способом изготовляют изделия с внутренней поверхностью типа тела вращения:

конуса, толстостенного цилиндра и др. Формование изделия выполняется на

специальных станках, позволяющих вращать шаблон или прессформу при

неподвижных соответственно прессформе или шаблоне. После предварительной

подсушки (провяливания) горячим воздухом в специальных камерах изделие

можно подвергать механической обработке на металлорежущих станках:

токарных, фрезерных, сверлильных.

Гидростатическое прессование обеспечивает равномерное давление на

пресспорошок по всей длине, что позволяет получать изделие с однородной по

всей длине плотностью. Этот способ применяют для изготовления изделий с

большим отношением высоты к диаметру (толщине стенки). Схема установки для

гидростатического прессования изделия трубчатого сечения представлена на

рис.6.

[pic]

РИС.6

1-крышка,2-стержень,3-эластичная оболочка,4-зона засыпки пресс-

порошка,5-кар-кас-ограничитель,6-камера,7-вибрационная площадка,8-трубы к

вакуумному насосу.

Пресспорошок загружают в рабочую полость между эластичной оболочкой 3 и

стержнем 2. Воздух из камеры прессования 6 и эластичной оболочки 3

откачивают по трубам 8 вакуумным насосом. Для равномерного распределения

порошка по зоне прессования применяют вибрацию установки. Для ограничения

растяжения эластичной оболочки 3 в установке предусмотрен каркас-

ограничитель 5, содержащий отверстия, через которые передается давление

жидкости (воды) на эластичную оболочку под высоким давлением ( около 400

МН/м2) подается в камеру 6. После прессования снимают давление, сливают

воду, открывают крышку 1 и вынимают с сердечником 2 изделие. Изделие

снимают с сердечника. Для генерации виброколебаний используют

пневматические, электромагнитные и механические вибраторы.

Недостатки гидростатического прессования: невысокая производительность,

сравнительно низкое качество поверхности изделия отформованной эластичной

оболочкой, сложность процесса подготовки к прессованию.

Горячее прессование. Горячее прессование сочетает в себе 2 операции:

прессование и спекание. Это позволяет получать новые свойства у изделий.

Причем качественные изделия получают при значительно меньших давлениях и

температуре (по сравнению с другими способами прессования.).

Процесс горячего прессования выполняется в следующей последовательности

1) После загрузки пресспорошка в прессформу порошок предварительно

уплотняется, а затем температура порошка с прессформой поднимается до

некоторой температуры Тпр меньшей температуры спекания; 2) увеличение

давления до нужной для окончательного прессования величины; 3) увеличение

температуры до температуры спекания и выдержка при этой температуре под

давлением; 4) снятие давления, охлаждение и съем изделия (рис.7).

[pic]

1-температура,2-давление.

Этим способом получают изделия простой формы из которых путем

механической обработки (резания, сверления, шлифования и т.д.) получают

изделия более сложной формы, но меньших размеров. Для нагрева прессформы

применяют индукционный нагрев, нагрев в печах и нагрев элементами

электросопротивления. Среда (окислительная или восстановительная)

определяется природой получаемого материала.

Оборудование для горячего прессования: прессы для горячего прессования,

обеспечивающие приложение давления и нагрев по заданному режиму в

автоматическом цикле или обычные гидравлические прессы переделанные для

установки на них подогреваемых прессформ.

Прессформы работают в тяжелых условиях. Материал прессформ должен быть

огнеупорным и корозионностойким с высокой теплопроводностью, химически

нейтральным по отношению к компонентам шихты и составляющим газовой среды

при высоких температурах.

Обрабатываемый материал приваривается обычно к стенкам прессформы,

которые из-за этого приходят в негодность, а свойства изделия резко

ухудшаются. Для предупреждения приваривания в прессформу насыпают порошок

тугоплавкого оксида, разделяющего изделие и прессформу. Этот способ

разделения эффективен только при простой форме изделия. Точность размеров

и конфигурации изделий достигают путем механической обработки (резанием,

шлифованием и т.п.).

Горячее прессование применяют для изготовления беспористых изделий с

контролируемым размером зерен (до 0.1 мкм), отличающимися повышенной

прочностью и плотностью, что улучшает магнитные характеристики: магнитную

проницаемость, индукцию, время перемагничивания.

Особенно пригодным является этот метод при изготовлении ферритов для

магнитных головок устройств магнитной записи и воспроизведения звука - и

видеосигналов, ферритов СВЧ - диапазона и пьезокерамики, которые невозможно

изготовить обычными методами.

Сложность метода горячего прессования способствует получению количества

брака; характерными для этого метода являются следующие виды брака:

науглероживание (форма из графита), одновременные пережог и перепрессовка,

приваривание к прессформе. Для предупреждения брака следует строго

соблюдать температурный и механический режимы процесса и правильно выбирать

материал прессформы.

Шликерное литье. Литье нетермопластичных шликеров. Существует несколько

разновидностей литья шликеров: наливной, сливной , стержневой. Сливной и

стержневой способы используют для получения полых изделий. При сливном

способе шликер наливают в форму и выдерживают до образования необходимой

толщины стенок, а излишек шликера сливают. При стержневом способе толщина

стенок ограничена стержнем-вставкой, формирующей внутреннюю поверхность

изделия. Литейные формы часто изготовляют из гипса и стали. Гипс хорошо

поглощает влагу из шликера, химически нейтрален к компонентам шликера,

достаточно прочен, обеспечивает хорошее качество поверхности. Стальную

форму изготовляют из листов (толщиной 0.5 мм) с отверстиями диаметром 0.7-

1 мм, площадь отверстий составляет 1/3 рабочей площади листа. Промежутки

между листами с отверстиями заполняют фильтрующим слоем, изготовленным на

основе бумажной или тканевой массы для удаления влаги. Для ускорения

удаления влаги ее отсасывают вакуумным насосом.

