SHPORA.net :: PDA | |
Main FAQ гуманитарные науки естественные науки математические науки технические науки Основы технологии производства керамических изделий. Технологическая схема изготовления керамических изделии (включает следующие операции): * подготовка - очистка и измельчение - исходных компонентов; (сортировка, дробление, размол, сепарация); * приготовление керамической массы (в виде порошка или шликера) смешиванием исходных компонентов с пластификатором - водой, водоэмульсионным или органическим связующим (шихтовка); * формирование из керамической массы заготовок объемных изделий (экструзией, прессованием, шликерным литьем) или покрытий (термическим напылением, электрофоретическим осаждением, химическим осаждением на нагретую поверхность); * сушка и спекание (высокотемпературный обжиг, как правило, свыше 1000'С) заготовок; * механическая обработка, декорирование, глазурирование, металлизация (и др. виды обработки) поверхностей готового изделия. Исходное сырье: ♦ каолин - Al2O3 – 2*SiO2 – 2*H2O ♦ песок- SiO2 ♦ попев ой шпат - K2O*Al2O3 – 6*SiO2 • глинозем — Al2O3 * двуокись титана (рутил) — TiO2 ♦ тальк – 3*MgO – 4*SiO2 - H2O ♦ углекислый барий — BaCO3 • доломит - CaCO3*MgCO3 и д.р. В составе керамической массы: • плавни (минерализаторы): попев ой шпат, мел, доломит; (понижают температуру обжига); • пластичные материалы: различные глины; • отощающие материалы (устраняют трещины при высыхании). Приготовление керамических масс (шликера) * тщательная очистка от примесей: вручную, просеиванием, промывкой; * измельчение: сначала на дробилках, затем - в бегунах, далее - в шаровых мельницах; * шаровая мельница: стальной сварной барабан, выложен изнутри гранитными кирпичами; шарики — фарфоровые диаметром 10.. .30 мм (или стальные закаленные, или твердосплавные); барабан вращается — происходит измельчение и смешивание; затем загружают плавни, далее — отощающий материал; • должны быть выдержаны объемные соотношения компонентов: - шаров =1,3; воды =1,5; материалов = 1; • измельчение считают законченным, когда масса, процеживаемая через сито №100, дает остаток не более 2%; * далее — в шаровую мельницу загружают пластичные (пластические) материалы (материал / вода = 3 / 2) и вновь измельчают, перемешивают и поцеживают через сито; * получаемая в результате этого масса называется шликером; * время помола в шаровой мельнице — около 7... 10 час ОБ ; * полученный шликер пропускают через магнитный сепаратор для удаления примесей, содержащих железо; * более тщательно готовится керамичеекая масса для мундштучной протяжки: для достижения однородности и удаления воздушных включений масса тщательно проминается и пропускается через вакуум-мялку; на выходе из вакуум-мялки масса режется проволокой и далее — подается в формовочный цех. Формование изделий * протягивание через мундштук (чаще вертикапьно): * получают болванки, трубы, стержни фасонного сечения; * влажность массы 20... 25%; * для крупных изделий используют вакуум-прессы; на выходе вакуум-пресса устанавливают мундштук с сечением требуемого профиля; * на выходе - изделия подхватывается специальными подставками, режутся проволокой и подсушиваются при комнатной температуре (20... 25 °С); ♦ прессование (сухое): * применяется для изготовления плоских изделий с небольшими выступами и/или углублениями; * масса, получаемая в вакуум-мялке высушивается, размалывается и формуется в металлических пресс-формах на гидравлических или пневматических пресса (давление - 30... 150 МПа); * масса дозируется; * усилие прессования стараются создать всестороннее —только тогда достигается хорошая требуемая плотность изделия и точность размеров; * процесс очень дорогой; • штамповка (пластичное пресование): * применяется для изготовления мелких изделий сложной конфигурации (формы) в массовом производстве; * массу готовят аналогично сухому прессованию, с увлажнением — 20... 25%; т.е. масса должна быть полупластичная, рассыпчатая, должна обладать хорошей податливостью (среднее удельное давление = 8 МПа); * загрузку массы осуществляют с некоторым избытком, а не дозировано (излишек выдавливается опускающимся пуансоном —конструктивно); * недостатками изделий штамповки являются: - недостаточно плотная структура (следовательно, невелики механические и электрические свойства); имеет место большая усадка вследствие неравномерной плотности; затруднено выполнение острых кромок (конструкции изделий); * горячее литье (под давлением): * применяется в массовом и крупно серийном производстве изделий из непластичных керамических масс; * используют специально приготовленный литейный шликер; * получение литейного шликера: * высушенный шликер после шаровой мельницы обжигают до полного спекания, дробят на бегунах, размалывают в шаровых мельницах до дисперсности, определяемой заданным составом на контрольных ситах с числом отверстий 10000... 14000 [ отв/см-2 ]— получают размолотый пек; * в размолотый пек добавляют связку: парафин (12... 13%), олеиновая кислота (0,5%), воск (0,2%); все это перемешивают в шаровых мельницах при Т = 80.. .90° С; * полученную жидкую массу вакуумируют и разливают в формы для получения плит толщиной 40.. .50 мм; * эти плит перед дальнейшим использованием разбивают на куски (дробят); * техпроцесс горячего литья под давлением (включает): * запопнение формы под давление при определенной температуре; * охлаждение; * обжиг и удаление связки. Сушка 1)Естественная сушка на воздухе 8-12 дней Ткомнатная 2) В сушильных шкафах: температуру медленно повышают до 80..110С, время 2суток. 3)ТВЧ: наиболее эффективный способ Обжиг В печах периодического действия: электрических или пламенных. Условно можно выделить: 1)удаление влаги: продолжительность — 5... 12 час ОБ, темпер атуру медленно повь плают до 300... 400 °С; 2)удаление хим связанной воды + др. химические процессы: Т повышают до 1000 °С, скорость натрева — 45... 90 °С/час; 3)восстановительный период: 4... 5 часов, 20... 30 °С/час; 4)выдержка в течение 12... 14 часов при Т = 1350... 1400°С; конкретная температура обжига и выдержка зависят от физико-химических свойств массы, конфигурации и назначения изделий); 5)медленное охлаждение (вместе с печью, после выдержки). Полное время обжига — 30... 70 часов. Усадка во время обжига— около 15%. Механическая обработка * чаще всего производится шлифование (плоское, бесцентровое) с обильным охлаждением; полирование; * сверление — на обычных станках режущим инструментом (чаще абразивным) и на ультразвуковых установках. Глазурирование керамических изделий Глазурирование производят для повышения газонепроницаемости и водонепроницаемости, а также для придания товарного вида изделиям. |