Файл: Степнов И.Е. Конструирование форм для стеклянных изделий.pdf

технологией их изготовления, а также с теплофизическими и меха­ ническими свойствами основного материала деталей форм.

Эффективность защиты поверхностей форм зависит от корро- зио-, жаро- и износостойкости материала покрытия, прочности его сцепления с основным металлом формы, близости их термических коэффициентов.

Покрытие, кроме того, должно быть плотным, хорошо обраба­ тываться режущим инструментом и приобретать высокую чистоту поверхности после полировки.

Остановимся кратко на некоторых прогрессивных способах за­ щиты формующих поверхностей деталей форм, весьма эффектив­ ных для стекольной промышленности.

Хромирование. Нанесение защитного слоя хрома возможно нес­ колькими способами, упомянутыми выше, однако большее рас­ пространение в стекольной промышленности получил метод эле­ ктролитического хромирования. Хромирование форм в последние 25—30 лет применяется на стекольных заводах ГДР, ФРГ, США, Франции, Англии, Чехословакии и других стран.

Хромируют чугунные и стальные пресс-формы для ручных и ав­ томатических прессовых стеклоформующих машин, а также для тарного стекла.

Толщина хромовых покрытий колеблется от 5 до 40 мкм. Наи­ более тонкий слой покрытия применяется в ГДР (от 6,5 до 8,5 мкм), наиболее толстый — в США (от 30 до 40 мкм).

Процесс хромирования состоит из следующих основных операций: подготовки форм к хромированию, подготовки установок для хро­ мирования и электролита, собственно хромирования и обработки форм после хромирования.

Хромируются исправные формы, очищенные от нагара и отполи­ рованные до шероховатости не более 0,3—0,5 мкм. Вспомогательные

слоя хрома с основой рабочие поверхности деталей форм протрав­ ливают кратковременным смыванием НС1, разбавленной в отноше­ нии 1:1 или электролитическим кратковременным протравливанием бывшим в употреблении электролитом. Для хромирования деталей применяют электролиты следующего состава: хромовый ангидрид

С г О з —220—270 кг/м3, серная кислота H 2S O 4—0,8—2 кг/м3.

Такая ванна обладает высокой скоростью выделения хрома, дает равномерное твердое покрытие, но требует регулярного анали­ тического контроля и пополнения С г О з , поэтому на некоторых за­ водах применяют электролит с концентрацией Сг03 до 420 кг/м3.

Режим хромирования следующий: температура электролита —

ной плотности. С помощью толчков тока и вспомогательного анода достигают надежного хромирования глубоких впадин гравюры формы.

200

Продолжительность хромирования 0,5—1 ч при толщине слоя

20—30 мкм.

При хромировании деталей форм со сложным профилем лучшие результаты получаются в случае применения саморегулирующегося электролита следующего состава: хромовый ангидрид СгОз — 250±25 кг/м3, сернокислый стронций SrSCX—6+ 0,1 кг/м3, кремне­ фтористый калий K2S1F6—20 кг/м3.

точной ванне, а затем тщательно промывают в холодной проточной воде и просушивают. Хромовое покрытие на ровных поверхностях гладкое, а на выступах имеет небольшие наросты, которые удаля­ ются корундовым бруском или наждачным полотном. Высокая чи­ стота поверхностей после покрытия достигается полированием.

Хромирование существенно улучшает качество поверхностей прессованных изделий, повышает стойкость форм по коррозийному и абразивному видам износа в 5—10 раз. Термостойкость форм повышается незначительно, на формующих поверхностях появля­ ется сетка трещин, что обусловливается малой пластичностью и- большой разностью коэффициентов линейного расширения хро­ ма и основы — чугуна или стали.

Никелирование. За последние годы при изготовлении форм на­ ходит применение химическое никелирование взамен хромирования.

Сущность этого метода состоит в том, что на стальных или чу­ гунных деталях, погруженных в горячий щелочной раствор, содер­ жащий соль никеля и небольшое количество гипофосфита, осаж­ дается слой, внешне очень похожий на никелевое покрытие, полу­ ченное электролитическим способом. Состав этого слоя: 96—97% никеля и 3—4% фосфора.

Главной особенностью химического никелирования является воз­ можность нанесения им равномерного по толщине слоя на любые участки деталей сложного профиля.

По износостойкости и химической стойкости никель-фосфорные покрытия не уступают хромовым. У никель-фосфорных покрытий с повышением температуры до 400° С твердость не снижается, а при нагреве до 550° С остается весьма высокой. Фосфидная пленка, об­ разующаяся при химическом никелировании, благоприятно влияет на эксплуатационные качества пресс-форм, препятствуя прилипа­ нию стекломассы к формующим поверхностям и образованию на них задиров. Химическое никель-фосфорное покрытие обладает хо­ рошей износостойкостью при температуре до 853 К (580°С), высо­ кой жаро- и термостойкостью.

