устройство для формования керамических изделий из водных шликеров

Формула изобретения

Устройство для формования керамических изделий из водных шликеров, содержащее влагопоглощающую матрицу, сердечник, выполненный с центральным вертикальным сквозным каналом, узлы для их взаимной соосной установки и подпитки, трубчатый съемный литник с заглушкой, отличающееся тем, что в носовой части сердечника в сквозном канале установлена втулка, в которую вставлена заглушка, с надетым на нее трубчатым съемным литником, при этом соединение заглушки с втулкой и литником осуществляется по переходной посадке, а заглушка выполнена со сквозным проходным отверстием, образованным двумя обратными усеченными конусами, при этом высота конуса выходящего на поверхность сердечника составляет 1-3 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии формования керамических изделий из водных шликеров.

Известно устройство для формования сложнопрофильных керамических изделий из водных шликеров (патент РФ № 2248271, В28В 1/26, 20.03.05 г., бюл. № 8), включающее влагопоглощающую матрицу, сердечник, выполненный с центральным, вертикальным сквозным отверстием, запертым штоком, узлы для их взаимной соосной установки и подпитки.

Недостатком данного устройства является то, что оно обеспечивает получение только керамических изделий, имеющих коническую форму с малым радиусом закругления при вершине. В случаях же формования изделий с большой сферической поверхностью при вершине, в момент заливки шликера через узлы подпитки, на поверхности сердечника возникает скопление воздушных пузырей, которые способствуют образованию на внутренней поверхности отформованного изделия раковин, открытых и закрытых пор, что в большинстве случаях приводит к выходу изделий в брак.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является устройство для формования керамических изделий из водных шликеров (патент РФ № 2257293, В28В 1/26, 27.07.05 г., бюл. № 21), включающее влагопоглощающую матрицу, пассивный составной сердечник, состоящий из фланца с центровочным штоком, который выполнен со сквозным каналом, и формующего пуансона, систему заполнения и подпитки шликером, привод управления, трубчатый съемный литник, расположенный в сквозном канале центровочного штока сердечника, с подпиточной емкостью на одном конце и заглушкой на другом, при этом в заглушке предусмотрены литниковые отверстия 1-5 мм, а ее внешний контур выполнен по профилю внутреннего контура отливаемого изделия. Герметизация трубчатого литника осуществляется посредством прокладок.

К недостаткам известного устройства, следует отнести невозможность контроля точной установки съемного трубчатого литника с заглушкой в сквозном канале сердечника. Неплотная установка трубчатого литника с заглушкой в носке формующего пуансона приводит к проникновению шликера в сквозной канал сердечника (при этом значительно увеличивается расход шликера), в результате чего при его затвердевании в процессе набора керамической заготовки происходит заклинивание трубчатого литника в сердечнике, что существенно затрудняет разборку формового комплекта. Увеличение длительности разборки формового комплекта в свою очередь увеличивает длительность нахождения набранного изделия в форме, что в свою очередь может быть причиной его разрушения в результате усадки на жесткий сердечник.

Также к недостаткам известного устройства следует отнести то, что в результате осаждения твердой фазы на плоскую заглушку происходит зарастание отверстий, что не обеспечивает подпитки заготовок в носовой части, результатом чего является возникновение таких дефектов, как недоливы, раковины и т.п. Особенно этот эффект проявляется при формовании заготовок с утолщенной носовой частью. Кроме того, выполнение в заглушке перфорации отверстиями диаметром 1-5 мм приводит к существенному уменьшению площади поперечного сечения трубчатого литника, через который осуществляется заливка шликера в форму, а следовательно, и к значительному увеличению длительности процесса заливки шликера (в 2-3 раза).

Задачей изобретения является упрощение устройства для формования керамических изделий из водных шликеров и повышение качества формуемых изделий.

Поставленная задача достигается тем, что предложено устройство для формования керамических изделий из водных шликеров, содержащее влагопоглощающую матрицу, сердечник, выполненный с центральным вертикальным сквозным каналом, узлы для их взаимной соосной установки и подпитки, трубчатый съемный литник с заглушкой, отличающееся тем, что в носовой части сердечника в сквозном канале установлена втулка, в которую вставлена заглушка с надетым на нее трубчатым съемным литником, при этом соединение заглушки с втулкой и литником осуществляется по переходной посадке, а заглушка выполнена со сквозным проходным отверстием, образованным двумя обратными усеченными конусами, при этом высота конуса выходящего на поверхность сердечника составляет 1-3 мм.

