Способы формования керамических изделий.

Исходя из содержания воды, в формовочной массе различают следующие основные способы формовки: способ литья (содержание воды 25–34%); пластический способ (воды 16–25%) – это свободная лепка, формование на гончарном круге, ручной оттиск в форме, формование по вращающейся гипсовой форме с помощью шаблона или ролика; полусухой способ (7–16% влажности); сухой способ (2–7% влажности).
Литье
Этот способ широко применяется в производстве художественных керамических изделий, что объясняется возможностью изготовления изделий самой разнообразной формы (посуда, вазы, скульптуры, сувениры и др.) и простотой процесса, не требующего сложного оборудования. Литьё керамических изделий ведётся в гипсовых формах с толщиной стенок 5–10 см (рис. 2). Гипс обладает высокой водопоглощаемостью (35%) и достаточной механической прочностью. Кроме того, гипсовая форма особенно четко и точно отражает очертания модели, которую она призвана воспроизводить. Процесс литья основан на способности пористой формы всасывать в себя воду из жидкой керамической массы с образованием на внутренней поверхности формы более плотного слоя массы толщиной до 2–10 мм. Толщина слоя отливки зависит от времени набора слоя и свойств литейного шликера (влажности, пластичности и гранулометрического состава). Шликер консистенции густых сливок заливают в гипсовую форму, причём спустя некоторое время в результате отдачи воды гипсовой форме, последняя сосредоточивает на своей внутренней поверхности частицы шликера, не способные пройти сквозь её поверхность, в результате чего происходит так называемое «насасывание черепка». При этом масса постепенно затвердевает, размеры формуемого изделия сокращаются и получаемый полуфабрикат легко отделяется от формы. Следует отметить, что изделия, отформованные литьём, отличаются рыхлостью и дают большую усушку. После каждой отливки гипсовая форма направляется на сушку. Различают два способа литья: сливной и наливной. Сливной метод применяют преимущественно для отливки тонкостенных изделий. Этот метод состоит в том, что залитый в гипсовую форму шликер выдерживают в ней некоторое время для образования на внутренней поверхности формы корки необходимой толщины, после чего избыток шликера сливают. Сливным способом можно отливать полые изделия сложной конфигурации, используя при этом разъёмные формы, а иногда приходится отливать изделие по частям, нередко сочетая сливной и наливной методы формовки с последующим склеиванием этих частей, как, например, при формовке кувшинов, чайников, скульптуры и др. Наливной метод формовки применяют преимущественно для отливки толстостенных изделий. В форме при этом образуются обе поверхности изделий: внешняя и внутренняя. Шликер из формы не выливается, а постоянно по мере всасывания пополняется до верхнего уровня. Наливной способ особенно широко применяется в производстве санитарной керамики.

Рис. 2. Способы литья изделий:
а – наливной; б – сливной; 1 – форма заполнена литейным шликером;
2 – подсушка отлитых изделий; 3 – изделие, извлеченное из формы

 

Формовка пластическим способом
Формовка изделий из пластичных масс влажностью 18–25% – наиболее старый, традиционный способ изготовления керамических изделий. Ручная формовка не требует сложных приспособлений, и успех её проведения зависит от навыка мастера. Лепку используют преимущественно для изготовления мягких моделей из глиняных масс, обычно носящих уникальный характер. Ручная отминка в гипсовых формах применяется при изготовлении сложных по форме и крупных по размерам изделий (панно, скульптуры, детали каминов, фонтанов, крупных изразцов и т.д.). Отминкой можно изготавливать в условиях небольших мастерских мелкие партии художественных изделий (рис. 3).
При изготовлении панно на гипсовую форму накладывают пласт формовочной массы и тщательно проминают его так, чтобы была заполнена вся внутренняя поверхность формы. Толщина пласта должна быть примерно одинаковой во избежание растрескивания при сушке и обжиге. Примерно через сутки форму переворачивают на деревянный щит, покрытый грубой тканью, затем форму снимают, отформованное изделие зачищают и на деревянном щите переносят в сушилку. Для изготовления сложной объемной вазы или скульптуры формы обычно делают из двух половин. Пласты формовочной массы наклады­вают отдельно на каждую половину формы так же, как при изготовле­нии панно. Затем обе половины формы соединяют вместе. Место стыка проминают особенно тщательно. Затем форму с отформованным изде­лием устанавливают основанием вниз на деревянный щит, покрытый тканью, и обе половины формы последовательно осторожно снимают, изделие зачищают, прорабатывают в деталях и отправляют в сушку. При пластической формовке в формах нельзя применять густое тесто во избежание образования пустот и трещин. В данном случае применяют мягкое или нормальной густоты тесто. На предприятиях керамической промышленности в основном применяется машинная формовка.
Прессование
Формование изделий из порошкообразных керамических масс влаж­ностью менее 10% носит название полусухого прессования. Сущность способа заключается в том, что тщательно перемешанную керамическую массу в виде порошка влажностью 12% подвергают спрессовыванию в механических и гидравлических прессах под достаточно высоким давлением (рис. 4). Изделия, изготовленные этим способом, отличаются небольшой усадкой и меньше деформируются в процессе сушки и обжига, поэтому полусухое прессование получило наиболее широкое применение в производстве изделий строительного назначения, например, керамических плиток, огнеупоров, а также способом прессования изготавливают плоские керамические изделия бытового назначения: блюда и тарелки самой разнообразной формы.
Гончарный способ
Этот способ выполняется при помощи гончарного круга и относится к машинно-ручному способу. На середину вершника забрасывают ком керамической массы, ко­торый проминают ладонями (гомогенизация). После проминки формов­щик придаёт массе в процессе работы круга полую форму тела враще­ния. Формообразование обеспечивается механическим воздействием рук гончара на заготовку из глины, находящейся в состоянии пластичес­кого теста. При вытягивании основного объема изделия гончар левой рукой поддерживает формуемую стенку сосуда изнутри, а с внешней стороны формует изделие сначала непосредственно правой рукой, а за­тем отделывает с помощью специальных инструментов (рис. 5). Окончательный вид изделия зависит от способности и вкуса самого формовщика, что играет особенно важную роль при формовке художественных изделий. Выточенное на гончарном круге изделие нередко сочетается с последующей свободной лепкой или приставкой отдельных деталей, а иногда гончарные изделия декорируют с помощью печаток и отдельно отштампованных налепов. Вращение гончарного круга осуществляется ногой или приводным механизмом.