По данным фирмы «ОМКО» (США) выпуск годной продукции в никелированных формах в 2—3 раза больше, чем из обычных стеклоформ, исключается или сводится к минимуму применение смазки. Кроме того, никелирование химическим осаждением проще и дешевле, чем хромирование. При этом процессе не требуются

201

аноды и не появляются наросты на краях. Никелевое осаждение очень хорошо пристает к чугуну.

Высокая вязкость никеля и незначительная разность в коэффи­ циентах термического расширения с чугуном и сталью обусловли­ вают возможность повышения термомеханической выносливости деталей форм при циклически изменяющихся температурах.

Во Всесоюзном научно-исследовательском и проектно-конст­ рукторском институте стекольного машиностроения (ВНИПКИстекломаш) разработан и внедрен на некоторых заводах технологиче­ ский процесс химического никелирования, приведенный ниже.

Детали, подлежащие никелированию, осматриваются с целью выявления дефектов — следов окалины, ржавчины, заусенцев, ско­ лов и др. Формующие поверхности обрабатываются до чистоты не менее 7 кл., а затем обезжириваются.

Обезжиривание производится в растворе следующего состава,

пература раствора 293 К (20°С).

После обезжиривания детали промывают в горячей и холодной воде, декапируют в 15—20%-ном растворе соляной кислоты и вновь промывают в холодной и горячей воде.

Для химического никелирования применяют раствор следующего состава, кг/м3: хлористый никель — 21, гипофосфит натрия—24, уксуснокислый натрий— 10, малеиновый ангидрид— 1,5. pH рас­ твора 4,5—5,0 температура 359—361 К (86—88°С), продолжитель­ ность никелирования 50—60 мин.

Химическое никелирование производится в следующем порядке. В ванну наливают теплую чистую воду, а затем всыпают необходи­ мое количество хлористого никеля, уксуснокислого натрия и подо­ гревают до рабочей температуры. После этого добавляют расчет­ ное количество гипофосфита натрия и малеинового ангидрида.

Детали, подлежащие никелированию, быстро загружают в рас­ твор. Плотность загрузки не должна превышать 10 м2 поверхностей деталей на 1 м3 раствора. С целью увеличения поверхностной твер­ дости покрытия и улучшения сцепления никелевого слоя с основ­ ным металлом детали термообрабатывают в электропечи при тем­ пературе 673±20 К в течение 1 ч. Охлаждают детали на воздухе.

Твердость исходного материала (чугуна) НВ = 1400—1700 МПа (140—170 кгс/мм2); микротвердость никелевого слоя до термообра­ ботки Н В 5о = 400— 4500 МПа (400— 450 кгс/мм2), после термообра­ ботки — 8000—9000 Па (800—900 кгс/см2) .

Толщина никелевого слоя 14—18 мкм. Детали после никелиро­ вания должны быть блестящими, гладкими.

Нанесение покрытий напылением. Для восстановления изно­ шенных и повышения износостойкости новых форм весьма эффек­ тивно нанесение покрытий распылением и наплавлением сплавов (колмоной, эуталлой и др.).

'202

Г л а в а X I

ЭКСПЛУАТАЦИЯ СТЕКОЛЬНЫХ ФОРМ

ИУХОД ЗА НИМИ

1.Основные правила эксплуатации форм

Очень важно строго соблюдать рациональный режим эксплуа­ тации форм, правила ухода за ними и защиты формующих по­ верхностей от износа как при работе, так и при хранении. При установке форм на стеклоформующих машинах необходимо, чтобы оси сопрягающихся цилиндрических и конических поверхностей форм II машин (отверстие стола, гнездо и корпус формы, пуансон, кольцо, поддон) точно совпадали, образуя прямую вертикальную линию. Все соприкасающиеся горизонтальные плоскости стола, кор­ пуса формы, поддона, кольца, прижимного приспособления дол­ жны быть строго параллельны друг другу и перпендикулярны об­ щей вертикальной оси. Несовпадение вертикальных осей и непа­ раллельность плоскостей вызывают перекосы, быструю односто­ роннюю срабатываемость деталей, и в результате получаются

Известны также высококачественные смазки для форм, приме­ няемые за рубежом, например, смазка клинмоульд фирмы «Оссо Интернациональ» (США). Эта смазка имеет модификации: клин- моульд-30 — для черновых и чистовых форм, поддонов, колец; клинмоульд-99 — более густая, чем клинмоульд-30, может быть при­ менена для черновых форм и от трещин в чистовых формах; клнн- моульд-8 — светлая, с вязкостью распыления, качества те же, что и марок 30 и 99.

По утверждению фирмы смазка форм клинмоульдом произво­ дится через каждые 45 мин.

На Константиновском заводе стеклянных изделий смазку клин­ моульд применяли на стеклоформующей машине «Руаран-7» при выработке бутылок для шампанского емкостью 0,8 л, весом по 980 г. Эта смазка обладает многими положительными качествами: она гомогенна, дает высокую адгезию с рабочими поверхностями форм

203