Способ формования керамических изделий Советский патент 1984 года по МПК C04B35/00 B28B1/28 

Изобретение относится к керамическому производству и может исполь зоваться при формовании.высокоплотных отливок из различных порошковых материалов центробежным способом. Известен способ центробежного формования плотных изделий из керамических порошков, согласно которому формование и уплотнение изделий производят в центрифуге. Дополнительное уплотнение формуемого издёлия до заданной плотности производят пуансоном, на который воздействует усилие, создаваемое массой толкателя при их совместном вращении с формуемым изделием fl . Недостатком данного способа является небольшая плотность отформованных изделий. ,. , Наиболее близким к предлагаемому является способ центробежного формования керамических изделий, согласно которому литьевой шликер пода ют во вращающуюся кольцевуюформу, обеспечивающую при вращении степень перегрузки до 2QOg С23. ; Этому способу присуща недостаточ но высокая гшотность керамических изделий, полученных спеканием таких отливок, так как при указанных степенях перегрузки из отливки выдавли вается лишь незначительная часть связки и не происходит плотной упаковки частиц порошка. Кроме того . в керамических изделиях, полученных этим способом, возможно образование трещин при степени перегрузок близ ких к.-предельным (2QQg), что объясняется прочным схватыванием поверхности отливки со стенкой формы. Цель изобретения.- устранение трещин и уменьшение микропористости на одном конце керамического издер1ия за счет полного вытеснения из него связующего. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу формования керамических изделий из шликеро на термопластичном связующем путем заполнения гнезд формы с последующим уплотнением центрифугированием, внутренние стенки гнезд форки перед заполнением их шликером обкладывают гибкой пленкой, а центрифугирование проводят при степенях перегрузки 4500 - 9300. .Обкладывание .стенок гнезд- формы гибкой пленкой приводит к устранению схватыв.ания поверхности уплотненной массы отливки .со стенками гнезд формы. В результате этого при усадке астываюЪщк отливок возни кает зазор между стенками гнезд формы и гибкой пленкой. При этом не смотря на прочное схватывание массы отливки с Гибкой пленкой, при усадке отливки пленка изгибается, и поэтому не возникает;нарушения спло ности в теле отливки, т.е. керамические полуфабрикаты формуются без трещин. Степени перегрузки,. используемые при центрифугировании согласно предлагаемому способу, рассчитываютт ся по формуле т где К - степень перегрузки; Я - радиус вращения материальной частицы., м ; ci} - угловая скорость вращения, рад/с; § - ускорение силы тяжести( 9,8 . Степень перегрузки К менее 4500 не обеспечивает необходимого качест- ва спеченного изделия. Велйчина К . более 9300 Нецелесообразна, поскольку при этой величине перегрузки обеспечивается полное вытеснение связующего из сырой заготовки и получение высокоплотного спеченного изделия. Осуществление центробежного формования керамических отливрк. по предлагаемому способу изображено на чертеже. Применяют многоместную разъемную матрицу 1, состоящую из последовательно расположенных в один ряд гнезд 2. Линия разъема проходит через центры отверстий гнезд. Между половинками матриц вставляют сложенную пополам полиэтиленовую пленку 3, оставляя свободные концы сверху, матрицу закрепляют двумя гайками 4. Разворачивают выступакяцие . из матрицы концы пленки в .разные стороны и прижимают их загрузочной камерой 5. Совмещение полости загрузо 1ной камеры с гнездами матрицы по осевой линии, гнезд достигается колонками б, расположенными на корпусе загрузочной камеры. , . I Форму, в сборе помещают в вжаф, термостатируемый при 6С-80 С, и после прогрева формл в ее загрузочную камеру заливают расплавленный шликер. Загрузочную камеру закрывают крьаикой 7 и форгцу устанавливают в ротор центрифуги, располагая загрузочной камерой в сторону оси вращения. В рабочей камере центрифуги поддерживается температура 60-80 С. При вращении ротора центрифуги расплавленный шликер из загрузочной камеры перетекает в гнезда матрицы и полиэтиленовая пленка под воздействием кшикера плотно прижимается к стенкам гнезд матрицы, образуя объем отливки, В дальнейшем происходит выдавливание пузырьков присутст:вующего в шЛикере воздуха, а потом выдавливание связки к оси

вращения, при этом иастицы порсзшка укладываются плотно друг к другу, форму с Уплотненными отливками извлекают из рабочей камеры центрифуги;, охлаждают до комнатной температуры и разбирают. Готовые отливки извлекают совместно с пленкой,- которая при изгибе легко отделяется от отливок без нарушения конфигурации керамических полуфабрикатов.

П р и м е Pi Между половинками матрицы, вставляется сложенная пополам полиэтиленовая пленка толщиной 0,07 мм. Форма собирается. В сувшльном шкафу форма прогревается до и в ее загрузочную камеру заливается шликер марки ВК-100 (AfgOs 99,7%, 0,3%) на 10% органической сйязке /парафин 90%, SOCK пчелиный 5%, олеиновая кисло-, та 5%).

Формование и уплотнение отливок проводятся в экспериментальной центрифуге , позволяющей плавно менять число оборотов ротора и, соответственно, создавать разные степени перегрузки. Формы устанавливаются в посадочные места, расположённые симметрично на диаметрально противоположных сторонах ротора с радиусом R 6,33 м от оси вращения. В рабочей камере центрифуги поддерживается температура .

Получают спеченные керамические изделия длиной 12 мм и диаметром 3 мм.

Результаты экспериментальной работы, доказывающие достижение цели, поставленной в формуле изобретения, 5 представлены в таблице.

Определение микропористости ке; рамических изделий проводили по ГОСТ 9391-67, согласно которому йоры брлее 0,05 мм определяют по 0 суммарной протяженности, а поры менее 0,050 мм - ло степени пористости в объемных процентах.

Из приведенных данньж видно, что повышение степени перегрузки при с центробежном формовании керамических

отливок ведет к уменьшению микропористости. Однако уменьшение микропористости идет лишь до определенного йредела и дальнейшее увеличение сте пени перегрузки не приводит к умень0шению микропористости керамических изделий. Исходя изг этого, за оптимальную величину степени нагрузки принимается диапазон 4500-9300, по-скольку в этих пределах перегрузки

5 формуются отливки с допустимой ,1ликропористостью.

Предложенный способ по сравнению с известным позволяет получать высококачественные керамические полуфаб01Жкаты без трещин. После спекания керамические изделия обладают низкой микропористостью структуры на одном конце изделия.

СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ из шликеров на термопластичном связующем путем заполнения гнезд формы с последующим уплотнением центрифугированием, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью устранения трещин и уменьшения микропори-стости на одном конце керамического изделия за счет полного вытеснения из него связующего, внутренние стенки гнезд формы.перед заполнением их шликером обкладывают гибкой пленкой, а центрифугирование проводят . при степенях перегрузки 4500-9ЗООо, (Л ji-J а а :О О со

800

25 2300

41,4 3300 50 4500

58,3 7500 75

83,3 9300

200 рототип

Свыше О,8

0,752 11 0,283

0,8 0,056

о, 6

0,4 0,4

(изделие без трещин получить не удалось)