Процесс изготовления деталей заключается в выполнении следующих

операций: подготовка формы, подготовка шликера, литье, извлечение отливки

из формы, сушка отливок, механическая обработка. Иногда после извлечения из

формы с отливок снимают заусенцы, выступы, излишки затвердевшего шликера и

т.п. Отливки удаляют из формы только после достижения ими определенной

прочности, которая обеспечивает отсутствие деформации в процессе удаления.

В процессе сушки изделия получают прочность достаточную для выполнения

последующих операций. Процесс этого литья обычно автоматизирован.

Другие способы ( в том числе и литье под давлением) применяют реже.

Литье термопластичных шликеров больше распространено, чем литье не

термопластичных шликеров. Качество изделий выше, чем при литье не

термопластичных шликеров. Технологический процесс литья термопластичных

шликеров: подготовка твердой фазы и связки; приготовление термопластичного

шликера; литье изделий; охлаждение шликера; удаление из формы изделий.

Литье изделий выполняется на специальных установках. Шликер в литейную

форму поступает под действием давления сжатого воздуха (сравнить с литьем

под давлением пластмасс). Для формирования качества изделия опытным путем

определяют режимы процесса: давление воздуха, скорость впуска, температура

шликера и формы, время выдержки (затвердевания). Литье шликеров имеет ряд

разновидностей: сливное, центробежное, намораживанием, непрерывное, горячая

штамповка и др. Литье шликеров не обеспечивает высокой точности размеров .

Контроль изделий в производстве выполняют по следующим параметрам: по

точности формы и размеров, массе, механической прочности.

Выжигание органической связки перед спеканием предохраняет изделие от

возникновения трещин и пор в процессе спекания. Для выжигания органический

связки изделия закладывают в специальные емкости (капсули) и пересыпают

порошком, который впитывает вытекающую расплавленную связку. Сначала

температуру повышают до 80-100ОС и расплавленная связка впитывается

порошком. Более глубокие слои изделия в начальный момент содержат большее

количество связки, поэтому связка из этих слоев по капиллярам мигрирует к

наружным слоям и затем впитывается порошком. Нагрев до температуры

плавления производится медленно для предупреждения коробления изделия и при

температуре плавления производится выдержка до тех пор пока удаляется

связка. Затем медленно поднимают температуру до 300 ОС для разложения

связки на газообразные продукты и полного выжигания ее при дальнейшем

медленном нагреве до 600 ОС. Изделия после этого становятся непрочными и

поэтому их продолжают нагревать до 900-1200 ОС для частичного спекания.

После удаления связки изделия отделяются от порошка засыпки.

Сушка. Сушке подвергают отформованные керамические изделия перед

обжигом. В процессе сушки с поверхности изделия испаряется влага. Поэтому

наружные слои имеют меньшую влажность, чем внутренние. Пониженная влажность

наружных слоев приводит к диффузии влаги из глубины изделия к его

поверхности и выделению воды в виде паров в окружающую среду. Удаление

влаги - сложный физико-химический процесс, при котором удаляют из

керамической массы связанную с ней воду ( различают химическую, физико-

химическую и физико-механическую связь влаги с материалом). Химическая

связь характерна для воды, входящей в состав вещества или минерала.

Химически связанная вода имеет самую прочную связь с материалом. Физико-

химическая связь образуется при адсорбции (рис.3 позиция 1) влаги на

поверхности и в структуре изделия. Наличие свободной энергии поверхности

твердой фазы материала способствует адсорбции влаги из окружающей среды.

Физико-механическая связь обусловлена поверхностным натяжением и

капиллярным давлением в микро- и макрокапиллярах. Влага содержащаяся в

макро- и микрокапиллярах называется свободной .

При сушке удаляют влагу, имеющую физико-химическую и физико-

механическую связь; химическая связь в процессе сушки не нарушается. При

сушке уменьшаются размеры изделия; более влажные внутренние слои

препятствуют усадке в результате чего возникают напряжения, которые при

определенных параметрах сушки могут привести к образованию трещин и

деформации детали.

После сушки влажность изделия составляет 0.2-1%.

Сушка изделий осуществляется естественным путем - на воздухе, или

принудительным путем в специальных установках.

Сушка естественным путем выполняется для небольших по размерам изделий

и является длительным процессом, так как температура воздуха в помещении 20-

25 ОС.

Принудительная сушка осуществляется конвективным (обдувом подогретым

воздухом) радиационным и конвективно-радиационным способом в сушилках

периодического и непрерывного действия.

Температурный режим и время сушки в сушилках периодического действия

регулируются автоматически, а в сушилках непрерывного действия определяется

скоростью движения изделий через 4 зоны сушки с температурой соответственно

50-60, 60-80, 80-100 и 100-120 ОС.

6. Обжиг.

При обжиге происходит спекание керамического материала в результате

протекания ряда физико-химических процессов с приобретением обожженным

изделиям определенных свойств. При обжиге происходит уплотнение и

упрочнение материала за счет протекания процессов переноса и

перераспределения веществ.

Установлено, что спекание происходит за счет следующих механизмов

переноса вещества: 1) диффузионного, 2) жидкостного, 3) испарения и

конденсации, 4) пластической деформации 5) реакционного. Для большинства

радио- и электрокерамических материалов присущи 2 первых вида механизмов

спекания - диффузионный и жидкостной.

Диффузионное спекание - характерно для соединения твердых частичек.

Спекание протекает при температурах, когда элементы кристаллической решетки

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5