Приготовление гипсового раствора в производстве
фарфоровых и фаянсовых изделий
Перед приготовлением раствора гипс просеивают через сито №0,45 (252 отв/см2)
для литья форм и через сито № 0355 (400 отв/см2) для литья капов и
моделей. При затворении гипса водой частицы гипса, суспендируясь в
воде, покрываются водной пленкой. Через 1—5 мин после за-творения
начинается гидратация гипса, раствор приобретает густо-текучую
консистенцию и становится пригодным для отливки. Порядок приготовления
гипсового раствора следующий: воду, подогретую до температуры 35—40° С,
заливают в мешалку, затем туда же засыпают формовочный гипс и через
0,5—1 мин смесь перемешивают в течение 2—3 мин. Приготовленный гипсовый
раствор немедленно заливают в матричные формы или капы.
Водогипсовое соотношение (гипс: вода) во многом определяет качество
гипсовых форм. Это объясняется тем, что для полной гидратации гипса
требуется 18,6% (по массе) воды, остальная вода — более 80% остается в
свободном состоянии, обусловливая пористость высушенной формы, ее
структуру и прочность. Прочность отливок из гипса обратно
пропорциональна консистенции гипсового раствора. С повышением
водогипсового отношения увеличивается размер кристаллов двуводного
гипса, с понижением — уменьшается не только пористость, но и средний
размер пор.
При изготовлении форм руководствуются такими оптимальными соотношениями
гипс : вода, как 1:1 — для форм-литья; 1,43; 1 —для форм пластического
формования; 1,6:1—для изготовления капов и моделей; 1,25:1 для форм,
предназначенных для литья и пластического формования. На практике чаще
всего применяют следующие соотношения: 56:44 — для форм, используемых на
шпиндельных станках и для литья тонкостенных изделий; 60:40 — для форм,
используемых для формования изделий на полуавтоматах и автоматах; 50:50
— для форм, используемых для литья рядовых изделий и формования
капселей; 67:33 — для приготовления капов и моделей.
Вакуумирование гипсового раствора в течение 1,5—
2 мин при глубине вакуума 0,8—0,9 МПа удлиняет сроки схватывания на
15—20% и повышает механическую прочность отливок на 18—20%, улучшает
состояние па-верхности формы и повышает оборачиваемость форм на 20—25%.
Вакуумированный гипсовый раствор обладает повышенной текучестью, лучше
заполняет все неровности и соединения капа. Вакуумирование способствует
снижению пористости форм на 10—12% и изменяет характер пор. Структура
формы более однородна (рис. 34) и не имеет замкнутых воздушных
включений, снижающих прочность формы и не участвующих в капиллярном
отсосе влаги. Коэффициент расширения ва-куумированного гипсового
раствора снижается.
Качество и экономичность гипсового раствора в процессе его приготовления
повышаются при использовании механизированных и автоматизированных
установок. В ФРГ, например, используются установки «Роко-вакумат» десяти
типоразмеров производительностью от 100 до 1600 л/ч.
Смешивание гипса с водой осуществляется одновременно с вакуумированием
раствора в специальных резервауарах. Дозирование гипса и воды, глубина и
продолжительность вакуумирования автоматизированы.
Разгрузка вакуумных резервуаров и подача гипсового раствора к месту
отливки форм на расстояние до 150 м производятся пневматически.
Продолжительность загрузки, приготовления раствора, разгрузки и чистки
составляет 2—3 мин в зависимости от вместимости резервуара (100—1600л).
Прочность, водопоглощение, твердость и другие свойства форм во многом
зависят от степени измельчения гипса, режима смешивания гипса с водой,
водогипсового отношения, а также чистоту исходного сырья
(рис. 35). Нагревание воды до температуры 35—40° С
и добавление 0,3—0,5% двуводного гипса способствует повышению прочности
форм. Продолжительность пребывания гипсового раствора в ковше до заливки
форм не должна превышать 2—3 мин.
Рис. 34. Структура формы из невакуумированного
(а) и вакуумированного (б) гипсового раствора