Главная > Производство

Производство керамических изделий

Керамика является одним из древнейших материалов, используемых для изготовления посуды и художественных изделий. Она обладает рядом положительных свойств: прочностью, термостойкостью, экологической и химической безопасностью, изделия из нее обладают высоким эстетическим потенциалом, это и определяет ее широкое использование.
Керамика — это изделия из глины (или глинистых веществ) с минеральными добавками или без них, полученные путем формования и последующего обжига. Для улучшения потребительских эстетических свойств керамику покрывают глазурью.
В производстве керамики используются следующие материалы:
•    пластичные — глины и каолин (мономинеральная порода, состоящая из каолинита);
•    отощающие, снижающие усадку при сушке и обжиге — кварцевый песок, глинозем, бой фарфора и фаянса, шамот;
•    плавни, снижающие температуру спекания и создающие стекловидную фазу — полевой шпат и пегматит;
•    материалы для глазури.
В качестве факторов, формирующих потребительские свойства и качество керамических художественных изделий, выделяют вид керамики, способ формования и вид декорирования.
В зависимости от строения различают тонкую керамику (черепок стекловидный или мелкозернистый) и грубую (черепок крупнозернистый). Основными видами тонкой керамики являются: фарфор, полуфарфор, фаянс, майолика, а грубой — гончарная керамика.
Фарфор имеет плотный спекшийся черепок белого цвета (иногда с голубоватым оттенком) с низким водопоглошением (до 0,2 %), при ударе издает высокий мелодичный звук, в тонких слоях может просвечивать. Ввиду парного обжига изделий край борта или основание изделия не покрыто глазурью. Сырьем для производства фарфора служат каолин, песок, полевой шпат и другие добавки.
Полуфарфор по свойствам занимает промежуточное положение между фарфором и фаянсом, черепок белый, водопоглощение — 3—5 %, используется в производстве посуды хозяйственного назначения.
Фаянс имеет пористый белый черепок с желтоватым оттенком, пористость черепка — 9—12 %. Ввиду высокой пористости изделия из фаянса полностью покрываются бесцветной глазурью. Глазурь имеет невысокую термостойкость, поэтому данный вид керамики находит применение в производстве столовой посуды повседневного использования. Вырабатывают его из бело-жгущихся глин с добавлением мела и кварцевого песка.
Майолика имеет пористый черепок, водопоглощение около 15 %, изделия имеют гладкую поверхность, высокий блеск, малую толщину стенок (что определено способом формования — литьем), покрываются цветными глазурями и могут иметь декоративные рельефные украшения. Для производства майолики применяют беложгущиеся глины (фаянсовая майолика) или красножгущиеся глины (гончарная майолика), плавни, мел, кварцевый песок.
Гончарная керамика имеет черепок красно-коричневого цвета (используются красножгущиеся глины), большой пористости, водопоглощение до 18 %. Изделия могут покрываться бесцветными глазурями, расписываются цветными глиняными красками — ангобами. Ассортимент представлен кухонной и хозяйственной посудой (горшки для жаркого, крынки для молока) и декоративными изделиями.
Процесс производства керамических изделий в упрощенном виде можно представить следующими этапами:
•    подготовка сырья;
•    получение керамической массы;
•    формование (ручное или механизированное), литье, полусухое прессование;
•    сушка и правка;
•    первый обжиг;
•    глазурование;
•    политой обжиг;
•    декорирование.
Качество художественных изделий из керамики определяется их внешним видом, долговечностью, соответствием функциональному назначению и другим техническим показателям.
Специфика изготовления керамических изделий связана с возможностью возникновения большого числа производственных дефектов на различных стадиях данного процесса.
Дефекты внешнего вида подразделяются на дефекты черепка, глазури и дефекты декорирования. Дефекты черепка формируются на этапах подготовки массы, формования (литья), сушки и первичного обжига. Некоторые из них заметны сразу, а другие (например, пятна) могут проявиться только после обжига. Поэтому для ручного и механизированного формования необходимо все инструменты содержать в безукоризненной чистоте.
Глазури — глянцевидные сплавы, расплавляющиеся на глиняном черепке слоем толщиной 0,12—0,40 мм. Назначение глазури — прикрыть пористый черепок изделий плотным и гладким слоем; придать изделию с плотным черепком повышенную механическую прочность и хороший внешний вид; гарантировать диэлектрические свойства; защитить декор от механического и химического воздействия.
Декорирование — художественное оформление готового изделия с применением деколей, штампов и т. п. Штамп используют при декорировании изделий повторяющимися мотивами. Для нанесения штампа на край изделия применяют штемпельный ролик.
Заключительная операция по обработке керамического изделия — шлифование края и ножки изделия.
Дефекты формования изделий и причины их возникновения
Ручное формование
Дефект: полуфабрикат прилипает к форме.
