趙明彪 肖麗 肖波 賴波 胡厚金 甘勇 文蓉華

摘要采用可塑法成型的盤形懸式瓷絕緣子會產(chǎn)生大量余泥，余泥的使用分為化漿并榨泥后使用、粗練后使用、直接使用等方式，不同的使用方式使泥料的硬度（水分）、硬泥含量、粗雜質(zhì)含量、機械鐵含量也不同，進而對產(chǎn)品的機電性能產(chǎn)生影響。余泥未經(jīng)化漿處理就使用的產(chǎn)品，其電檢擊穿率升高、機電破壞強度分散。

關(guān)鍵詞 ?懸式電瓷；余泥；使用方式；影響

0前言

眾所周知，目前盤形懸式瓷絕緣子的成型方式幾乎全部是可塑法成型，即球磨好了的泥漿經(jīng)過過篩除鐵、泥漿榨泥、泥餅粗練、泥段陳腐、真空練泥后再成型、修坯。在成型、修理過程中會產(chǎn)生大量被切削掉的余泥，對余泥的處理有的是化漿以后再次過篩、除鐵、榨泥后循環(huán)使用（化漿法），有的是經(jīng)過粗練然后再進入真空練泥機練泥（粗練法），或者直接進入真空練泥機練泥（直接法）。

通過長期生產(chǎn)實踐，發(fā)現(xiàn)粗練法、直接法使用余泥，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品存在電檢擊穿率偏高、機電破壞強度分散性大的顯著缺點；而化漿法使用余泥生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，具有電檢擊穿率低、機電破壞強度分散性小的顯著特點。本文從泥料的硬度（水份）、硬泥、粗雜質(zhì)、機械鐵等方面分析盤形懸式瓷絕緣子生產(chǎn)過程中余泥使用方式對產(chǎn)品機電性能的影響。

1余泥的產(chǎn)生

泥料經(jīng)過真空練泥、壓窩后，首先是內(nèi)成型，然后是外成型（修理），內(nèi)成型和外成型的過程都有一定比例的余泥被擠壓并切削掉，這些余泥呈條狀、片狀等不規(guī)則形狀。不同的成型方式、不同傘形、不同型號的坯件產(chǎn)生余泥的比例不同，高的有75%左右，低的有30%左右，表1是本公司切削法成型的不同坯件的泥料利用率—余泥發(fā)生率。

從表1統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，整個成型過程普通型坯件的泥料利用率在30.04%～34.96%之間，防污型坯件的泥料利用率在26.78%～31.82%之間，防污型坯件泥料利用率低于普通型坯件。產(chǎn)生如此高比例的余泥，涉及了一系列后續(xù)問題：余泥泥料性能如何？是否和純凈生泥性能一致？余泥如何使用？對制造的坯件、瓷件、產(chǎn)品過程質(zhì)量影響有多大？對產(chǎn)品的機電破壞性能、工頻電壓性能、冷熱性能等影響有多大？2泥料性能比較

2.1硬度

電瓷制造采用的切削或旋壓塑性成型工藝，對泥料的塑性要求十分嚴苛，優(yōu)良的泥料塑性是實現(xiàn)成型、修理工藝的重要前提。陶瓷泥料可塑性是指粘土或坯料用適量水調(diào)和后，在外力作用下能獲得任意形狀而不發(fā)生裂紋或破裂，當外力作用停止后仍能保持該形狀的能力。泥料的可塑性是塑性法成形的基礎，泥料塑性又和泥料本身的硬度緊密相關(guān)：同一種泥料，在其可塑含水率范圍內(nèi)，含水率越低，硬度越大；反之，含水率越高，硬度越小。而泥料塑性和泥料硬度遵守如圖1曲線的關(guān)系。