Авторы экспериментально установили, что установка в носовой части сердечника в сквозном канале втулки, в которую вставлена заглушка с надетым на нее трубчатым съемным литником, соединенными по переходной посадке, обеспечивает гарантированную точную установку съемного трубчатого литника в сквозном канале сердечника, что полностью исключает вероятность проникновения шликера в сквозной канал сердечника. Кроме того, выполнение соединения втулки с заглушкой и заглушки с трубчатым литником по переходной посадке в 2-3 раза сокращает трудозатраты на сборку-разборку формового комплекта.

Экспериментально установлено, что наличие в заглушке сквозного проходного отверстия обеспечивает беспрепятственное прохождение шликера при заполнении формы и непрерывную подпитку носовой части формуемого изделия в течение всего процесса формования. При этом установлено, что образование проходного отверстия заглушки двумя обратными усеченными конусами с высотой конуса, выходящего на поверхность сердечника, 1-3 мм обеспечивает беспрепятственный отрыв сердечника от тела отформованного изделия. Превышение высоты конуса, выходящего на поверхность сердечника более 3 мм, вызывает вырыв материала из тела набранного изделия, что приводит к выходу его в брак.

Общий вид заявленного устройства представлен на фиг.1. На фиг.2 представлен фрагмент носовой части сердечника.

Устройство для формования керамических изделий из водных шликеров включает влагопоглощающую матрицу 1, сердечник 2, выполненный с центральным вертикальным сквозным каналом 3, втулкой 4, трубчатый съемный литник 5, заглушку 6, фиксатор 7, узлы подпитки 8 и узлы взаимной соосной установки сердечника и влагопоглощающей матрицы 9.

Устройство работает следующим образом.

Перед установкой в влагопоглощающую матрицу 1 сердечника 2 производится его сборка, для чего в носовую часть сердечника 2, в центральный вертикальный канал 3, устанавливается втулка 4. В сквозной канал с установленной втулкой вводится трубчатый съемный литник 5, на который плотно устанавливается заглушка 6, после чего заглушка 6 с литником 5 плотно устанавливается во втулку 4, обеспечивая при этом гарантированную точную установку съемного трубчатого литника в сквозном канале сердечника. Фиксирование литника 5 на фланце сердечника 2 производится фиксатором 7. Затем на фланец сердечника и в литниковую трубку устанавливаются узлы подпитки 8.

Собранный таким образом сердечник 2 устанавливается во влагопоглощающую матрицу 1, центрируется и фиксируется узлами для их взаимной соосной установки 9.

Заливка устройства для формования керамических изделий шликером осуществляется через трубчатый съемный литник 5 до полного заполнения формы и узлов подпитки. После завершения набора керамического изделия осуществляется разборка устройства в следующем порядке. Из узлов подпитки 9 сливаются остатки шликера и снимаются узлы подпитки. Извлекается трубчатый съемный литник 5, вынимается сердечник 2, из которого извлекается заглушка 6.

Реализация предложенного технического решения представлена на следующем примере.

Из шликера кварцевого стекла было отформовано две партии керамических изделий, представляющих собой полусферу с диаметром основания 500 мм. При этом первая партия отформована в устройстве для формования керамических изделий, изготовленном по прототипу, а вторая - по предложенному техническому решению.

В таблице представлены данные по браку отформованных заготовок для каждого из устройств.

Из приведенного примера следует, что использование предложенного технического решения позволяет снизить уровень брака с 60% до 20%, при этом существенно сокращаются трудозатраты на сборку, разборку и заливку формового комплекта.

Устройство просто в изготовлении и эксплуатации, особенно успешно применяется при формовании керамических изделий с большой сферической поверхностью при вершине.

Источники информации

1. Патент на изобретение РФ № 2248271, В28В 1/26, 20.03.05 г., бюл. № 8.

2. Патент на изобретение РФ № 2257293, В28В 1/26, 27.07.05 г., бюл. № 21.

Тип устройства	Среднее время на сборку, разборку формового комплекта и заливу шликера, час	Брак, %
По прототипу	1,5-2,5	60
По предложенному техническому решению	1,0	20