨光：将合格产品放入磨光机中进行光滑处理；

施釉：在产品上喷涂适当的釉料；

二次烧成：将釉料施加的产品再次放入窑炉进行烧制；

拣选入库：达到一定温度后，将经二次烧成的产品进行再次拣选，合格产品包装入库。

水洗步骤包括准备清洗设备、加入原料和常温自来水搅拌，静置，将悬浮在水表面的杂质和部分清水轻轻倒掉，过滤出沉淀物，重复以上步骤，直到水洗后的原料干净无杂质，将水洗后的原料自然滤干或通过低温烘干。

原料配比入磨步骤包括：根据配方要求，准备好原料，对原料进行搅拌和混合，将混合好的原料转移到磨机中进行磨碎处理，控制研磨时间和速度，以确保原料磨碎到所需的细度。

磨浆步骤包括：清除磨机中前一次操作遗留的残留物，将原料配比入磨步骤中的混合原料添加到磨机中，混合磨碎，加入在球磨机中，原料被加入到装满钢球的转动容器中，进一步磨碎和混合，在磨浆过程中，监控磨机的运行状态、物料流动性、磨浆温度、湿度参数。

烧成步骤包括：将经过前期加工的坯体安排在窑炉内，使其均匀分布，启动窑炉，并根据产品的要求和材料特性，控制升温速率和烧成温度，保持产品在稳定温度下进行等温烧烤，烧成完成后，控制窑炉的冷却过程，使产品逐渐冷却到安全处理温度以下。

磨光步骤包括：将经过拣选的合格产品放入磨光机中，使产品表面变得光滑、平整并增加细腻度；磨光操作使用不同粒度的磨料和磨具，在不同的步骤中逐渐加工，直到达到所需的光洁度。

施釉步骤包括：通过震动或喷吹方法，排除涂层中的气泡。

二次烧成步骤包括：确保窑炉内部清洁，确定二次烧成温度在700-1100℃之间，将经过磨光的产品安排在窑炉中，在达到所需温度后，保持温度1050-1100℃，继续烧制2.5-3h，使釉料熔化，与陶瓷表面反应并形成坚固的涂层，完成二次烧成。

二次烧成步骤包括：在二次烧成完成后，逐渐降低窑炉温度，最后降温至600～640℃，保温1.5小时至2小时，控制降温速度，避免产品过快冷却引起的变形或开裂，在产品达到安全处理温度后，将产品从窑炉中取出，准备进行后续处理和质检。

具体的，高岭土是一种主要由硅酸铝组成的黏土矿物，具有良好的塑性和耐热性。石英是一种含有二氧化硅的矿石，具有高硬度和耐磨性。镁质矿物如滑石或蛇纹石可增加陶瓷的强度和韧性。镁质矿物提供陶瓷的耐热性和增强其瓷质相。氧化铝是一种增强材料，可以提高陶瓷的硬度和耐磨性。

原料检选步骤包括：

当进行原料检选时，通常会采取以下一些具体的操作和考虑：

异物检查：工作人员会对原料进行仔细检查，以排除其中的异物。这可能包括对原料进行目视检查或使用特定的筛网进行筛选，以确保不会混入不应存在的杂质。

原料质量检查：针对每一种原料，会对其质量特性进行评估。包括检查原料的外观、颜色、纯度、水分含量等指标，以确保它们符合生产要求。常见的检验方法包括目视检查、化学分析、物理测试等。

原料适用性评估：在检选过程中，还会根据产品的要求和制造工艺，评估原料是否适用于特定的生产过程。涉及对原料成分、可塑性、烧成温度等进行分析，以确定其在生产过程中是否能够满足所需的性能和品质。