Причина: массу закладывали в форму мокрыми руками, влажность массы неравномерная, шаблон не очищен от прилипшей массы, шаблон установлен неправильно.
Дефект: царапины и борозды.
Причина: недостаток массы в форме.
Механизированное формование
Дефект: прогиб дна (обычно становится заметным только после политого обжига).
Причина: недостаточное нагревание центральной части формующего ролика, недостаточно выдержан вакуум, загрязнен формующий ролик.
Дефект: деформация края, заметная после обжига.
Причина: заготовка массы положена не в центр формы или смята, загрязнена поверхность рабочего кулачка, мягкая масса.
Дефект: трещины по краю.
Причина: использованы новые или загрязненные формы, высокая температура сушки, малое вакуумирование массы.
Дефект: трещины по ножке.
Причина: высокая температура ролика, низкая скорость формования, быстрая или односторонняя сушка, смещение центра ролика при наклоне.
Дефект: шероховатая поверхность полуфабриката.
Причина: большая всасывающая способность гипсовых форм, перегреты формы, плохо действует вакуум, изношены гипсовые формы.
Дефекты литья и причины их возникновения
Дефект: разная толщина черепка.
Причина: несоблюдение заданного времени набора черепка, недостаточно или односторонне высушены формы, одновременно используются новые и старые формы.
Дефект: деформация.
Причина: полуфабрикат прилипает к форме, рано вынут из формы, небрежное извлечение полуфабриката из формы, неравномерная сушка, иногда из-за сквозняка.
Дефект: трещины.
Причина: долгое выдерживание полуфабриката в форме, быстрая или односторонняя сушка, неаккуратная подрезка края горловины или носика, расслоение массы из-за недостаточного перемешивания шликера в форме.
Дефект: пятна.
Причина: загрязненная или расслоившаяся масса, изделие вынимали из формы мокрыми руками.
Дефекты сушки
Причину дефектов, появляющихся в процессе сушки, часто трудно установить, так как это может быть не только нарушение режима, но и отклонения от технологических параметров на предыдущих этапах производства.
Существенное влияние на результат сушки оказывает состав массы. Высокое содержание глинистых составляющих и, как следствие, большое количество воды набухания при неправильно выбранном режиме сушки обусловливают появление дефектов. Во время сушки в черепке образуются большие перепады влажности, из-за чего происходит деформация полуфабриката.
Причина деформации может быть заложена в технологии формования. Большая разница между частотами вращения шпинделя и ролика так же, как и сильное давление ролика, разрыхляет черепок, который из-за этого разрушается при нагревании во время сушки.
Наряду с упомянутыми выше основными видами дефектов встречаются также и специфические для каждого способа сушки.
Дефект: деформация и трещины, приводящие к разрушению изделия.
Причина: интенсивная сушка, не учитывающая возможности перемещения влаги в полуфабрикате.
Дефект: появление пятен ржавчины.
Причина: несоблюдение правил эксплуатации сушилок; металлические детали не покрыты антикоррозионной краской.
Дефекты обжига
Обжиг — один из важнейших технологических этапов в производстве керамических изделий. Он оказывает решающее влияние на результат всего технологического процесса.
Обжиг проходит в два этапа.
1.    Первый обжиг. Назначение — очистить, упрочнить черепок, так как относительно тонкий черепок необожженных изделий при глазуровании размокает и не выдерживает механического воздействия. Затем на поверхность изделия наносят слой глазури.
2.    Политой обжиг. Назначение — равномерное растекание глазури, окончательное спекание черепка.
Дефекты первого обжига и причины их возникновения
Дефект: серая окраска.
Причина: налет серы во время первого обжига (заметен только после политого обжига).
Дефект: трещины.
Причина: слишком быстрое нагревание или охлаждение.
Дефект: деформация.
Причина: неровная поверхность опоры, одностороннее воздействие температуры.
Дефекты политого обжига и причины их возникновения
Дефект: трещины с заплавленными краями.
Причина: скачок температуры в процессе нагревания.
Дефект: трещины с острыми краями.
Причина: скачок температуры во время охлаждения.
Дефект: деформация.
Причина: пережог, часто также дефект формования.
Дефект: желтая окраска.
Причина: запоздалое или недостаточное восстановление.
Дефект: голубоватый оттенок.
Причина: рано начато восстановление, недостаточная выдержка при максимальной температуре.
Дефект: наколы.
Причина: нарушение газового режима обжига, попадание в глазурь карбида кремния.
Дефект: серая окраска.
Причина: наличие серы в топливе.
Дефект: коричневатые края, а также матовые пятна и налеты на глазури.
Причина: дымовые газы в зоне охлаждения.
Дефект: недостаточная просвечиваемость, матовая поверхность.
Причина: низкая температура или недостаточная продолжительность обжига.
Дефект: высокая просвечиваемость, вспучивание.
Причина: пережог.
Дефект: прыщи.
Причина: недостаточная температура первого обжига или восстановление начато ниже температуры 980 °С.
Дефекты глазурования, причины их возникновения
и способы предотвращения
Дефект: сборка глазури.
Причина: загрязнение изделия жиром, сажей, пылью.
