Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2025(16))

В последние годы в связи с увеличением потребности в изделиях из кварцевой керамики перед предприятиями-производителями стоит сложная задача по снижению технологических (производственных) потерь и увеличению выхода годной продукции. Для решения этой задачи проведены комплексные мероприятия по анализу причин появления технологических потерь на всех ключевых стадиях технологического процесса. Традиционно для получения изделий из кварцевой керамики применяют метод шликерного литья в гипсовые формы. Метод является технологически отработанным и имеет множество преимуществ: применение для изготовления изделий различного назначения и формы; экономический фактор вследствие использования доступных и недорогостоящих материалов для процесса (гипс, вода и небольшой процент химических добавок для стабилизации суспензии) [1]. Несмотря на это, у данного метода имеются и существенные недостатки: низкая производительность вследствие длительности процесса, ограниченный срок службы гипсовых форм (25-40 отливок), неравномерность свойств заготовок как по высоте, так и по объему, флуктуация тепловой энергии в объеме заготовки во время процессов сушки и обжига вызывает локальные усадки, приводящие к возникновению растягивающих напряжений. Указанные факторы являются одними из основных причин появления пор, трещин и других дефектов на этапе структурообразования материала, которые чаще всего обнаруживаются на полностью обработанной керамической детали методом визуально-оптического контроля [2]. Задача снижения количества дефектов керамических изделий достигалась за счет дорогостоящих и длительных экспериментов по совершенствованию технологии на всех этапах изготовления, отработки и внедрения методов неразрушающего контроля. Разработанные и внедренные в настоящее время методы оптимизации технологии получения изделий, в том числе и мероприятия организационного характера, позволили значительно (в несколько раз) увеличить производительность. Таким образом, совершенствование технологии получения изделий из кварцевой керамики подошло к пределу своих возможностей. Для поиска альтернативных путей увеличения выхода годных изделий был проведен анализ брака, выявляемого на различных стадиях технологического процесса, исследовано его влияние на работоспособность изделия и осуществлен поиск возможных путей его устранения. На операции механической обработки вскрываются все виды брака, заложенные на предыдущих операциях. Виды дефектов, вскрывшиеся на операции механической обработки, представлены в таблице и на диаграмме (рис. 1). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 2. С. 83-88. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 2. P. 83-88. Виды дефектов в процессе изготовления изделий Вид дефектов Количество, % Трещины 50 Трещина по включениям 36 Включение 10 Прочее (кристобалит, отклонение от допуска формы) 4 Итого 100 4 1 □ 1-Трещины-50% D D 2-Трещины во j включении - 36 % □ 3-Включения -10 % □ 4 -Прочее - 4% Рис. 1. Дефекты, выявляемые в процессе изготовления изделий Из представленных данных видно, что среди дефектов керамических изделий наибольшую долю (86 %) составляют трещины (учитывая трещины, определяемые во включениях). При этом многолетний опыт изготовления и испытаний крупногабаритных изделий из кварцевой керамики © Медведев А. В., Харитонов Д. В., Анашкина А. А., Маслова Е. В., Коваленко П. В., 2025 3 2 84