Вступ

Кераміка - вироби з неорганічних матеріалів (наприклад, глини) та їх сумішей з мінеральними добавками, що виготовляються під впливом високої температури з подальшим охолодженням.

У вузькому розумінні слово кераміка позначає глину, що пройшла випалення.

Сама рання кераміка використовувалася як посуд з глини або з сумішей її з іншими матеріалами. В даний час кераміка застосовується як індустріальний матеріал (машинобудування, приладобудування, авіаційна промисловість тощо), як будівельний матеріал, художній, як матеріал, широко використовуваний в медицині, науці. У XX столітті нові керамічні матеріали були створені для використання в напівпровідниковій індустрії та ін областях.

Сучасні високотемпературні надпровідні матеріали також є керамікою.

В залежності від будови розрізняють тонку кераміку (черепок склоподібний або дрібнозернистий) і грубу (черепок грубозернистий). Основні види тонкої кераміки - фарфор, напівпорцеляна, фаянс, майоліка. Основний вид грубої кераміки - гончарна кераміка. крім того розрізняють кераміку карбідним, борідную, силіцидних і пр.

Фарфор має щільний спечений черепок білого кольору (іноді з блакитним відтінком) з низьким водопоглинанням (до 0,2%), при постукуванні видає високий мелодійний звук, у тонких шарах може просвічувати. Глазур не покриває край борту або підстава вироби з фарфору. Сировина для фарфору - каолін, пісок, польовий шпат та інші добавки.

Фаянс має пористий білий черепок з жовтуватим відтінком, пористість черепка 9 - 12%. Через високу пористості вироби з фаянсу повністю покриваються безбарвною глазур'ю невисокою термостійкості. Фаянс застосовується для виробництва столового посуду повсякденного використання. Сировина для виробництва фаянсу - беложгущиеся глини з додаванням крейди і кварцового піску.

Напівпорцеляна за властивостями займає проміжне положення між порцеляною і фаянсом, черепок білий, водопоглинання 3 - 5%, використовується у виробництві посуду.

Майоліка має пористий черепок, водопоглинання близько 15%, вироби мають гладку поверхню, блиск, малу товщину стінок, покриваються кольоровими глазурями і можуть мати декоративні рельєфні прикраси. Для виготовлення майоліки застосовується литво. Сировина - беложгущиеся глини (фаянсова майоліка) або красножгущіміся глини (гончарна майоліка), плавні, крейда, кварцовий пісок.

Гончарна кераміка має черепок червоно-коричневого кольору (використовуються красножгущіміся глини), великий пористості, водопоглинання до 18%. Вироби можуть покриватися безбарвними глазурями, розписуються кольоровими глиняними фарбами – ангобами

Кераміка відома з глибокої давнини і є, можливо, першим створеним людиною матеріалом. Час появи кераміки відносять до епохи мезоліту і неоліту.

Окремі види кераміки формувалися поступово в міру вдосконалення виробничих процесів, в залежності від властивостей сировини і одержуваних умов обробки.

Історично керамічні вироби були твердими, пористими і крихкими.

Найдавніший вид кераміки - це звичайний горшкових товар з землистим, пофарбованим і пористим черепком. Ця побутова кераміка різними способами облагороджуй - наносився рельєф штампуванням і гравіюванням, глянсовим шаром (грецька кераміка і римські Terra sigillata [2]), кольоровий глазур'ю («Гафнеркераміка» Ренесансу).

Спочатку кераміка формувалися вручну. Винахід гончарного круга в третьому тисячолітті до нашої ери дозволило виготовляти посуд з більш тонкими стінками.

До кінця XVI століття в Європі з'явилася майоліка (в залежності від походження, також часто називається фаянсом). Володіючи пористим черепком з містить залізо і вапно, але при цьому білої фаянсової маси, вона була покрита двома глазурями: непрозорої, з високим вмістом олова, і прозорою блискучою свинцевою глазур'ю.

Декор писали на майолике по сирій глазурі, перш ніж обпалити виріб при температурі близько 1000 ° C. Фарби для розпису бралися того ж хімічного складу, що і глазур, проте їх істотною частиною були оксиди металів, які витримували велику температуру (так звані вогнетривкі фарби - синя, зелена, жовта і фіолетова). Починаючи з XVIII століття стали застосовувати так звані муфельні фарби, які наносилися на вже обпалену глазур. Вони використовуються і для розпису фарфору.

