Устройство для электрофоретического формования керамических изделий

 

Изобретение относится к технологии электрофоретического формования керамических изделий из водных шликеров. Устройство для электрофоретического формования керамических изделий содержит пористую форму, металлический сердечник и электрод. Форма выполнена из гипса, модифицированного графитовым наполнителем, в количестве 10-40%, а в теле формы расположен электрод. Технический результат - получение сложнопрофильных керамических изделий из водных шликеров, повышение качества формуемых изделий.1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к технологии электрофоретического формования керамических изделий из водных шликеров.

Известно устройство для получения керамических образцов методом электрофореза (Статья Н.К.Антоновича, Е.С.Бутылевой. Материалы для анодов (форм) при электрофоретическом способе отливки керамических изделий. //Стекло и керамика, 1959, №1. - с. 20-23), содержащее камеру (в которую происходит заливка шликера), выполненную из органического стекла с двумя электродами-пластинками 50×60 мм, расстояние между которыми составляет 20 мм. Известны следующие типы применяемых в данном устройстве электродов: металлы (медь, латунь, цинк, свинец); электропроводная резина и пластмасса.

Недостатком устройства является трудность изготовления профильных электродов при формовании изделий сложной формы. Еще одним недостатком является невозможность отвода воды, высвободившейся в процессе набора заготовки, что отрицательно влияет на качество формуемого изделия.

Известно также устройство для электрофоретического формования керамических изделий (Авт. св. №439486, Кл. С 04 В 33/00, 1972. Способ формования керамических изделий), содержащее литниковую трубку, анод и перфорированный металлический катод, на наружную поверхность которого наложен гигроскопический материал.

Недостатком предложенного способа является трудность изготовления катода сложного профиля с гладкой внутренней поверхностью, которая бы обеспечивала извлечение отформованных заготовок.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является устройство для электрофоретического формования керамических изделий (Авт. св. №1392056, Кл. С 04 В 33/28, 1986. Способ литья огнеупорных изделий), содержащее гипсовую пористую форму с металлическим электродом, охватывающим внешнюю поверхность формы и металлический сердечник.

Электропроводность гипсовой формы (металлическая обкладка которой служит анодом) достигается путем ее увлажнения до 4-8%.

Недостатком известного устройства является невозможность получения качественной поверхности изделий в связи с тем, что в условиях производства крупногабаритных изделий чрезвычайно трудно обеспечить равномерную влажность формы в указанных пределах, что может приводить к срастанию отформованной заготовки с материалом формы. Кроме того, скапливающаяся у катода вода размывает заготовку, что неудовлетворительно влияет на качество поверхности изделия.

Целью изобретения является получение сложнопрофильных керамических изделий из водных шликеров и повышение качества формуемых изделий.

Цель достигается тем, что предложено устройство для электрофоретического формования керамических изделий, содержащее пористую форму, металлический сердечник и электрод, отличающееся тем, что форма выполнена из гипса, модифицированного графитовым наполнителем, в количестве 10-40%, а электрод расположен в теле формы.

Авторы экспериментально установили, что выполнение формы с содержанием графита более 40%, хотя это и приводит к ускорению процесса набора, нецелесообразно ввиду того, что материал формы имеет низкие прочностные характеристики (см. таблица 1), что ограничивает технологические возможности формовых комплектов.

Применение форм с содержанием графита меньше 10% также нецелесообразно из-за низкой проводимости материала формы, что резко снижает эффективность формования заготовок.

Применение графитового наполнителя, который обладает смазывающим эффектом, приводит к существенному облегчению выемки отформованной заготовки из формы, что существенно влияет на качество поверхности изделия.

В предложенном устройстве электрод не является поверхностно-образующим и не соприкасается с отформованным изделием, он размещен в теле формы и поэтому от него не требуется точность исполнения профиля изделия и размеров, специфического качества металла, что позволяет формовать сложнопрофильные изделия.

На чертеже изображен общий вид устройства для электрофоретического формования керамических изделий.

Устройство для электрофоретического формования керамических изделий содержит литниковую трубку (1), сердечник (2), форму, выполненную из модифицированного графитовым наполнителем гипса (3), электрод (4).

Устройство работает следующим образом. Через литниковую трубку (1) в пространство между сердечником (2) и формой (3) заливается шликер, после чего на сердечник (2) и электрод (4) подается напряжение. Набор заготовки производится на сердечник (анод), а вода движется на форму, модифицированную графитовым наполнителем (катод), которая ее полностью отсасывает, что приводит к получению заготовок с качественной поверхностью.

На предлагаемом устройстве были получены образцы керамики из шликера кварцевого стекла, имеющего следующие параметры: плотность ρ=1,88 г/см³, вязкость η=29 с, содержание частиц 63-500 мкм=7,5%, влажность = 13,5%, рН 5,3. Электрофоретическое формование проводилось в формах, изготовленных из гипса, модифицированного 10, 20, 30, 40, 50% графитового наполнителя (свойства этих форм приведены в таблице 1). Шликер заливался в пространство между анодом (в качестве которого выступала медная пластинка) и катодом (поверхность гипсографитовой формы), после чего подавалось напряжение 10 В/см. После набора заготовка легко извлекалась из формы. Свойства полученных образцов приведены в таблице 2.

Предложенное устройство для электрофоретического формования керамических изделий позволяет получать качественные крупногабаритные изделия сложного профиля (диаметр основания до 400 мм и высота до 1200 мм) за короткие промежутки времени.

Конструкция формы проста, универсальна и может быть использована для получения изделий из водных шликеров различных исходных составов.

Источники информации

1. Н.К.Антонович, Е.С.Бутылева. Материалы для анодов (форм) при электрофоретическом способе отливки керамических изделий. //Стекло и керамика, 1959, №1. - С. 20-23.

2. AC №439486, кл. С 04 В 33/00, 1972. Способ формования керамических изделий.

3. АС №1392056, кл. С 04 В 33/28, 1986. Способ литья огнеупорных изделий.

Формула изобретения

Устройство для электрофоретического формования керамических изделий, содержащее пористую форму, металлический сердечник и электрод, отличающееся тем, что форма выполнена из гипса, модифицированного графитовым наполнителем, в количестве 10-40%, а электрод расположен в теле формы.

РИСУНКИ

Рисунок 1