 

Виды обжигов керамических изделий. Основные понятия об обжиге.

Существует два вида обжига, которые напрямую зависят от среды, в которой обжигают изделие – восстановительный и окислительный виды.

 

Обжиг окислительный это стандартный тип обжига, при котором получится белая или красная (смотря какого цвета глину вы будете использовать) посуда. Если вы выбираете восстановительный обжиг (температурный режим в 900 градусов), то вам необходимо будет замазать абсолютно все топочные устья, чтобы изделия из глины, выполненные своими руками, томились без какого-либо доступ воздуха.

 

При восстановительном обжиге в печи черепки приобретут черную или серую окраску. Все это происходит благодаря окиси железа, переходящей в закись, которая в силах образовать так называемый шпинель. Как раз этот шпинель и окрашивает черепки в темный или даже черный цвет. Зачастую, интенсивность оттенка зависит от температурного режима, который устанавливается в процессе обжига, а также от показателя качества лощения изделия.

 

В процессе обжига керамическая масса приобретает прочность, стой­кость против внешних воздействий и ряд других физико-механических свойств, обусловливающих ее переход в камнеподобное состояние.

Главной задачей обжига является закрепление формы изделия и придания ему всех свойств, определяющих его назначение.

Обжиг в производстве любого керамического изделия является его важнейшей стадией, так как при обжиге формируются свойства керамических изделий.

В зависимости от назначения и характера керамического материала его обжиг можно вести в один прием или в несколько приемов.

Первый обжиг – утильный – сводится к закреплению формы изделия и к приобретению материалом всех основных, присущих ему свойств.

Второй обжиг – политой или глазурный – закрепление глазури на материале, а для фарфора – приобретение присущих ему основных свойств, которые не были получены при первом обжиге.

Третий обжиг – красочный или декоративный – закрепление на глазурованном материале надглазурной росписи. Этот обжиг может быть и многократным, в зависимости от количества и характера красок, наносимых на обожженный глазурованный материал.

Обжиг разделяют на 3 периода: подъём температуры – нагревание, выдержка при постоянной температуре и снижение температуры – охлаждение. В зависимости от материала, особенностей печи и садки обжиг проводят по определённому режиму, под которым понимают скорость подъёма и снижения температуры, температуру и время выдержки. Большую роль для некоторых керамических материалов играет среда обжига. Окислительную среду создают, обеспечивая свободный доступ воздуха, восстановительную – недостатком воздуха в печи (в случае газовой печи) и нейтральную, если доступ воздуха минимален. Среда оказывает большое влияние на химические процессы, происходящие в обжигаемом изделии, меняет его цвет и другие свойства. Большинство керамических изделий обжигают в условиях свободного доступа воздуха, т.е. в окислительной среде.

Физический смысл стадии обжига керамики заключается в процессе спекания – образования из отдельных дисперсных частиц, связанных в отформованном изделии прослойками технологической связки, монолитного плотного поликристаллического тела. После обжига изделие приобретает свои основные свойства: механическую прочность, твёрдость, необходимый цвет; форму изделия уже нельзя изменить, не разрушая его.

Терракота, майолика, гончарные изделия обжигаются при температуре 950–1140°С; фаянс: утильный обжиг – 1280°С, политой обжиг – 1150°С; фарфор: утильный обжиг – 900°С, политой обжиг 1300–1400°С.

При обжиге керамических масс имеют место сложные физические, химические и физико-химические процессы. В процессе обжига черепок претерпевает следующие изменения:

110°С – происходит удаление свободной влаги;

250–300°С – выгорание органических примесей;

400–600°С – дегидратация глины – удаление химически связанной воды;

свыше 600°С – плавление легкоплавких минералов – плавней (600–1100°С).

Обжиг изделий проводят в печах различной конструкции: в муфе­лях с рабочим пространством, защищённым от нагревателей огнеупор­ным коробом, в горнах – печах с рабочим пространством в виде шахты, в туннельных печах с рабочим пространством в виде туннеля и других (рис. 6, 7). Печи различаются также по виду топлива. Широко распро­странены печи электросопротивления со спиральными нагревателями из металлических сплавов или с нагревателями из керамических стержней различной формы (карбидкремниевых, хромитлантановых и др.), а так­же печи с газовыми горелками.

Контроль над температурой в печи осуществляют различными способами, из которых самый распространённый – контроль с помощью термопары. Термопара представляет собой металлическую проволоку из особых сплавов, две жилы которой спаяны, и спай помещён в контролируемую зону печи. Свободные концы проволоки выведены за пределы нагреваемой зоны и соединены с прибором, показывающим преобразованный сигнал, поступающий от спая термопары. Термопара, находящаяся в печи, спрятана в огнеупорный чехол, защищающий её от агрессивной среды печи.

 

 








Дата добавления: 2015-03-19; просмотров: 3097;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.