2.4.3. Технологическая схема производства изделий методом шликерного литья
Хранение шликера (расходный бассейн с пропеллерной мешалкой)
Хранение массы (валюшки,W=23%)
Литье (ручное литье)
Оправка, зачистка полуфабриката
Сушка (конвейерная полочная сушилка W=2-3%,τ= 5-7 ч.)
Подвялка изделий в гипсовых форме на стеллажах, W=14-15%
Извлечение изделий из форм
Утельный обжиг
(щелевая, рольганговая печь, Т=650 0С, t=5-6 ч.)
Глазурование (окунанием)
Зачистка опорных поверхностей от глазури
Гипсовые формы
Глазурная суспензия, W=45%
Накладка приставных частей на изделие с помощью жижели (вручную)
Промин массы вручную
Формование лепестков цветов (вручную)
Брак утельного обжига
Обдувка воздухом
Садка на обжиговые вагонетки
Политой обжиг (туннельная печь, Т=1400 0С, t =24-30ч)
Брак политого обжига
Сортировка, маркировка, комплектация
Декорирование ( ручная роспись, тонирование)
Декорированный обжиг (рольганговая печь, T=800C0,t=2-3часа)
Сортировка, маркировка, комплектация,упаковка
Склад готовой продукциии
Для выполнения коллекции ваз был выбрал способ шликерного литья в гипсовые формы. Преимущество шликерного литья перед другими способами заключается в возможности формования изделий более сложной конфигурации, различных размеров на относительно несложном производительном оборудовании. В настоящее время распространены три способа отливки изделий в гипсовых формах: наливной, сливной и комбинированный. Из них для отливки разрабатываемой коллекции ваз-скульптур был выбран сливной способ.
При заливке шликера в форму необходимо следить за тем, чтобы струя шликера не била в стенку формы, не «захватывала» воздух. Шликер должен равномерно без вспенивания заполнять форму. Чтобы компенсировать сжатие шликера и создать небольшое давление во время его нахождения в форме, уровень шликера должен быть несколько выше, чем высота законченного изделия. Это достигается двумя путями: в заливное отверстие формы вставляется сверху воронка, обрамленная для плотности жгутиком глинистой массы в месте соприкосновения с гипсом, или в самой форме сверху предусматривается некоторый объем для такого резерва - литник. В нашем случае – литник.
Шликерное литье основано на способности компонентов массы давать устойчивые суспензии в водной среде, на реологических свойствах шликера и на поглощении воды из шликера порами гипсовой формы благодаря действию капиллярных сил с образованием на ее поверхности твердого слоя массы. Способность шликера, заполнять гипсовую форму, обусловлена его текучестью, а воспроизводить конфигурацию формы - его литейной способностью.
Механизм набора стенки изделия заключается в осаждении твердой фазы шликера на внутренней поверхности гипсовой формы при одновременном поглощении жидкой фазы порами формы. Скорость набора стенки изделия зависит от скорости поглощения формой жидкой фазы шликера (проницаемость гипсовой формы составляет 2,5 10-9 -6 10-11 л/см2) гранулометрического состава твердой фазы, соотношения твердой и жидкой фаз, а также от скорости диффузии воды из шликера слоем массы, образовавшегося на гипсовой форме (проницаемость сформировавшегося слоя 2,4-3 10-11 л/см2). Этот слой нарастает пропорционально времени набора стенки изделия. Процесс образования слоя массы на гипсовой форме обеспечивает капиллярное давление, создающее мениски воды в порах гипсовой формы.
В процессе фильтрации участвуют поры наименьшего диаметра (0,3-0,45 нм), а также более крупные поры (до 1нм). Скорость набора черепка возрастает (притом же среднем размере пор) с увеличением пористости гипсовой формы (рис.2.1.) и обусловлена главным образом сопротивлением образовавшегося слоя массы, так как сопротивление гипсовой формы капиллярному давлению незначительно. Скорость образования слоя массы при возрастающей пористости формы и зависимость этой скорости от средних размеров пор в форме достигают максимума при таком размере пор, при котором проницаемость слоя становится равной проницаемости формы. Скорость поглощения жидкой фазы шликера пористыми стенками формы должна быть выше или равна скорости подхода ее к поверхности формы. Нарастание прочности образовавшегося слоя массы в гипсовой форме обусловливается тиксотропным образованием структуры под действием флокуляции, вызываемой миграцией ионов Са2+ из гипсовой формы в шликер, а так же вследствие отбора влаги порами формы под действием капиллярных сил.
Рис.2.1. Зависимость скорости набора массы от средней величины пор (1) и пористости (2) гипсовой формы.
Кривая 1.
С увеличением размера пор формы скорость набора черепка возрастает. Такая зависимость наблюдается до 1мк. При дальнейшем увеличении размера пор скорость набора черепка уменьшается.
Кривая 2.
Скорость набора черепка возрастает с увеличение пористости гипсовой формы /4/5/6/.
Когда набор черепка достиг нужной толщины (около 40 минут и толщина изделия 0,5мм) лишний шликер сливают из гипсовой формы.