异常原料处理：如果在检选过程中发现一些不符合要求的原料，这些原料应剔除或分离出来，以确保生产过程中的原料质量和一致性。

水洗步骤包括：

准备清洗设备：准备一个合适的容器或槽，以容纳要清洗的原料。这个容器应具备足够的大小和深度，以容纳原料，并允许水的流动。

加入水：向容器中注入适量的清水，覆盖住原料。水的温度可以根据需要进行调节，一般采用常温的自来水即可。

搅拌或搅动：使用适当的工具，如搅拌棒或搅动器，轻轻搅动水中的原料。这有助于杂质和黏附物从原料表面脱离，并与水混合。

静置：让原料在水中静置一段时间，以便杂质和黏附物有机会分散和沉淀到水底。

倒掉脏水：当原料静置一段时间后，将悬浮在水表面的杂质和部分清水轻轻倒掉。可以使用过滤网或细石棉纸等工具过滤出沉淀物。

重复水洗：重复以上步骤，直到水洗后的原料看起来干净无杂质。

滤干或沥干：将水洗后的原料放在合适的容器或网篮中，使其自然滤干或通过低温烘干等方法去除剩余的水分。

原料配比入磨步骤包括：

准备原料：根据配方要求，准备好所需的各种原料。使用称量设备，按照配方中规定的比例将各种原料进行准确的称量。

混合原料：将按照配方称量好的各种原料倒入一个混合容器中。使用适当的混合设备，如搅拌器、搅拌罐或混合机，对原料进行充分搅拌和混合，确保各个成分均匀分布。

磨碎原料：将混合好的原料转移到磨机中进行磨碎处理；磨机可以是球磨机、辊式磨机、立式磨机等，磨机通过摩擦、撞击或压力等方式对原料进行破碎和细化，使得原料达到所需的细度要求。

控制研磨时间和速度：在磨碎过程中，需要控制研磨时间和速度，以确保原料磨碎到所需的细度。这可以通过调节磨机的运行参数和监控磨机的状态来实现。

精确控制：精确控制磨碎过程中的温度、湿度和压力等因素，以满足特定的生产要求。

收集磨碎后的原料：磨碎后的原料可通过出料口进入收集设备，如料斗、传送带或储存容器中。这样，磨碎后的原料可以进行下一步的生产工艺，如制粒、混合、成型等。

所述磨浆步骤包括：

准备磨机：确保磨机的清洁和正常运行；清除前一次操作遗留的残留物，并进行必要的维护和调整。

添加原料：将经过原料配比入磨步骤准备好的混合原料，逐步添加到磨机中；可以通过磨机的进料口或对应的喂料系统进行投料。

磨碎和混合：开始磨机的运转，使原料在磨机内部进行磨碎和混合；磨机的工作原理根据具体类型的不同而有所区别。

球磨机：在球磨机中，原料被加入到装满钢球的转动容器中；钢球的运动通过摩擦、碰撞和撞击等作用，将原料进一步磨碎和混合。

辊式磨机：在辊式磨机中，原料被放置在一对平行旋转的辊子之间，辊子的压力和相对运动将原料磨碎和混合。

立式磨机：立式磨机具有旋转式和摆动式两种类型；原料在磨盘上受到旋转或摆动磨头的作用，进一步磨碎和混合。

在整个磨碎过程中，磨机的转速、磨介质的添加、研磨时间等参数可以根据需要进行调整，以达到所需的细度和成分组合。

监控和调整：在磨浆过程中，可以通过监控磨机的运行状态、物料流动性、磨浆温度、湿度等参数，并根据需要进行调整；这可以通过传感器、监控设备和自动化系统来实现。

完成磨浆：磨浆的时间取决于磨机的类型、原料的特性和所需的细度要求；一旦达到预定的细度和成分组合，可以停止磨机的运行。

收集磨浆：经过磨碎和混合后的原料，通过磨机的出料口进入收集设备，如料斗、传送带或储存容器中，准备进行后续的工艺步骤。

烧成步骤包括：

准备窑炉：确保窑炉内部的清洁和正常运行，清除前一次烧成留下的残留物，并进行必要的维护和调整。

装载半成品：将经过前期加工的陶瓷半成品（如坯体）安排在窑炉内，使其均匀分布，并注意避免产品间的接触和受损。

加热阶段：启动窑炉，并根据产品的要求和材料特性，控制升温速率和烧成温度。温度通常在1250-1350℃范围内。

等温烧烤：在达到目标温度后，保持产品在稳定温度下进行等温烧烤，使其达到所需的物理和化学性能。

冷却过程：烧成完成后，控制窑炉的冷却过程，使产品逐渐冷却到安全处理温度以下。

半成品拣选步骤包括：

产品出窑后，进行目视检查或使用检测设备对产品进行检测，以识别和去除可能存在的瑕疵、不完整或不符合质量标准的产品。

拣选标准可能包括尺寸、形状、表面光洁度、颜色一致性等方面的要求。

磨光步骤包括：

将经过拣选的合格产品放入磨光机中，通过磨削、抛光或其他工艺手段，使产品表面变得光滑、平整并增加细腻度。

磨光操作可以使用不同粒度的磨料和磨具，在不同的步骤中逐渐加工，直到达到所需的光洁度。

施釉步骤包括：

对已经磨光的产品，根据设计要求和装饰需求，采用喷涂、浸涂或其他涂覆方法，将适当的釉料均匀地施加到产品表面。

釉料可以提供装饰效果、增加色彩、增强抗污性和修饰外观。

二次烧成步骤包括：

经过施釉的产品再次放入窑炉中进行烧制。温度通常较低，以使釉料在烘烤过程中熔化并与陶瓷表面结合形成涂层。

温度和时间控制要依据釉料类型、产品设计和所需表面效果进行调整。

其中，窑炉调整：确保窑炉内部清洁，并进行必要的维护和调整。根据釉料类型、产品设计和所需表面效果，确定适宜的二次烧成温度。通常，温度在700-1100℃之间，具体数值根据产品要求和釉料材质而定。

