RU2742267C1

RU2742267C1 - Method of producing elastic shell for isostatic compaction of articles from ceramic powder materials

Info

Publication number: RU2742267C1
Application number: RU2020124196A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Викторович Харитонов; Антонина Александровна Анашкина; Михаил Юрьевич Русин; Дмитрий Андреевич Михалевский; Максим Николаевич Нефедов; Григорий Николаевич Савенков; Алексей Иванович Осипов; Анатолий Степанович Хамицаев
Original assignee: Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина»
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2021-02-04

Abstract

FIELD: ceramics.

SUBSTANCE: invention relates to ceramic industry and can be used in isostatic pressing of articles from ceramic powder materials. Method of producing elastic shell for isostatic compaction of articles from ceramic powder materials includes making a gypsum workpiece, processing it to a given profile and size, removal of gypsum cast from gypsum workpiece, which completely repeats profile and dimensions of gypsum workpiece, groove billet over entire surface for coating thickness. Surface of the gypsum workpiece is covered with lacquer, the inner surface of the gypsum cast is greased with solidol. Cast is cast on the workpiece with provision of a gap. Elastic material is poured into the formed gap, cured until complete polymerisation, extraction of the gypsum impression. Before removal of gypsum impression external surface of gypsum workpiece after coating varnish is greased with salts. In order to manufacture an elastic shell with a diameter >200 mm and height >500 mm is a cast consisting of interconnected rings, which height ranges from 0.4 to 0.8 of diameter, and pouring of elastic material is performed alternately in each ring with intermediate holding of 3 to 20% of final polymerisation time of elastic material.

EFFECT: technical result is expansion of technological capabilities of making elastic shell for isostatic pressing of articles from ceramic powder materials.

1 cl

Description

Изобретение относится к области керамической промышленности и может быть использовано при изостатическом прессовании изделий из керамических порошковых материалов.The invention relates to the field of the ceramic industry and can be used for isostatic pressing of products from ceramic powder materials.

Известен способ изготовления эластичной оболочки, описанный в патенте РФ № 2191688, МПК B28B 1/26, опубл. 27.10.2002, «Устройство для формования керамических изделий из водных шликеров», включающий нанесение слоя гипса (либо другого пластичного материала) на металлический каркас, обработку гипсового слоя до заданного профиля и размера, его проточку на толщину покрытия (или чехла), нанесение легкодеформируемого покрытия, либо одевание чехла из микропористой резины. A known method of manufacturing an elastic shell, described in the patent of the Russian Federation No. 2191688, IPC B28B 1/26, publ. 27.10.2002, "Device for molding ceramic products from aqueous slips", including applying a layer of gypsum (or other plastic material) to a metal frame, processing the gypsum layer to a given profile and size, its groove to the thickness of the coating (or cover), applying an easily deformable covering, or putting on a cover made of microporous rubber.

К недостаткам указанного способа следует отнести то, что нанесение эластичного покрытия на криволинейную поверхность осуществляют, как правило, следующим образом, сначала производят раскрой эластичных пластин, затем на поверхность наносят клей, укладывают раскроенные пластины и прижимают их до отверждения клея, после чего заделывают стыки. Как показала практика, данная технология достаточно трудоемкая и не обеспечивает получение качественной (гладкой, ровной) поверхности эластичной оболочки, что в свою очередь негативно сказывается на получаемых изделиях.The disadvantages of this method include the fact that the application of an elastic coating on a curved surface is carried out, as a rule, as follows, first, the elastic plates are cut, then glue is applied to the surface, the cut plates are laid and pressed until the glue hardens, after which the joints are closed. As practice has shown, this technology is quite laborious and does not provide a high-quality (smooth, even) surface of the elastic shell, which in turn negatively affects the resulting products.

Изготовление же съемного чехла из микропористой резины представляет собой дорогостоящую операцию, т.к. требует изготовление специальной технологической оснастки для каждого конкретного типа изделий, что в условиях мелкосерийного производства с частой сменой номенклатуры выпускаемой продукции является нерентабельным.Manufacturing of a removable cover made of microporous rubber is an expensive operation, since requires the manufacture of special technological equipment for each specific type of product, which is unprofitable under conditions of small-scale production with frequent changes in the range of products.

