Устройство для изготовления керамических образцов методом электрофореза

,ЛО 10736 0 С 17 д ИЙПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ молао СССР73.СССР СС3 ГОСУДАРСТВЕННЦЙ НОМИТЕТ СССР по влы иэоьщтений и отнРыт АЗОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯКЕРАМИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОФОРЕЗА, преимущественно для определения физико-механический свойствсуспензий, содержащее два коаксиально расположенных электрода, один изкоторых выполнен иэ металлическойсетки, а другой - в виде разделительной пластины из металла, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения качества образцов, разделительная пластина по всей рабочейповерхности облицована металлическойФольгой из электропроводящего материала с коэффициентом электопрводности 4,0 10 ф - 6,4110 Ом. см-,Изобретение относится к.литейному производству, а именно к устройствам для электрофоретического изготовления керамических образцов.Известно устройство для электро-. форетического изготовления керамических образцов, содержащее источник питания, соединенный полюсами с емкостью для исследуемой сусйензии и с электродом, выполненным из диэлектрика, на поверхности которого нанесен токопроводящий слой Г 1 .Известно также устройство, которое для улучшения условий формирования образцов)методом электрофореза имеет в качестве электрода металлическую сетку Г 23Однако эти устройства не обеспечивают качественного изготовления образцов, так кактокопроводящий слой обладает малой прочностью и снижает качество поверхности формируемых образцов.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство, содержащее два коаксиально расположенных электрода, один иэ которых выполнен из металлической сетки, а другой - в виде разделительной пластины иэ металла 13 3.В данном устройстве электрод выполнен в виде разделительной металлической пластины жесткой конструкции, на которой соо.ветственно с двух сторон Форгируются образцы. Отделение сформированных образцов от конструктивно жесткой пластины долж. - . но проходить одновременно по всей контактной поверхности, чтобы сохранить целостность образца. Однако образцы,полученные методом электрофоре тического осаждения из водных суспензий, обычно имеют сравнительно малую прочность и высокое содержание влаги до 7 вес.Ъ ), а значит различную гидравлическую адгезию в разных точках контактной поверхности, что при отделении вызывает возникновение напряжений в образцах, приводящих к образованию в них трещин или разрушений. Поэтому прн испытании качества суспензии снижается объективность контроля. Целью изобретения является повышение качества образцов.для достижечия поставленной цели в устройстве для изготовления керамических образцов, методом электрофореза, содержащем два коаксиально расположенных электрода, один нз которых выполнег из металлической сетки, а другой - в виде разделительной пластины из металла, последняя по всей рабочей поверхности облицована металлической фольгой иэ элект 1 ропроводящего материала с коэффггциентом электропроводности 4,0106,41" 10 ф Ом-" см=.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - схемаснятия фольги с образцовУстройство состоит из двух элек-,тродов 1 и 2, которые расположеныкоаксиально и крепятся на стойке 3иэ диэлектрика. Электроды 1 и 2могут перемещаться па вертикали и1 О фиксироваться ца заданной высотестопором 4Электрод 1 выполнен ввиде замкнутой металлической сеткии стержня 5, оканчивающегося клеммой 6. Электрод.2, который разделя 15 ет полуформы 7 и 8, выполненные иэдиэлектрика и имейицие сквозные формообразующие полости, посредствомшарнира 9 крепится на стойке 3Электрод 2. разделяющая пластина )облицован,по всей рабочей поверхности металлической фольгой из электропроводящего материала 10 и имеетшину 11 с клеммой 12 для подключения к одному иэ полюсов источника25 питания, а также стягивающую пружину 13 и зажим 14,Металлическая фольга может бытьалюминиевой или медной с коэффициентом электропроводности для алюминиевой 4,0 10 ф Ом "см , медной6,41 10 Омсм ".Устройство. работает следующимобразом.,Цля электрофоретического формовагЬя образца устройство опускаютЗ 5 в ванну с исследуемой суспензиейи на электроды подают напряжение отисточника питания постоянного тока.