ФОРМОВОЙ КОМПЛЕКТ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК
MOULDING SET FOR MOULDING OF GEOMETRICALLY-COMPLEX CERAMIC HALF-FINISHED PRODUCTS

Изобретение относится к технологии формования крупногабаритных, сложнопрофильных керамических изделий из водных шликеров, типа заготовок головных антенных обтекателей ракет.
Известно устройство для литья полых керамических изделий, которое согласно авторскому свидетельству СССР №1570900 содержит влагопоглощагощую форму (матрицу), сердечник в виде эластичной оболочки, механизм для деформирования эластичной оболочки и обеспечения подпитки.
К недостаткам известного устройства относится то, что сердечник, выполненный в виде эластичной оболочки, не является элементом конструкции, формирующим внутренний контур изготавливаемого изделия. В этом случае получение изделий с одинаковой толщиной стенки во всех сечениях основывается на предположении, что набор толщины стенки изделия идет равномерно по всей поверхности, что не соответствует действительности, так как в процессе формирования стенки изделия участвует целый ряд факторов (гравитационное осаждение частиц, содержащихся в шликере, профиль формуемого изделия), которые приводят к постепенному заполнению полости формы твердым осадком от нижней ее части к верхней. При этом отсос влаги формой из набранного черепка продолжается и дальше, в результате чего происходит подсушивание набранной заготовки изделия, сопровождаемое ее усадкой на сердечник, что часто приводит к ее разрушению.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является устройство для формования керамических изделий из водных шликеров (патент на изобретение РФ №2191688, 2002 г.), включающее водопоглощаюшую матрицу, сердечник, узлы для их взаимной соосной установки и подпитки, наружная поверхность сердечника имеет покрытие, выполненное из легкодеформируемого гидрофобного материала, компенсирующего усадочные напряжения изделия по мере подсушки в форме при формовании. Покрытие может быть съемным или стационарным. Названная совокупность признаков устройства позволяет обеспечить получение из водных шликеров качественных изделий с заданным внутренним контуром.
Недостатком данного формового комплекта является то, что при его сборке (разборке), а именно на операции опускания (извлечения) сердечника в полость водопоглощающей матрицы, часто происходит зацепление поверхности сердечника за металлические части матрицы, что приводит к разрушению покрытия сердечника, выполненного из легкодеформируемого гидрофобного материала и имеющего низкие прочностные свойства. При этом, чем ближе профиль сердечника приближается к цилиндру (конусу с углом раскрыва 1-3°), тем больше вероятность повреждения покрытия.
Задачей настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности легкодеформируемого гидрофобного покрытия сердечника.
Поставленная задача достигается тем, что предложен формовой комплект для формования сложнопрофильных керамических заготовок, содержащий водопоглощающую матрицу, сердечник, наружная поверхность которого имеет покрытие, выполненное из легкодеформируемого гидрофобного материала, узлы для их взаимной соосной установки и подпитки, отличающийся тем, что формовой комплект дополнительно снабжен не менее чем тремя равномерно расположенными по окружности узлами фиксации положения сердечника, каждый из которых состоит из направляющей втулки, расположенной на фланце сердечника, и фиксирующего штока, расположенного на фланце формы, при этом шток выполняют длиной не менее одной трети длины сердечника.
Авторы экспериментально установили, что установка на формовом комплекте не менее чем трех равномерно расположенных по окружности узлов фиксации положения сердечника, каждый из которых состоит из направляющей втулки, расположенной на фланце сердечника, и фиксирующего штока, расположенного на фланце матрицы, обеспечивает при сборке (разборке) формового комплекта постоянное соблюдение зазора между поверхностью сердечника и металлическими частями матрицы, что сводит к минимуму вероятность повреждения легкодеформируемого гидрофобного покрытия сердечника.
Установлено, что для обеспечения эффективности работы формового комплекта число узлов фиксации положения сердечника должно быть не менее трех. Для крупногабаритных формовых комплектов возможно увеличение числа узлов фиксации.
Кроме того, экспериментально установлено, что выполнение штока длиной не менее одной трети длины сердечника обеспечивает соблюдение зазора между поверхностью сердечника и металлическими частями матрицы в наиболее уязвимом месте сердечника.
На чертеже изображен общий вид заявленного формового комплекта для формования сложнопрофильных керамических заготовок.
Конструкция формового комплекта включает сердечник 1, на наружной поверхности которого нанесено легкодеформируемое гидрофобное покрытие, водопоглощающую матрицу 2, узлы фиксации положения сердечника, состоящие из направляющей втулки 3 и фиксирующего штока 4, расположенных на фланце сердечника и матрицы соответственно, узлы для взаимной соосной установки сердечника и матрицы 5 и узлы подпитки 6.
Формовой комплект работает следующим образом. При сборке формового комплекта сердечник 1, на фланце которого равномерно по окружности расположено не менее трех направляющих втулок 3, опускается в полость водопоглощающей матрицы 2 таким образом, чтобы расположенные на ее фланце фиксирующие штоки 4 входили в направляющие втулки 3. При опускании сердечник скользит только в заданном втулками и штоками направлении, при этом вероятность отклонения и зацепления его поверхности за металлические части формы сводится к минимуму. После чего сердечник и матрицу фиксируют с помощью узлов сосной установки 5. В зазор, образованный сердечником 1 и влагопоглощающей матрицей 2, через узлы подпитки 6 подается шликер. После окончания набора заготовки сердечник 1 извлекается из матрицы 2, при этом извлечение также происходит в заданном узлами фиксации положения сердечника направлении.
В формовом комплекте, выполненном по предложенному техническому решению, была отформована серия заготовок, при этом легкодеформируемое гидрофобное покрытие сердечника осталось в рабочем состоянии. В то же время при работе на формовых комплектах, выполненных по прототипу, разрушение данного покрытия наблюдались уже через две-три формовки.
Указанная совокупность признаков существенно повышает эксплуатационную надежность легкодеформируемого гидрофобного покрытия сердечника при формовании сложнопрофильных керамических заготовок.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №1570900, МКИ В28В 1/26.
2. Патент на изобретение РФ №2191688, В28В 1/26, 2000 г.