Наиболее близким техническим решением является способ изготовления эластичной оболочки для формования керамических изделий по патенту РФ № 2382696, «Способ изготовления сердечника с легкодеформируемым покрытием», МПК B28B 1/00 от 27.02.2010, включающий изготовление гипсовой заготовки, обработку гипсового слоя до заданного профиля и размера, снятие гипсового слепка полностью повторяющий профиль и размеры, его проточку на толщину покрытия, покрытие гипсовой поверхности лаком, смазку внутренней поверхности гипсового слепка, установку гипсового слепка, заливку в образовавшийся зазор эластичного материала, выдержку до его полной полимеризации, извлечение гипсового слепка.The closest technical solution is a method of manufacturing an elastic shell for molding ceramic products according to RF patent No. 2382696, "Method for manufacturing a core with an easily deformable coating", IPC B28B 1/00 dated 02/27/2010, including the manufacture of a gypsum blank, processing a gypsum layer to a given profile and size, removing a gypsum impression completely repeating the profile and dimensions, its groove for the thickness of the coating, coating the gypsum surface with varnish, lubricating the inner surface of the plaster cast, installing the plaster cast, pouring elastic material into the gap formed, holding until it is completely polymerized, removing the plaster cast.

Известный способ содержит следующие недостатки:The known method contains the following disadvantages:

1. Трудновыполнимость беспрепятственного снятия гипсового слепка с обработанной гипсовой заготовки, так как происходит слипание гипсовых поверхностей.1. Difficulty of unhindered removal of a plaster cast from a processed plaster workpiece, as the plaster surfaces stick together.

2. Невозможность изготовления крупногабаритной эластичной оболочки (диаметром >200 мм, высотой >500 мм) вследствие возникновения проблемы равномерной заливки высоковязкого эластичного материала в узкий образованный зазор.2. Impossibility of manufacturing a large elastic casing (diameter> 200 mm, height> 500 mm) due to the problem of uniform pouring of a highly viscous elastic material into a narrow formed gap.

Задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей изготовления эластичной оболочки для изостатического прессования изделий из керамических порошковых материалов. The objective of the present invention is to expand the technological capabilities of manufacturing an elastic shell for isostatic pressing of articles from ceramic powder materials.

Поставленная задача достигается тем, что предложен способ изготовления эластичной оболочки для изостатического прессования изделий из керамических порошковых материалов, включающий изготовление гипсовой заготовки, ее обработку до заданного профиля и размера, снятие с гипсовой заготовки гипсового слепка, полностью повторяющего профиль и размеры гипсовой заготовки, проточку заготовки по всей поверхности на толщину покрытия, покрытие поверхности гипсовой заготовки лаком, смазку внутренней поверхности гипсового слепка солидолом, установку гипсового слепка на заготовку с обеспечением зазора, заливку в образовавшийся зазор эластичного материала, выдержку до его полной полимеризации, извлечение гипсового слепка, отличающийся тем, что перед снятием гипсового слепка, наружную поверхность гипсовой заготовки после покрытия лаком смазывают солидолом, при этом для изготовления эластичной оболочки диаметром ˃200 мм и высотой ˃500 мм используют гипсовый слепок, который состоит из составных между собой колец, высота которых составляет от 0,4 до 0,8 величины диаметра, а заливку эластичного материала выполняют поочередно в каждое кольцо с промежуточной выдержкой от 3 до 20% от времени окончательной полимеризации эластичного материала. The task is achieved by the fact that a method of manufacturing an elastic shell for isostatic pressing of articles made of ceramic powder materials is proposed, including the manufacture of a gypsum blank, processing it to a given profile and size, removing a plaster cast from a gypsum blank, completely repeating the profile and dimensions of a gypsum blank, groove of the blank over the entire surface to the thickness of the coating, coating the surface of the gypsum workpiece with varnish, lubricating the inner surface of the plaster cast with solid oil, installing the plaster cast on the workpiece with a gap, pouring elastic material into the gap formed, holding until it is completely polymerized, removing the plaster cast, characterized in that before removing the plaster cast, the outer surface of the gypsum blank after coating with varnish is lubricated with solid oil, while for the manufacture of an elastic shell with a diameter of ˃200 mm and a height of ˃500 mm, a plaster cast is used, which consists of composite th rings, the height of which is from 0.4 to 0.8 of the diameter, and the filling of the elastic material is performed alternately into each ring with an intermediate holding from 3 to 20% of the time of the final polymerization of the elastic material.

Авторы установили, что покрытие наружной поверхности гипсовой заготовки лаком и последующее ее смазывание солидолом обеспечивает беспрепятственное извлечение гипсовых колец с гипсовой заготовки.The authors found that the coating of the outer surface of the gypsum workpiece with varnish and its subsequent lubrication with grease ensures unhindered removal of the gypsum rings from the gypsum workpiece.