У XVI столітті в Німеччині поширилося виробництво кам'яної керамічного посуду. Білий (наприклад, в Зігбург) або пофарбований (наприклад, в Ререне), дуже щільний черепок складався з глини, змішаної з польовим шпатом і іншими речовинами. Після випалу при температурі 1200-1280 ° C кам'яна кераміка ставала твердою і практично не пористої. У Голландії виробляли червону кам'яну кераміку за зразком

Гіпс формувальний являє собою тонкомолотий білий порошок, отриманий шляхом термічної обробки гіпсової сировини до напівгідрату сульфату кальцію. Чистий гіпс безбарвний і прозорий, при наявності домішок має сіру, жовтувату, рожеву, буру і інші забарвлення. Гіпс - це негорючий, вогнестійкий матеріал, який не містить токсичних компонентів. Має кислотність, аналогічну кислотності людської шкіри. Його виробництво і використання не робить шкідливого впливу на навколишнє середовище. Таким чином, при використанні гіпсу забезпечується екологічна чистота, сприятливий для людини мікроклімат в приміщенні.

Матеріали на основі гіпсу володіють здатністю дихати, тобто поглинати надлишкову вологу і виділяти її в навколишнє середовище при її недоліку.

Високоміцний гіпс застосовується в:

• керамічної (фарфорово-фаянсової) промисловості для виготовлення форм і моделей

• для скульптурних робіт

• в автомобільній і в авіаційній промисловості при виготовленні форм для лиття кольорових металів і сплавів

• виробництві високоякісних оздоблювальних робіт

• виробництві декоративного каменю (на гіпсополімерний основі)

2. Технологічна частина

2.1

2.1 Обгрунтування технологічної схеми

Підготовка поверхні: перед початком роботи поверхню очистити від пилу, бруду та інших забруднень. Формувальний гіпс висипати у чисту холодну воду (у співвідношенні 1 кг приблизно 0,65 - 0,70 л води) і потім перемішати до отримання однорідної маси, що має консистенцію густої сметани. Забруднені ємності та інструмент скорочують час використання розчину.

Порядок роботи: готовий розчин використовують для заповнення підготовлених форм. Для запобігання утворення каверн і раковин при заливці розчин ущільнюють струшуванням або вібруванням. Розбирання форм проводиться після закінчення тужавлення. Час і Використання розчину 10-15 хвилин. Витрата залежить від області застосування.

Транспортування: при перевезенні гіпсу формувального в тарі у відкритих автомобільних транспортних засобах мішки повинні бути захищені від зволоження. 

Перед приготуванням розчину гіпс просіюють через сито № 045 (252 отв/см2) для лиття форм і через сито № 0355 (400 отв/см2) для лиття капов і моделей. При замішуванні гіпсу водою частинки гіпсу, суспендіруємо у воді, покриваються водної плівкою. Через 1-5 хв після змішування починається гідратація гіпсу, розчин набуває густо-текучу консистенцію і стає придатним для відливання. Порядок приготування гіпсового розчину наступний: воду, підігріту до температури 35-40 ° С, заливають в мішалку, потім туди ж засипають формувальний гіпс і через 0,5-1 хв суміш перемішують протягом 2-3 хв. Приготований гіпсовий розчин негайно заливають в матричні форми або капи.

Водогіпсовое співвідношення (гіпс: вода) багато в чому визначає якість гіпсових форм. Це пояснюється тим, що для повної гідратації гіпсу потрібно 18,6% (за масою) води, інша вода - більше 80% залишається у вільному стані, обумовлюючи пористість висушеної форми, її структуру та міцність. Міцність виливків з гіпсу обернено пропорційна консистенції гіпсового розчину. З підвищенням водогіпсового відносини збільшується розмір кристалів двуводного гіпсу, з пониженням - зменшується не тільки пористість, а й середній розмір пор.

При виготовленні форм керуються такими оптимальними співвідношеннями гіпс: вода, як 1:1 - для форм лиття; 1,43; 1-для форм пластичного формування; 1,6:1-для виготовлення капов і моделей; 1,25: 1 для форм , призначених для лиття та пластичного формування. На практиці найчастіше застосовують такі співвідношення: 56:44 - для форм, що використовуються на шпиндельних верстатах і для лиття тонкостінних виробів; 60:40 - для форм, що використовуються для формування виробів на напівавтоматах і автоматах; 50:50 - для форм, що використовуються для лиття рядових виробів та формування капселів; 67:33 - для приготування капов і моделей.

