Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

Влияние технологических параметров изготовления керамических подкладок на их формообразование

Тишкова Е.Е. 1
1 Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет

Керамика является универсальным материалом, который может заменить металл во многих отраслях промышленности. В настоящее время керамику применяют и для сварки металлических конструкций. Керамические подкладки позволяют получить качественный обратный валик без дополнительных дорогостоящих технологических процессов.

Государственными стандартами нормируются геометрические параметры шва, в том числе и корень шва. Корень шва формируется керамической подкладкой, и поскольку она не участвует в физико-химических процессах формирования сварного шва, ее относят к вспомогательным материалам, главной задачей которой является формирование правильной геометрии корня шва.

Нормативно-технической документации на материалы, технологический процесс изготовления, а также каких-либо технических требований на керамические подкладки не существует.

Целью исследований являлась оценка влияния влажности и длины элементов образцов, на их усадку и деформацию. В качестве исходного материала для изготовления подкладок была выбрана глина с месторождения оз. Золотое (с. Вознесенское). На основании геометрических размеров корня шва нормируемых ГОСТ 8713-79 для толщины металла 10 мм была изготовлена оснастка для изготовления подкладок (рис. 1).

Формуемые образцы различались исходной влажностью (30; 40; 45 и 50 %) и длиной (27; 37; 47 мм) (табл. 1).

tish1.tif

Рис. 1 Оснастка для формовки подкладок

Таблица 1

Влияние влажности и длины элементов образцов на их усадку и деформацию

Номер опыта

Длина элементов мм

Номер

образца

Усадка при влажности, %

Деформация при влажности, мм

30

40

45

50

30

40

45

50

1

27

1

8,5

8,5

9,6

9,0

0,1

0,5

1,0

1,0

2

8,9

8,9

9,6

9,2

0,7

0,2

0,4

0,5

3

9,0

8,5

9,6

9,6

0,5

0,6

0,8

0,6

4

8,5

9,0

9,6

9,2

0,5

0,5

0,7

0,5

5

9,0

8,9

9,5

9,5

0,4

0,2

1,0

0,8

2

37

1

8,5

9,0

9,2

9,2

0,3

0,2

0,4

0,8

2

8,9

8,6

9,4

9,5

0,1

0,3

0,6

0,6

3

8,5

8,6

9,6

9,0

0,5

0,5

0.5

1,0

4

8,5

8,6

9,0

9,6

0,5

0,3

0,8

0,5

5

8,9

9,0

9,5

9,0

0,6

0,5

0,5

0,6

3

47

1

8,5

9,0

9,2

9,4

0,5

0,5

1,0

1,0

2

8,5

8,9

9,4

9,4

0,2

0,3

0,4

0,5

3

9,0

8,9

9,0

9,5

0,5

0,6

0,5

0,6

4

9,0

8,5

9,5

9,4

0,4

0,4

0,3

0,8

5

9,0

9,0

9,2

9,6

0,3

0,3

0,5

0,5

Выявлено что, после естественной сушки в течение 24 ч. усадка образцов составила в среднем 8,5–9% и не зависела от длины образца. Деформация образцов, также практически не зависит от длины образца и исходной влажности материала. Образцы по длине не имели дугообразной деформации, а полученные отклонения (по высоте) свидетельствуют о несовершенстве оснастки и недоработке технологического процесса формообразования.

Кроме того, в ходе экспериментов оценивался процесс формообразования и внешний вид подкладок.

При влажности 30 % и 40 % внешний вид образцов при разных длинах элементов характеризуется отсутствием трещин и хорошим формообразованием.

На образцах с влажностью 45 % и 50 % при естественной сушке возникли продольные и поперечные трещины, также при влажности более 45 % образцы плохо держат форму и «растрескиваются» (рис. 2). Усадка при разной влажности остается постоянной 9 %.

После естественной сушки образцы подвергли прокалке на следующих режимах:

Сушка 100–120 °С (нагрев с печью) 3 часа;

Нагрев с печью до 500–650 °С 3 – 4 часа;

Прокалка при 1070–1090 °С 3–4 часа, нагрев и остывание с печью.

tish2.tif

Рис. 2. Опытные образцы влажность 45 % и 50 %

После каждого этапа производился осмотр на наличие дополнительных трещин, усадку и деформаций. Внешний осмотр показал, что дополнительных трещин не появлялось, усадка увеличилась до 13,5 % и не зависела от влажности и длины образцов, средняя деформация после прокалки не превышала 0,45 мм.

Замечено, что на всех этапах прокалки происходило размягчение подкладок, за счет чего возможен их дугообразный изгиб.

Выводы

1. Исходная влажность глинистого «теста» в значительной степени влияет на процесс формообразования подкладок. Влажность «теста» не должна превышать 45 %.

2. Усадка образцов при естественной сушке составляет в среднем 9 % и не зависит от исходной влажности и длины образца.

3. Усадка образцов после всего этапа прокалки (1080–1090 °С) увеличивается до 13,5 % и не зависит от исходной влажности и длины образца.

4. Дугообразный изгиб проявляется после третьего этапа прокалки на образцах длиной более 50 мм и не зависит от исходной влажности формовочного материала (рис. 3).

tish3.tif

Рис. 3. Дугообразная деформация образцов длиной более 50 мм


Библиографическая ссылка

Тишкова Е.Е. Влияние технологических параметров изготовления керамических подкладок на их формообразование // Современные наукоемкие технологии. – 2013. – № 8-2. – С. 254-256;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=32165 (дата обращения: 29.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674