Предотвращение дефектов: соблюдать чистоту, тщательно обеспыливать поверхность, при налете сажи повторно обжигать.
Дефект: цек (сетка трещин на глазурном слое).
Причина: слишком тонкий помол.
Предотвращение дефектов: контролировать степень помола.
Дефект: натек (утолщение).
Причина: неправильное глазурование, очень толстый слой глазури, недостаточная частота вращения изделия при поливе, высокая плотность глазури.
Предотвращение дефектов: тщательно очищать пли слипать остатки глазури, контролировать плотность глазури (при необходимости уменьшать её), проверять оборудование
Дефект: приплавление к подставке.
Причина: остатки глазури на опорных поверхностях, грязная вода в машине для зачистки глазури.
Предотвращение дефектов: обеспечивать равномерное прижатие изделия к зачищающей ленте, чаще менять воду или использовать проточную.
Дефект: плешина.
Причина: отскакивание или стирание глазури.
Предотвращение дефектов: избегать столкновения изделий при загрузке и обработке, приклеивать ножку неустойчивого изделия.
Дефект: выгорка.
Причина: остатки пыли.
Предотвращение дефектов: обеспечивать хорошую обдувку и влажную замывку полуфабриката.
Дефект: заглазурованная засорка.
Причина: кусочки массы в глазури или на поверхности изделия после первого обжига.
Предотвращение дефектов: чаще процеживать глазурь через сито, улучшить контроль изделий перед глазурованием.
Дефект: неровная, волнистая глазурь.
Причина: сильная струя глазури, большая частота вращения шпинделя.
Предотвращение дефектов: проверить оборудование и настроить его заново, проверить состав глазури и температуру политого обжига.
Дефект: трещина.
Причина: велик температурный коэффициент линейного расширения глазури.
Предотвращение дефектов: проверить состав глазури.
Дефект: отекание глазури.
Причина: плотная глазурь, завышена температура политого обжига.
Предотвращение дефектов: проверить плотность глазурной суспензии, состав глазури и температуру политого обжига.
Дефект: вскипание глазури (пузыри и прыщи).
Причина: быстрый подъем температуры во время обжига, глазурь расплавилась до окончания выделения газов из черепка.
Предотвращение дефектов: проверить режим политого обжига.
Дефект: булавочные наколы.
Причина: лопнувшие, но не закрывшиеся пузырьки воздуха в глазури, узкий интервал плавления глазури.
Предотвращение дефектов: расширить интервал плавления глазури.
Дефект: матовость.
Причина: кристаллизация глазури вследствие воздействия S02 из печных газов, низкая температура политого обжига.
Предотвращение дефектов: проверить режим политого обжига.
Дефекты декорирования изделий деколями и причины их возникновения
Дефект: остатки бумаги под изображением.
Причина: недостаточное размягчение деколи, водонепроницаемые места (масло, пятна лака) на бумаге: на этих местах образуются пузыри, которые разрушают изображение.
Дефект: вскипание краски.
Причина: недостаточно тщательное расправление деколи, остатки воды под деколью.
Дефект: пузыри.
Причина: недостаточно выдавлены вода и воздух из-под деколи, пузыри при обжиге лопаются, разрушая в этих местах слой краски.
Дефект: складки.
Причина: плохое расправление и небрежное наложение деколи на искривленные поверхности.
Дефект: белесые пятна после обжига.
Причина: использована загрязненная или жесткая вода, изделия плохо протерты.
Дефект: загрязнения после перевода деколи.
Причина: небрежная протирка изделия.
Дефект: ломкая деколь.
Причина: плохой лак, низкое качество бумаги.
Дефекты при нанесении штампа и причины
их возникновения
Дефект: отпечаток штемпеля расплющен.
Причина: жидкий препарат золота, неравномерное давление на штемпель, толстый слой лака.
Дефект: отпечаток штемпеля неполный (нет отдельных мест рисунка).
Причина: густой препарат золота, на изделии были жирные пятна (отпечатки пальцев), недостаточно клейкий лак.
Дефект: штемпель воспроизводит тонкие контуры.
Причина: штемпель износился, его следует заменить.
Дефект: загрязненный отпечаток.
Причина: загрязненный штемпель (волокна и др.).
Дефект: отпечаток подложки штемпеля.
Причина: подложка выступает за пределы изображения.
Дефект: сильное или слабое прилипание пудровальной краски.
Причина: неравномерно нанесена пленка лака.
Дефект: царапины на отпечатке, остатки пудровальной краски в углублениях под ручками и внутри полых изделий.
Причина: неосторожное припудривание и недостаточный контроль.
Дефект: различный тон изделий.
Причина: добавлено разное количество керосина, плохой сравнительный контроль.
Дефект: отклонение цвета смешанных красок.
Причина: несоблюдение рецепта смешения.
Дефект: стирание контуров рисунка.
Причина: излишнее количество керосина или чрезмерное удаление пудровальной краски.
 

<<< Как правильно выбирать шампанское
Драгоценные металлы и изделия из них. >>>

Рейтинг:
  • Итоги рейтинга 2.60/5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
2.6/5 (5 голосов)
любовь 2013-02-10 20:44:04
класс

[Ответить] [Ответить с цитатой]
↑ 0 ↓

Страницы: [1]

Оставить комментарий

Ваше имя:
Ваша почта:

RSS
Комментарий:
Введите символы: *
captcha
Обновить