ЛИТЬЕ ИЗ ВОДНЫХ ШЛИКЕРОВ

Шликерное литье керамических материалов

Термин «шликерное литье» исторически был связан с получением фарфоровых и других керамических изделий из шликеров – водных суспезий глин и каолинов. В настоящее время получают суспензии многих твердых тугоплавких веществ и не только водные, но и в некоторых других жидкостях, например в расплавленном парафине (термопластичные шликеры). В связи с расширением применения старого метода термин «шликер» следует понимать как «литейная керамическая система».

Шликерное литье представляет собой процесс формования керамических заготовок из порошков, суспензированных в жидкости (шликеров). Объемное содержание жидкости может достигать 70 -80%.

Шликерное литье применяют для получения тонкостенных изделий или изделий больших размеров и сложной формы. В последнее время благодаря коренному усовершенствованию метода шликерного литья он позволяет получать наиболее плотные заготовки в сравнении со всеми другими методами формовки (исключая взрывное прессование).

Основными способами шликерного литья являются :

1 - литье из водных шликеров;

2 - литье термопластичных шликеров:- пленочное (ленточное) литье;- горячее литье под давлением;- намораживание;-сливное литье;- центробежное литье; - непрерывное литье;- горячая штамповка;

ЛИТЬЕ ИЗ ВОДНЫХ ШЛИКЕРОВ

Сущность формования методом шликерного литья заключается в следующем. Шликер заливают в пористую, чаще всего гипсовую, форму. Вода из шликера под действием капиллярных сил проникает в поры формы, а твердые частицы отлагаются и упаковываются на стенках ( происходит, как говорят керамики, «набирания тела заготовки»). После набора массы до требуемой толщины избыток шликера удаляют, заготовку предварительно подсушивают, затем извлекают из разборной формы, сушат и ожигают.

Для изготовления заготовок методом шликерного литья в гипсовые формы применяются сливной и наливной способы. При сливном способе шликер заполняет в гипсовую форму, отбор влаги происходит на поверхности соприкосновения формы и шликера. После образования заданной толшины стенки заготовки избыток шликера сливают. Данный способ применим для изготовления заготовок, в которых внутренняя конфигурация изделия аналогична наружней, а толщина стенок не очень строго контролируется. При наливном способешликер заливают между двумя гипсовыми поверхностями, с которых происходит отбор влаги. При этом полость между двумя гипсовыми поверхностями образует соответственно внутреннюю и наружнюю конфигурацию заготовки. Поэтому при данном способе часто используют литье шликера под некоторым избыточном давлении, а шликер перед литьем вакуумируют и добавляют в него антивспениватель. Наливной способ – это более интенсивный способ литья; он позволяет получать изделия меньшей влажности и более сложной формы, что сопряжено, однако , с применением и более сложных литьевых форм, требования к точности изготовления которых выше, но при этом соответственно и ниже срок их эксплуатации.

Суспензия, пригодная для литья, должна быть жидкообразной (вода), т.е. характеризоваться небольшими напряжениями сдвига и незначительной вязкостью. Для стабилизации суспензий, в которых твердая фаза обладает высокой плотностью и достаточной гидрофильностью иногда прибегают к увеличению вязкости дисперсной среды и введению стабилизаторов в виде электролитов и растворимых полимеров (дефлокулянтов), а также пентизаторов – поверхностно – активных веществ; применяют порошки в высокодисперсном состоянии, что способствует уменьшению скорости оседания (расслоения) и поверхности взаимодействия порошков со стабилизаторами.

Основная проблема, которая возникает при приготовлении шликера – создание устойчивой суспензии с наибольшей концентрацией твердой фазы при наименьшей вязкости.

Основой для изготовления гипсовых форм служит мелкодисперсный порошок гипса (CaSO₄ – 0,5H₂O), из которого при затвердевании водой образуется текучая масса. Эту массу заливают в изложницы (металлические, деревянные или резиновые) – каповые формы, литьевая поверхность которых имеет конфигурацию соответствующей заготовке. После затвердевания гипсовую форму извлекают из каповой формы и сушат. Кроме гипсовых форм для литья используются пористые металлические, пластмассовые и керамические формы. Такие формы значительно дороже и требуют дополнительных энергозатрат на вакуумирование с внешней стороны, или дополнительного давления со стороны подачи шликера. В настоящее время продолжается совершенствование конструкций гипсовых форм, в частности:

- гипсовые формы толщиной 1 – 2см снаружи покрывают облицовкой из пористого материала на основе эпоксидных смол с добавками в качестве наполнителя гранулированного стекла, кремнезема или полиэтилена;

- для изготовления гипсовых форм используют композиции гипса со стеклянными, керамическими, углеродными или целлюлозными волокнами;

- спеченные формы изготавливают из глин (шамота) с добавками угольного или алюмооксидного порошка;

- эпоксидные смолы и смолы на основе поливинилхлорида с наполнителем в виде порошка шамота, стекла и металла служат отличным материалом для приготовления форм.

На ЗАО «НЭВЗ КЕРАМИКС» отсутствует технология водного литья. Вместе с тем появились заказы на изготовление крупногабаритных цилиндрических керамических заготовок, с высокой плотность, для высоковольтных изоляторов с размерами: диаметр – до 300мм; длина – до 600мм. В связи с этим проводится поиск поставшиков технологии и оборудования для решения поставленной задачи.