Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Благодаря её однородности и изотропности свойств по объёму, низкому истинному значению температурного коэффициента линейного расширения и хорошему сочетанию диэлектрических характеристик, она постепенно увеличивает область эксплуатации: от тиглей и дозаторов до ядерной техники и т. д. [4]. Классический метод формования заготовок — шликерное литьё в пористые формы. Несмотря на широкое распространение, у данного способа существует два главных недостатка в случае получения толстостенных изделий с толщиной стенки порядка 50 мм — это длительное время набора и получение неудовлетворяющего распределения значений параметров кажущейся плотности и прочности в объёме. Они являются отрицательными характеристиками процесса, влияющими на экономический фактор использования шликерного литья в производстве [5]. По этой причине после ознакомления с несколькими оптимизирующими процессами формования, представленных в работе [ 6 ], было принято решение применить альтернативный способ — электрофоретическое формование, чтобы сократить время набора, уменьшить долю изделий с дефектами и увеличить экономическую выгоду с помощью снижения трудоёмкости процесса получения заготовок [7]. Результаты исследований Технология получения изделия включает в себя ряд технологических процессов [ 8 ]. На первом этапе происходит приготовление шликера: получают суспензию размолом кварцевого стекла в шаровых мельницах и стабилизируют её несколько суток. После получения заданных для материала параметров, входящих в определённый диапазон свойств, осуществляют электрофоретическое формование. C течением времени происходит уплотнение и упрочнение заготовки, далее производится сушка для удаления оставшейся жидкости. После заготовку обжигают при высоких температурах. Важной технологической составляющей является подбор температурного режима с получением образцов без включений кристобалита. На заключительном этапе производят механическую обработку заготовки до требуемых размера и формы. В основе принципа электрофоретического формования лежит осаждение твёрдых частиц из стабилизированной суспензии на формующий электрод (анод) под действием электрического поля. Сверху размещают противоположный электрод, в котором делают небольшие отверстия для просачивания шликера в основной объём для набора из литниковой зоны (избыток шликера). В центре располагают неактивный сердечник из эпоксидной смолы, обусловливающий специфику формы образца. Для материала электродов используют медь, не создающую дефектов на поверхности заготовки и не окрашивающую её. При проведении исследования необходимо разместить электроды на одинаковом расстоянии друг от друга, чтобы создать равномерное электрическое поле и поддерживать значение силы тока постоянным, так как с течением времени наблюдается уменьшение силы тока из-за увеличения набранного изолирующего слоя заготовки на электроде и роста сопротивления в цепи. Ранее в работе [9] было подобрано оптимальное значение силы тока (16 мА) для бездефектного формования исследуемой заготовки с конкретными заданными параметрами изделия. Важно, однако, учесть, что на дальнейшие свойства изделия влияет не только общее значение плотности, но и плотность отдельных фрагментов заготовки. Представленные на рисунке данные учитывают распределение плотности образца на различных частях заготовки. Из анализа полученных результатов следует отметить, что наименьший разброс значений по плотности заготовки, которая отформована при силе тока, равной 16 мА. Полученные значения плотности соответствуют заданным для исследуемого материала характеристикам для достижения высокого уровня свойств и избегания дефектов. Для наглядного сравнения свойств двух методов была получена заготовка с помощью электрофореза при выбранном значении силы тока и отформована заготовка таких же размеров (толщиной 70 мм, высотой 50 мм) методом шликерного литья в гипсовую форму. При сравнении двух способов получения заготовок, выявлено несомненное преимущество, которое заключается в значительном сокращении (в 23 раза) времени набора: при использовании метода электрофоретического литья формование происходило 40 мин, в гипсе же заготовка набиралась 15 ч. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 255-259. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 255-259. © Конкина К. А., Маслова Е. В., Перкин Ю. А., 2024 256