Установлено, что высота гипсовых колец должна составлять от 0,4 до 0,8 величины диаметра, так как уменьшение минимального интервала приведет к неоправданному увеличению трудоемкости изготовления эластичной оболочки, а увеличение максимального приведет к невозможности равномерной заливки эластичного материала (каучукоподобного полимера или полиуретана) в образованный зазор.It has been established that the height of the gypsum rings should be from 0.4 to 0.8 of the diameter, since a decrease in the minimum interval will lead to an unjustified increase in the labor intensity of manufacturing an elastic shell, and an increase in the maximum will lead to the impossibility of uniform filling of an elastic material (rubber-like polymer or polyurethane) into formed gap.

Экспериментально установлено, что уменьшение промежуточной выдержки менее 3% от времени окончательной полимеризации каучукоподобного полимера или полиуретана приведет к неравномерному распределению материала в его объеме, а увеличение выдержки более 20% приведет к невозможности изготовления цельно-монолитной оболочки. It has been experimentally established that a decrease in the intermediate exposure of less than 3% of the time of the final polymerization of a rubbery polymer or polyurethane will lead to an uneven distribution of the material in its volume, and an increase in exposure of more than 20% will lead to the impossibility of manufacturing a one-piece monolithic shell.

Предложенное техническое решение реализовано при изготовлении эластичной оболочки, имеющей диаметр 280 мм и высоту 510 мм. The proposed technical solution is implemented in the manufacture of an elastic shell having a diameter of 280 mm and a height of 510 mm.

Эластичная оболочка изготавливается следующим образом. Приготовили гипсовый раствор путем смешения сухого гипса с необходимым количеством воды. Затем изготовили гипсовую заготовку. Произвели сушку полученной гипсовой заготовки на воздухе или в сушильном шкафу не менее суток. Установили гипсовую заготовку на станок и произвели ее обработку наружной поверхности до необходимых размеров и профиля, а затем покрыли лаком и смазали солидолом. С гипсовой заготовки сняли слепок в виде трех гипсовых колец, при этом высота колец составила 210, 168 и 132 мм. После чего наружную поверхность гипсовой заготовки проточили на станке на необходимую глубину и покрыли полученную поверхность лаком, а внутреннюю сторону гипсовых колец смазали солидолом. Затем поочередно установили три гипсовых кольца в обработанную заготовку и произвели заливку каучукоподобного полимера или полиуретана в образовавшийся зазор, при этом выдержка между заливками в каждое кольцо составила 8 и 14% от времени окончательной полимеризации. После полной полимеризации каучукоподобного полимера или полиуретана, поочередно, извлекли гипсовые кольца, а затем извлекли полученную таким образом эластичную оболочку из гипсовой заготовки. The elastic shell is made as follows. A gypsum solution was prepared by mixing dry gypsum with the required amount of water. Then a plaster blank was made. The resulting gypsum workpiece was dried in air or in an oven for at least a day. They installed a gypsum blank on the machine and made its external surface treatment to the required size and profile, and then varnished it and greased it with grease. An impression was taken from the plaster blank in the form of three plaster rings, the height of the rings being 210, 168 and 132 mm. After that, the outer surface of the gypsum blank was turned on a machine to the required depth and the resulting surface was varnished, and the inner side of the gypsum rings was lubricated with grease. Then, three gypsum rings were installed in turn in the processed workpiece and a rubbery polymer or polyurethane was poured into the formed gap, while the exposure between pours into each ring was 8 and 14% of the final polymerization time. After complete polymerization of the rubbery polymer or polyurethane, the gypsum rings were removed in turn, and then the elastic shell thus obtained was removed from the gypsum blank.

Таким образом, заявленное техническое решение позволяет получить эластичную оболочку любого размера для изостатического прессования изделий из керамических порошковых материалов. Thus, the claimed technical solution makes it possible to obtain an elastic shell of any size for isostatic pressing of articles made of ceramic powder materials.

Claims

A method of making an elastic shell for isostatic pressing of articles made of ceramic powder materials, including making a gypsum blank, processing it to a given profile and size, removing a plaster cast from a gypsum blank, which completely repeats the profile and dimensions of a gypsum blank, grooving the blank over the entire surface to the thickness of the coating, coating the surface of the gypsum workpiece with varnish, lubricating the inner surface of the plaster cast with solid oil, installing the plaster cast on the workpiece with a gap, pouring elastic material into the formed gap, holding until it is completely polymerized, removing the plaster cast, characterized in that before removing the plaster cast, the outer surface of the plaster workpieces after varnishing are lubricated with solid oil, while for the manufacture of an elastic shell with a diameter of> 200 mm and a height of> 500 mm, a plaster cast is used, which consists of interconnected rings, the height of which is from 0.4 to 0.8 the diameter, and the filling of the elastic material is performed alternately into each ring with an intermediate holding time from 3 to 20% of the time of the final polymerization of the elastic material.