盡管在可塑含水率范圍內(nèi)泥料都是具有一定塑性的，但考慮到坯件加工性能的難度以及收縮比等其他工藝參數(shù)，通常工廠希望控制泥料含水率的波動在一定范圍之內(nèi)，而產(chǎn)生的余泥多呈較薄的條片狀，從工位到運輸皮帶再到粗練機或者真空練泥機，泥料運輸過程中暴露在空氣中，表面迅速失水，泥料硬度增加。真空練泥過程中又抽走了一部分表面水，進一步降低了泥料的水份，泥料的硬度進一步增加。這時候的泥料硬度往往不是工廠希望的軟硬適中，而是偏硬、塑性不在理想范圍內(nèi)。泥料塑性不足，進一步地在坯件成型、修理過程之中會對泥料造成一定的損傷，宏觀上表現(xiàn)為泥料表面和邊緣顯著開裂，微觀上表現(xiàn)為泥料內(nèi)部和中心的隱形受損。不同泥料的硬度比較如表2所示。

2.2硬泥

硬泥的產(chǎn)生是余泥不能夠直接使用或者粗練后再使用的最重要原因。首先，在成型、修理臺面或者刀具、皮帶等工裝上面，余泥的存放時間是不固定的、隨機的；其次，不固定的、隨機存放的余泥會變硬、變干，余泥回到粗練機或者真空練泥機的時間也是不固定的、隨機的，這就向粗練機或者真空練泥機里面帶入了大量的硬泥和干泥。對于大量的、水份相差較大的硬泥和干泥，粗練機和真空練泥機都無法使之逆轉(zhuǎn)為正常的、符合軟硬要求的泥料，結(jié)果就是這些硬泥、干泥統(tǒng)統(tǒng)混入了正常生產(chǎn)的泥料里面，卻沒有與之結(jié)合為一體，一連串的有害影響也就如影隨形了：干燥開裂、燒成開裂、瓷檢廢品、水壓廢品、溫度循環(huán)開裂、電檢擊穿、機電破壞強度分散等等。

2.3粗雜質(zhì)

電瓷原料的顆粒尺寸及分布特別是粗顆粒的粒徑和數(shù)量直接影響電瓷坯料的質(zhì)量以及后續(xù)的工藝過程，進而影響電瓷產(chǎn)品的瓷質(zhì)性能及可靠性。實際電瓷制造過程中，泥漿需要經(jīng)過多次過篩，先進的電瓷制造工廠甚至把泥漿經(jīng)過多達近10次的過篩，且最細的篩網(wǎng)高達320目（0.044 mm孔徑），其目的就是為了除去較大的顆粒和雜質(zhì)。

電瓷成型和修理的過程中，難免會產(chǎn)生一定數(shù)量的鐵屑、木屑、石膏屑、布套絨毛、皮帶皮等宏觀可見的較大雜質(zhì)，不論是經(jīng)過粗練然后再進入真空練泥機練泥，或者直接進入真空練泥機練泥，均存在粗雜質(zhì)混入的問題。這些粗雜質(zhì)在坯件燒成過程中，有的灼燒掉而留下一個孔洞，有的熔融在坯件內(nèi)部而形成一個明顯凸起或凹陷，上述現(xiàn)象造成的危害均會在瓷檢、電檢、溫度循環(huán)以及機電破壞上面體現(xiàn)出來。具體為：瓷檢外觀不合格、電檢擊穿率增高、溫度循環(huán)開裂、機電破壞強度分散。表3是不同泥料的粗雜質(zhì)含量情況（200目篩檢測）。

從表3可以看出，不同泥料的粗雜質(zhì)含量情況，粗練法＞直接法＞化漿法=生料泥。

2.4機械鐵

電瓷成型過程中，刀具的調(diào)整或打磨產(chǎn)生的鐵屑、軸承磨損產(chǎn)生的鐵沫、皮帶和滾軸之間摩擦產(chǎn)生的鐵灰、地面揚塵含有的鐵點等等，無一例外都會混入到余泥之中。表4是不同泥料的機械鐵含量情況（磁力王檢測）。

從表4可以看出，不同泥料的機械鐵含量情況，粗練法＞直接法＞生料泥≈化漿法，經(jīng)過粗練處理的泥料，在粗練過程中還會有粗練機本身磨損帶來的鐵質(zhì)等混入，所以機械鐵含量粗練法＞直接法。