После окончания процесса формообразования устройство отключают от источника питания, извлекают из ванныи дают стечь излишку суспензии,снимают пружину 13 и, нажав на за-жим 14, разводят полуформ, отделяяих вместе. с фольгой 10 от электро 45 да 2. Затем фольга отделяется от образцов путем последовательного свертывания - стягивания с образца1 Фиг. 2 ), не создавая в нем заметныхнапряжений, а следовательно, какнх 5 О либо разрушений. Это связано с тем,что прочность сформированного образца примерно в 8-10 раз превышаетпрочность связи фольги с образцомна линии изгиба, Эта разница тембольше, чем тоньше применяемая Фоль 55 га, так как меньше становится уголотрыва. Необходимые качественные показатели образцов получают уже притолщине фольги 0,2 мм. Нижний пределтолщины фольги составляет 0,01 мм.60 Уменьшение толщины ниже 0,01 мм приводит к обрыву Фольги при снятиис поверхности образца и точечномупробою электричеством, Поэтому пределы толщин применяемой фольги со 5 ставляет отО,2 до 0,01 мм. Такое1073600 Предел прочностиобразца при изги.бе после электофореза кгпв/см Толщина фольги, мм усилие отрыва фольги) Разрушение 0,2 0,08 0,035 0,045 0,055 0,2 0,06 0,1 0,05 0,01 Обрыв фольги 0,005 отделение металлической фольги от образцов обеспечивает им стабильное, сохранение первоначально сформи.- рованных свойств, а именно прочности и качества поверхности. Результаты контроля свойств суспензий получают стабильными и объективными.Образцы получают электрофарезои при следующем режиме: напряжение постоянного тока 100 В, сила тока 1,5 А, продолжительность электроФореза 30 с.Электрофоретическое осаждеиие проводятнэ суспензии следующего состава, мас.В:Песок К 031541ПылевидныйкварцКП. . 44Электролит 20-ныйводный раствор гексаметофосфата чатрня ) 0,3Вода 14,7Вязкость суспензии по ВЗсоставляет 22 с. Из каждой свежей порции суспензии объемом 5 л форми 1еетт тттттювт юЮв Как видно из таблицы, усилие отрыва фольги от поверхности образца уменьшается с уменьшением ее толщины. При толщине фольги 0,2 мм усилие отрыва соизмеримо с прочностью образца, поэтому образец сохраняет свою целостность. Прн толщине фоль;руют электрофорезом по 3 образцаи испытывают в одинаковой с изготовлением очередности. При испытании определяют прочность при изгибеи усилие отрыва фольги от обраэда,изменяя материал фольги .и ее толщииуеИзготовление образцов проводят слегдующим образом;Разделительную пластину устрой ства облицовывают металлической фольгой из электропроводящего материалас коэффициентом электропроводностн410 ф - 6,41"10 ОьГ см - и прижимают полуформами из диэлектрика, 15 опускают собранную Форму в ванну сисследуемой суспензией. Затем проводят электрофорез, обсыпку, разборкуустройства, выдержку образца на воздухе в течение 30 мин н отделениефольги ож образца. Испытания образцана изгиб проводят по стандартнойметодикеРезультаты испытаний (средниепо трем измерениям 1 представлены втаблице ги 0,4 мм усилие отрыва превышает 60 Прочность образца и при отделениидеформирует и разрушает образец., Поэтому верхний предел толщины фольги выбирают равным 0,2 мм. При толщине фольги менее 0,01 мм происходит 65 ее разрыв и электрический пробой1073600 7 оставитель В. Лебеде ехред И.Асталош орректор Ю, Иакаренк Пет едакт 16/39 Тираж 823 ВНИИПИ Государственного комите по делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, РаушскаяПодписное к СССРийаб., д. 4/ Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,при подключении электрического тока,поэтому нижний.;предел толщины фольгйвыбирают равным 0,01 мм.Предлагаемое устройство позволяетполучать качественные образцы безих разрушений при применении Фольгис толщиной от 0,01 до 0,2 мм. Приизготовлении керамических образцовс применением известного способа 3получить стабильных результатов попрочности не удалось. В образцах,имелись микротрещины, деформации,а большинство образцов полностьюразрушалось. Положительный эффект от применения предлагаемого устройства достигают за счет повышения точности иэделий; сокращения Формовочных материалов, повышения культурыпроизводства.5 Предварительный расчет экономической эффективности показал, что .экономия средств составляет около2,8 руб на 1 кг литой продукции впроизводстве точного литья. учиты вая объеьы производства точноголитья годовой экономический эффект:может составить около 50 тыс.руб,только по литейному производству.