Вакуумирование гіпсового розчину протягом 1,5 - 2 хв при глибині вакууму 0,8-0,9 МПа подовжує терміни схоплювання на 15-20% і підвищує механічну. міцність виливків на 18-20%, покращує стан поверхні форми і підвищує оборотність форм на 20-25%. Вакуумований гіпсовий розчин має підвищену плинністю, краще заповнює всі нерівності й з'єднання капа. Вакуумирование сприяє зниженню пористості форм на 10-12% і змінює характер пор. Структура форми більш однорідна (рис. 34) і не має замкнутих повітряних включень, що знижують міцність форми і не беруть участь в капілярному відсмоктуванні вологи. Коефіцієнт розширення вакуумованого гіпсового розчину знижується.

Якість та економічність гіпсового розчину в процесі його приготування підвищуються при використанні механізованих і автоматизованих установок. У ФРН, наприклад, використовуються установки «Роко-вакумат» десяти типорозмірів продуктивністю від 100 до 1600 л / ч.

Змішування гіпсу з водою здійснюється одночасно з вакуумированием розчину в спеціальних резервуарах. Дозування гіпсу і води, глибина і тривалість вакуумування автоматизовані.

Міцність, водопоглинання, твердість і інші властивості форм багато в чому залежать від ступеня подрібнення гіпсу, режиму змішування гіпсу з водою, водогіпсового відносини, а також чистоти вихідної сировини. Нагрівання води до температури 35-40 ° С і додавання 0,3-0,5% двуводного гіпсу сприяє підвищенню міцності форм. Тривалість перебування гіпсового розчину в ковші до заливання форм не повинна перевищувати 2-3 хв.

Процес виготовлення гіпсових форм складається із наступних етапів :

- приготування моделі ;

- модельної форми;

- капа (копії моделі) ;

- кожухової і робочої форми.

Для виготовлення моделі в металічній обічайці (кожуху) відливають гіпсову заготовку, із якої по кресленню виточують модель виробу (з урахуванням усадки).

По моделі виготовляють модельну (маточну) форму – негативне зображення моделі. Для цього модель встановлюють в металічний кожух із нержавіючої сталі і заливають гіпсовим розчином на 40-50мм вище верхньої частини моделі. Щоб не прилипав розчин, модель змащують пастою, яка складається із мила, води і мінерального масла.

Отриману модельну (маточну) форму сушать і покривають оліфою або спиртовим лаком.

Для отримання (капа) копії виробу модельну форму покривають всередині лаком, а зовні оліфою встановлюють а кожух і заливають гіпсовим розчином.

Потім кап виймають із модельної форми і покривають лаком.

Потім виготовляють кожухову форму. Для ього кап з відлитою на ньому матрисною формою покривають лаком з внутрішньої сторони, а після висихання – шаром змазки. Навколо матричної форми встановлюють кожух і заливають гіпсовий розчин на 5-6мм вище матричної форми.

Кожузова форма з капом в зібраному вигляді служать для виготовлення гіпсових форм (лиття).

Зараз гіпсові форми виготовляють на конвеєрах.

Конвеєрна установка представляє собою замкнутий горизонтальний рольганг з двома прямими ділянками і з двома напівкруглими рольгангами.

На рольгангі встановлені піддони з капами.

Механізм для приготування розчину складається із бункеру з гіпсом V=2м3, автоматичний дозатор гіпсу і води, мішалки, пристрою для заливки гіпсового розчину, зливного баку.

Механізм підйому і перевантаження частин форм і капів при збиранні і розбиранні їх.

Стіл для оправки гіпсових форм.

Комплектуючий рольганг для комплектування форм і отправки їх на сушку.

Стіл для капів.

Моделі і капи доцільно виготовлятьіз сіркографітової або сіркоталькової маси. Маса готується шляхом повного розплавлення сірки сірка:графіт 4:1.

Обертання таких капів а 10-20разів більше гіпсових.

Для виготовлення капів застосовують також полівінілхлорид і епоксидні смоли.

Форми із ПХВ (поліхлорвініл) виготовляють для пластичного формування побутових виробів.

Термін служби форм полих виробів – 5000 циклів , плоских – 2500.

Поверхня ПХВ не руйнується при експлуатації. Зношені форми можна регенерувати (подрібнювати і знову відпресовувати). tmax експлуатації ПХВ форм – 850.

Н апівгідрат Вода

Г іпсовий розчин

Перемішування

Транспортування

Н аповнення капів

Тужавіння

В итягування форм із капів

Сушка

Зберігання