将经过磨光的产品安排在窑炉中。确保产品的摆放合理，避免接触和受损。利用适当的方法，如喷涂、浸涂或刷涂，将釉料均匀地涂覆在产品表面，通过震动、喷吹或其他方法，排除涂层中的气泡，以避免气泡对成品的影响。

启动窑炉，并按照预定的烧制曲线升温，控制温度升降速度。

根据产品要求，将窑炉温度控制在所需温度范围内。此阶段的时间取决于产品设计要求和所使用的釉料类型，通常在几个小时到几十几个小时之间。

在达到所需温度后，保持温度稳定一段时间，使釉料熔化，与陶瓷表面反应并形成坚固的涂层。此过程称为高温固化或烧结。

缓慢降温：在二次烧成完成后，逐渐降低窑炉温度，控制降温速度，避免产品过快冷却引起的变形或开裂。

窑炉卸货：在产品达到安全处理温度后，将产品从窑炉中取出，准备进行后续处理和质检。

拣选入库步骤包括：

经过二次烧成的产品达到一定温度后，进行再次拣选，筛选出无缺陷且符合要求的产品。

选出的产品会经过包装，如包装箱、泡沫保护等，以保证其安全和完整性，然后准备入库销售。

这些步骤可以在陶瓷制品生产过程中根据具体要求和工艺流程进行调整和细化。

通过上述方法生产的高硬度日用陶瓷具有以下几个优点：

二次烧成的陶瓷釉料与陶瓷表面结合紧密，形成坚固的涂层。这使得陶瓷更加耐久，能够抵抗刮擦、磨损和化学物质的侵蚀。

二次烧成过程中，釉料熔化并固化，与陶瓷表面形成涂层，这使得陶瓷的表面具有较高的硬度和强度，提高了产品的抗冲击性和抗压性能。

二次烧成过程可以实现陶瓷表面的丰富效果，通过控制温度和时间，可以获得不同的釉料效果，如光滑、亮泽、磨砂、纹理等，这增加了陶瓷产品的美观性和装饰性。

二次烧成过程中，温度和时间可以根据不同的釉料类型和产品设计进行调整。这使得生产过程更加可控，可以确保一致的产品质量和表面效果。

二次烧成工艺适用于各种陶瓷制品，包括陶瓷餐具、花瓶、灯具、装饰品等，这为制造商提供了广泛的设计和创造空间，以满足不同市场需求和消费者偏好。

实施例1：

本发明提供一种高硬度日用陶瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下重量份的原料：高岭土40份、石英20份、镁质矿物10份、氧化铝10份、膨润土10份、长石10份、硅酸钠1份；

釉料包括以下重量份的原料：磁粉10份、滑石粉10份、锂辉石1份、锂瓷石1份、石英5份、方解石1份、钠长石粉1份、铁锂云母粉1份、氧化钛1份、稀土氧化物1份。

实施例2：

本发明提供一种高硬度日用陶瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下重量份的原料：高岭土45份、石英25份、镁质矿物13份、氧化铝12份、膨润土12份、长石13份、硅酸钠3份；

釉料包括以下重量份的原料：磁粉15份、滑石粉13份、锂辉石5份、锂瓷石4份、石英7份、方解石5份、钠长石粉3份、铁锂云母粉3份、氧化钛3份、稀土氧化物3份。

实施例3：

本发明提供一种高硬度日用陶瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下重量份的原料：高岭土50份、石英35份、镁质矿物15份、氧化铝15份、膨润土15份、长石15份、硅酸钠5份；

釉料包括以下重量份的原料：磁粉20份、滑石粉15份、锂辉石8份、锂瓷石6份、石英10份、方解石8份、钠长石粉5份、铁锂云母粉5份、氧化钛5份、稀土氧化物5份。

将实施例1至3制备的高硬度日用陶瓷，进行热稳定性、铅镉溶出量、外观质量、釉面硬度检测，并进行洗碗机测试。测试结果如下表一所示。

表一：

这些测试结果表明，实施例1至3制备的高硬度日用陶瓷在热稳定性、铅镉溶出量、耐冲击力测试、釉面硬度和洗碗机测试方面都表现良好，并符合相应的标准要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。