Материалы для изготовления форм

 Приготовление гипсового раствора

 Твердение гипсового раствора

Изготовление форм

 Требования к гипсовым формам

 Последовательность изготовления форм

 Замена гипса при изготовлении капов

 Замена гипса при изготовлении форм

Формовочный гипс. В себестоимости фарфоровых и фаянсовых изделий бытового назначения расходы на формовое хозяйство из гипса составляют от 1,7 до 3,4%, а трудовые затраты около 10% общей трудоемкости изготовления изделий. Формовочный гипс представляет собой тонкомолотый порошок полуводного гидрата сернокислого кальция CaSO₄·1/2H₂O следующего состава: 38% СаО, 55,2 SO₃, 6,2% H₂O, получаемый путем обработки природного двуводного гипса CaSO₄-2H₂O. Гипсовый камень должен соответствовать требованиям ГОСТ 4013—74. Процесс дегидратации двуводного гипса протекает по реакции 130—170°С CaSO₄-2H₂O ↔ CaSO₄·0,5 H₂O + 1,5 H₂O .

Рис. 33. Кривая дегидратации гипса

Кривая дегидратации гипса приведена на рис. 33. Участок кривой АВ соответствует продолжительности подогрева двуводного гипса до начала дегидратации, участок ВС — периоду дегидратации при температуре 130—170° С, участок CD — окончанию процесса дегидратации с повышением температуры до точки D (180— 190° С), которая превышает температуру дегидратации на 20—25° С, что необходимо для полного завершения процесса дегидратации более крупных зерен двуводного гипса.
К формовочному гипсу предъявляют следующие требования: при затворении с водой давать однородную массу; обеспечивать повышенную пористость и достаточную механическую прочность отливок; иметь небольшое объемное расширение при литье и постоянные сроки схватывания, позволяющие отливать формы для крупных изделий. Физико-технические свойства полуводного гипса характеризуются (по МРТУ 21-31-76) следующими показателями: тонкость помола по остатку на сите № 02 (918 отв/см²) не более 0,5%, начало схватывания не ранее 8 мин, конец — не позже 25 мин, объемное расширение не более 0,15%, предел прочности через 7 сут при растяжении не менее 2,3 МПа, при сжатии не менее 16 МПа.
Формовочный гипс должен храниться в сухих закрытых помещениях, так как жадно поглощая влагу из воздуха, он переходит в двуводный гипс, теряя свои свойства. Транспортировать гипс необходимо в упаковке. Предельный срок хранения гипса на складе до трех месяцев, при этом его активность снижается на 30—50%.

Требования к гипсовым формам

Технология пластического формования и литья изделий требует от форм высокой прочности при достаточной способности их к всасыванию воды. Гипсовые формы должны придавать изделиям в негативном виде особенности рельефа своих рабочих поверхностей, равномерно адсорбировать влагу из изделий, сохранять неизменными собственные размеры и форму в процессе длительной эксплуатации, не загрязняться коллоидными частицами глинистого вещества и хорошо противостоять действиям электролитов, всегда имеющихся в массе. Такие требования к гипсовым формам во многом объясняются условиями их эксплуатации: непосредственный контакт с влажной средой, выщелачивающее воздействие дисперсионной среды шликера и содержащихся в ней электролитов, частая смена температурных условий, особенно при эксплуатации форм на поточных автоматизированных линиях. Требования к качеству гипсовых форм зависят также от способа формования изделий: формы, предназначенные для литья, должны обладать хорошей водопоглощаемостью и иметь удовлетворительную прочность, формы для пластического формования изделий — повышенной прочностью при удовлетворительном водопоглощении. Пористость гипсовых форм для пластического формования составляет 30—40%, для литья изделий — 35— 65%, водопоглощение 30—40%, воздухопроницаемость 0,05 л/с. Средний гидравлический диаметр пор 1,6— 1,8 мкм, максимальный диаметр 4—7 мкм. Средний размер пор в форме из гипса β-модификации с повышением температуры схватывания увеличивается за счет укрупнения кристаллов двугидрата гипса. Встречаются отдельные поры размером до 200 мкм. Средняя плотность гипсовой формы 0,95 г/см³. Размер пор определяет величину капиллярных сил, обеспечивающих всасывающую способность формы. Чем больше пористость при меньшем размере пор, тем больше скорость образования слоя массы на поверхности формы; чем больше размер пор, тем меньше скорость образования черепка изделий.

Рис. 36. Зависимость прочности при сжатии (1) и коэффициента диффузии (2) от водогипсового отношения

На величину поглощения формой воды влияет также толщина слоя массы, отложившейся на поверхности формы, влажность гипсовой формы, свойства шликера и его дисперсность, влажность и температура шликера. При слишком быстром поглощении воды из отливки на поверхности формы образуется твердая корка, вследствие чего на изделии могут возникнуть складки. Кроме того, изделие может преждевременно отставать от формы. При медленном поглощении воды гипсовая форма несколько размягчается и изделие пристает к ней. Нормальная скорость поглощения воды 0,2—0,3 г/см²-мин. Наибольшая поглощающая способность гипсовых форм наблюдается при температуре 15—20° С. Зависимость прочности форм при сжатии и коэффициента диффузии от водогипсового отношения приведена на рис. 36.


Количество свободной воды в гипсовых формах должно быть не более 5—6%. При повышении влажности форм до 17—19% их направляют на сушку. Температура сушки форм не должна превышать 70° С во избежание частичной дегидратации гипса. Предел прочности форм при растяжении в 5—8 раз меньше предела прочности их при сжатии и составляет в среднем при растяжении до 3,5 МПа, а при сжатии 14 МПа. Предел прочности при изгибе 2,5—8 МПа, твердость по Бринеллю 15,3 МПа. Прочность гипсовых форм, высушенных при температуре 60—70° С, в 2—2,5 раза выше прочности влажных после изготовления.
Рабочую поверхность новых форм протирают губкой, смоченной в 2— 5%-ном растворе соды, так как выделяющаяся в процессе сушки свободная вода растворяет в себе гипс, который откладывается на поверхности пор в виде тончайшего налета тонкодисперсных кристалликов. Кроме того, возможно загрязнение поверхности форм мыльно-масляной смазкой.
Гипсовые формы должны выдерживать при пластическом формовании чашек, чайников, полукружек и приставных деталей к ним 50—80 оборотов (циклов); тарелок, блюдец, полоскательниц, крышек, солонок, бомз, капселей тарелочных, блюдечных бандур — 80— 100; крупных изделий, изготовляемых способом литья, — 50—60 оборотов.
Недостатками гипсовых форм являются небольшой срок их эксплуатации, значительная масса (для тарелок 1,6—1,8 кг, чашек 0,9—1,1 кг), ограниченное регулирование скорости образования стенок изделий, уменьшение скорости образования стенок изделий при повторном использовании форм, трудность извлечения изделий сложной конфигурации из формы, повреждение поверхности форм при чистке, низкая производительность труда при литье изделий в формах, трудоемкость изготовления и невозможность высокотемпературной скоростной сушки форм.