3.4Формование горшков методом гидростатического прессования

Особенностью данного метода является приложение усилий прессования через резиновые формы соответствующей конфигурации в радиальном направлении. При этом возникает трехосное напряженное состояние сжатия при отсутствии сил трения на поверхности контакта формуемого материала и инструмента.

Основной рабочей частью установки для изготовления горшков является пресс-камера. На рис. 9 дан схематический разрез камеры в момент засыпки шихты (справа) и в момент прессования (слева). Прессформа 1 представляет собою толстостенный металлический сосуд; металлическая массивная крышка 2 обеспечивает герметизацию рабочей камеры. Через штуцер 3 в крышке производится вакуумирование шихты, находящейся в прессформе. В корпусе прессформы имеется два отверстия: нижнее для подвода и выпуска воды, верхнее — для выхода воздуха, вытесняемого гидростатическим давлением. К верхней части прессформы крепится эластичная резиновая камера 4 из специальной вакуумной резины, соответствующая по размерам и конфигурации наружной поверхности прессуемого горшка. Формование внутренней поверхности горшка осуществляется с помощью металлического сердечника 5, помещенного внутрь преесформы и представляющего собой пустотелый усеченный конус с ребрами жесткости внутри.

Рис. 9. Схема камеры в установке для гидропрессования горшков.

Особо следует отметить перспективность метода гидропрессования, который делает возможным изготовление так называемых бикерамических двухслойных горшков, позволяющих сочетать в одном теле горшка два свойства — термическую стойкость и стеклоустойчивость. Внутренний слой такого горшка изготавливают из чистых стеклоустойчивых синтетических материалов без применения глинистой связки.

Прессование горшка осуществляется следующим образом. На дно резиновой камеры, плотно прилегающей к внутренней поверхности прессформы, производят засыпку шихты (для 700 литрового – 850±50 кг, для 500 литрового – 550±50 кг) в два слоя: засыпают термостойкий слой, разравнивают деревянной лопаткой, затем засыпают шихту стеклоустойчивого слоя и снова разравнивают. С помощью шаблона проверяют высоту засыпки массы. Лишнюю массу снимают деревянной лопаткой.

На засыпанный донный слой устанавливают предварительно смазанный машинным маслом сердечник, и его положение в прессформе центрируют с помощью специального приспособления — крестовины. Далее по кругу между сердечником и резиновой камерой устанавливают 6 металлических секторов, образующих замкнутый круг. Сектора имеют специальные ручки, упирающиеся в верхнюю часть пресс-формы. Сектора разделяют пространство между резиновым мешком и сердечником на 2 объема. Пространство между секторами и сердечником фиксируют деревянными распорными клиньями. Дальнейшую засыпку шихты производят по кругу. Сначала засыпают стеклоустойчивый слой между щитами и сердечником, затем внешний термостойкий слой. После окончания засыпки последовательно друг за другом убирают клинья и вынимают сектора. Массу выравнивают от сердечника к резиновой камере. На всю поверхность кромки засыпают слой массы толщиной 20 мм, предназначенной для внутреннего слоя.

По окончании засыпки на сердечник устанавливают отражательное кольцо, формующее в процессе прессования кромку горшка и отсекающее избыток шихты. Перед закрытием формы крышкой отражательное кольцо очищают от остатков засыпанной массы, которая затрудняет разворот крышки для создания механического затвора. С целью герметизации пресскамеры к прессформе подводят крышку и с помощью сжатого воздуха опускают в кольцевые пазы прессформы. Затем осуществляют механический и пневматический затвор прессующего узла. В подготовленной для прессования камере с помощью вакуум-насоса через штуцер 3 производят вакуумирование, заполняют прессформу водою и с помощью гидронасоса создают гидростатическое давление. Вода равномерно давит на резиновую оболочку и прижимает шихту к сердечнику

При условии равномерного заполнения резиновой камеры шихтою, ее уплотнение в процессе гидростатического прессования идет одинаково во всех направлениях, шихта не перемещается вдоль оболочки и отпрессованный горшок обладает одинаковой плотностью во всем своем объеме.

Вакуумирование шихты улучшает ее формовочные свойства и повышает качество горшка.

При достижении заданного давления отключают гидро- и вакуум-насосы, заканчивая на этом процесс прессования. Подачей сжатого воздуха давлением 1—3·10⁵ Па через штуцер в крышке раздувают резиновую камеру изнутри, обеспечивая ее плотное прилегание к стенкам прессформы и вытеснение воды. После снятия пневматического и механического затворов поднимают крышку и отводят в первоначальное положение; затем снимают ограничительное кольцо и вынимают сердечник из отпрессованного горшка.

Для извлечения отпрессованного горшка из прессформы на его кромку устанавливают вакуум-присос, представляющий собою металлический диск, обтянутый резиной. Включением вакуум-насоса создают вакуум, и резина плотно присасывается к кромке. Горшок вместе с вакуум-присосом вынимают из пресс-камеры и осторожно устанавливают на специальную тележку или на заранее подготовленные подставки. После установки горшка снимают вакуум и отводят вакуум-присос. Через сутки отпрессованный горшок отвозится на тележке в камеру для сушки.

Основные технологические параметры гидропрессования горшков из многошамотных шихт представлены в табл. 8.

Таблица 8 – Основные технологические параметры гидропрессования горшков из многошамотных шихт.

Прессующое давление	15 - 25 МПа
Давление в процессе прессования	65 - 100 кПа
Давление при подъеме горшка из прессформы	53 - 65 кПа
Коэффициент уплотнения многошамотной шихты	1,7
Длительность цикла прессования горшка
емкостью 0,5 м3	1 ч 40 мин
емкостью 0,7 м3	1 ч 30 мин