2.5其他

在成型修理的過程中所產(chǎn)生的余泥，除了上述的硬度（水分）不同，硬泥、粗雜質(zhì)、機械鐵含量顯著增多之外，還會混進較多且分布不均的潤滑油，也會造成泥料結(jié)合不佳。

3對關(guān)鍵質(zhì)量的影響

3.1電檢擊穿率

構(gòu)以70 kN雙傘型產(chǎn)品U70BP/146D為例，不同泥料產(chǎn)品的電檢擊穿率如表5所示。

從表5可知，不同泥料的產(chǎn)品電檢擊穿率具有顯著區(qū)別，直接法＞粗練法＞生料泥＞化漿法。對上述電檢擊穿產(chǎn)品進行切割，發(fā)現(xiàn)直接法和粗練法的擊穿部位大概有70%左右存在硬泥雜質(zhì)，10%左右存在較大鐵點；而生料泥和化漿法的擊穿部位基本為內(nèi)孔R弧處，屬于正常擊穿形式，極少見硬泥或者較大鐵點。

3.2機電破壞強度

以70 kN雙傘型產(chǎn)品U70BP/146D為例，樣品數(shù)量各10只，不同泥料產(chǎn)品的機電破壞強度如表6所示。

從表6可知，不同泥料的產(chǎn)品機電破壞強度具有顯著差別，生料泥和化漿法泥料產(chǎn)品機電破壞強度平均值高、偏差小、Q值大，破壞形式全部為鋼腳延伸；而粗練法泥料和直接法泥料，產(chǎn)品機電破壞強度平均值低、偏差大、Q值小，破壞形式除了鋼腳延伸，還有大量瓷件損壞；直接法泥料產(chǎn)品甚至有1只65 kN損壞，低于70 kN的額定值，切割后發(fā)現(xiàn)破壞處為一小塊硬泥。

4結(jié)論

通過對比分析粗練法、直接法、化漿法泥料在各個工序的性能指標及在產(chǎn)品電檢擊穿率、機電破壞強度穩(wěn)定性等方面的不同，得出如下結(jié)論：

（1）泥料硬度，直接法≈粗練法＞生料泥＞化漿法。

（2）硬泥出現(xiàn)概率，直接法＞粗練法＞生料泥=化漿法。

（3）雜質(zhì)比例，粗練法＞直接法＞生料泥=化漿法。

（4）機械鐵含量，粗練法＞直接法＞生料泥=化漿法。

（5）泥料中含有的硬泥、軟硬泥混練不均、粗雜質(zhì)以及機械鐵是造成粗練法、直接法電檢擊穿率偏高、機電破壞強度分散性大的主要原因。

（6）對盤形懸式瓷絕緣子等可擊穿型產(chǎn)品，為了降低電檢擊穿率、提高機電破壞強度穩(wěn)定性，有必要對成型、修理過程中產(chǎn)生的余泥進行化漿處理后再循環(huán)使用，為了降低制造成本而采用粗練法、直接法使用余泥是不可取的。

參考文獻

[1]廖智，彭楚武，肖建華，陳多.陶瓷泥料可塑性測試系統(tǒng)[J].佛山陶瓷，2004（1）：25-26.

[2]郭雁.原料顆粒分布對電瓷材料可靠性的影響[D].長沙：湖南大學，2013.

Influence of the usage of the residual mud of the disk suspension porcelain insulator on the mechanical and electrical properties

Zhao Mingbiao ?Xiao Li ?Xiao Bo ?Lai Bo ?Hu Houjin ?Gan Yong ?Wen Ronghua

（Jiangxi Xinghai Electric Porcelain Manufacturing Co.， Ltd.， Pingxiang， Jiangxi337000）

Abstract ?The suspension type electric porcelain products formed by plastic method will produce a large amount of residual mud . The use of residual mud can be divided into use after pulping， use after rough refining， and direct use. The hardness （moisture）， hard mud， coarse impurities， and mechanical iron of the mud are different in different use methods， which will have an impact on the mechanical and electrical properties of the products.

Key words ?suspension type electric porcelain; Residual mud; Mode of use; influence