Способ изготовления изделий из слоистых пластиков горячего отверждения
Изобретение относится к технологии изготовления изделий из слоистых пластиков горячего отверждения и может быть использовано в машиностроении и других областях техники. Изобретение позволяет повысить технологичность способа и качество изделий за счет того, что в камере формования создают первоначальное давление, величина которого определяется зависимостью P<SB POS="POST">0</SB> = P<SB POS="POST">N</SB>(T<SB POS="POST">0</SB> + 273)/(T<SB POS="POST">N</SB> + 273)(1 + ΔV/V<SB POS="POST">0</SB>), где P<SB POS="POST">0</SB> - первоначальное давление, МПа P<SB POS="POST">N</SB> - давление формования при температуре отверждения, МПа T<SB POS="POST">0</SB> - начальная температура заготовки, °С T<SB POS="POST">N</SB> - температура отверждения заготовки, °С ΔV - объемная усадка материала заготовки, м<SP POS="POST">3</SP> V<SB POS="POST">0</SB> - свободный объем камеры формования, занимаемый газом, м<SP POS="POST">3</SP>. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫ Й КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
@пя9щу
1 +273 . AV
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (21) 4617780/05 (22) 09.12.88 (46) 30.07.91. Бюл. Q 28 (72) В.А.Цопа, Л,В.Чумак, B.Н.Льняной, А.В.Шувалов, В.А.Зубаткин и А.E.Ìèíåíêîâ (53) 678.027.94(088.8) (56) Углеродные волокна. Под ред. С.Симамуры. M.: Мир, 1987, с.86 — 90.
Авторское свидетельство СССР
tk 1388301, кл. В 29 С 43/20, 1987. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ
ИЗ СЛОИСТЫХ ПЛАСТИКОВ ГОРЯЧЕГО
ОТВЕРЖДЕНИЯ (57) Изобретение относится к технологии изготовления изделий из слоистых пластиков горячего отверждения и может быть использовано в машиностроении и других областях техники. Изобретение позволяет повысить
Изобретение относится к технологии изготовления изделий из слоистых пластиков горячего отверждения и может быть использовано в машиностроении и других областях техники.
Целью изобретения является повышение технологичности способа и качества иэделий.
Пример 1. Для получения детали из углепластика УП-УРАЛ-Тр-Эхо на оправку производят намотку ленты из ткани УРАЛ-Тр-3
2-15-Эхо (ТУ 6-06-4108-84), пропитанную фенолформальдегидным связующим ФН (ТУ 6-05-1187-75) до получения заготовки со следующими линейными размерами, мм: наружный диаметр 1800; внутренний 1600; длина 2000. После чего на заготовку устанавливают термостойкую мембрану из резины марки 51-3063 (ТУ 005274-76) и помещают в камеру формования с диамет„, Я „„1666322 Al (5ц5 В 29 С 43/20//В 29 1 9:00 технологичность способа и качество изделий за счет того, что в камере формования создают первоначальное давление, величина которого определяется зависимостью где Р— первоначальное давление, МПа;
Рл — давление формования при температуре отверждения, МПа;
tp — начальная температура заготовки, оС.
t — температура отверждения заготовки, С;
Л Ч вЂ” обьемная усадка материала заготовки, м;
Vo — свободный обьем камеры формования, занимаемый газом, м . 2 табл. ром 2000 и длиной 2000 мм. Определяют первоначальное давление формования Ро = фЯ("й) где Р— давление формования при отверждении заготовки, равное 4,0 МПа;
t — температура отверждения заготовки на основе фенолформальдегидного связующего марки ФН, равная 155 С;
t0 — начальная температура заготовки, равная 20 С;
V< — свободный объем камеры формования, занимаемый газом, равный 1,2 м; з.
ЛV — объемная Усадка материала заготовки. равная 0,21 м, следовательно
20+273 0,21
Ро =4,0(155+273 1 12 =3,22 МПа.
Создают в камере формования первоначальное давление азота, равное 3,22 МПа.
Производят нагрев до 155 С со скоростью
15о С ч с отсоединением камеры от источника давления. При этом достигается давление формования, равное 4,0 МПа за счет теплового расширения азота.
При достижении температуры отверждения 155О С и давления формования 4,0 МПа производят отверждение заготовки в течение времени, взятого из расчета 15 мин на 1 мм толщины заготовки. После чего заготовку охлаждают и направляют на последующую технологическую операцию, например на мехобработку, При отверждении заготовку
Вакуумируют для отвода летучих продуктов реакции поликонденсации фенолформальдегидного связующего марки ФН, В табл.1 приведены сравнительные характеристики предлагаемого способа и способа-и рототипа, Пример 2. При изготовлении детали слинейными размерами,,что и в примере 1, иэ стеклопластика на основе эпоксидного связующего ЭДТ IO (ОСТ 92-0957 — 74) и наполнителя стеклотрикотажной ткани ФО-1,1 (ТУ6 — 11-302 78), производят намотку ткани на оправку, устанавливают на заготовку термостойкую мембрану в виде резинового мешка иэ резины марки 51 — 3063(ТУОО5274 — 76), помещают в камеру формования,где создают первоначальное давление формования, определяемое по формуле +Я (N/) где тл — температура отверждения заготовки„равная 160 С;
Р— давление формования при температуре отверждения, равное 1,0 МПа; т — начальная температура заготовки
20 С;
AV — объемная узсадка материала заготовки, равная 0,32 м, следовательно
Р =101- +273 (1 0321=086 МП (160+273 (1,2 )
Производят нагрев до 160 С со скоростью 15 С/ч с отсоединением камеры от источника давления. При атом достигается давление формования, равное 1,0 МПа эа счет теплового расширения азота.
При достижении температуры отверж5 дения 160 С и давления формования 1,0
МПа производят отверждение заготовки в течение времени, взятого из расчета 5 мин на
1 мм толщины заготовки, Ilocne чего заготовку охлаждают и направляют на последующую
10 технологическую операцию„например, на мехобработку.
В табл.2 приведены сравнительные характеристики способа в соответствии с изобретением и известного способа-прототипа.
15 Как видно из данных табл.1 и 2 предлагаемый способ позволяет повысить технологичность и качество изделий, а также сократить расход азота.
20 Формула изобретения
Способ изготовления изделий иэ слоистых пластиков горячего отверждения, включающий формирование заготовки на оправке, установку герметичной мембраны на
25 заготовку, помещение заготовки в термическую камеру формования, создание давления формования газом, нагрев до температуры отверждения материала заготовки с отсоединением от источника давления, отвержде30 ние заготовки и охлаждение-, о т л и ч à Ioшийся тем, что, с целью повышения технологичности способа и качества иэделий, в камере формования создают первоначальное давление, величина которого
35 определяется зависимостью: = КЩ() где Р— первоначальное давление, МПа;
Рл — давление формования при темпера40 туре отверждения, МПа;
to — начальная температура заготовки, оС, tn — температура отверждения заготовки ОС
45 Л Ч вЂ” объемная усадка материала заготовки, м;
Vo — свободный объем камеры формования, занимаемый газом, мэ.
1666322
Способ
Сравнительные характеристики
Прототип
Предлагаемый о
Нагрев до 155 С
Исключается
Исклочается
Исключается. Исключается
То ке
То ше
34
Расход азота при формовании заготовки, м 47,0
38,6
9,0
Среднее значение плотности материала заготовки, кг/м 1290
1420
Основные технологические операции
Количество основных операций
Время формования заготовки, ч
Количество сбрасываемого нагретого азота в атмосферу при его
I тепловом расширении для обеспечения давления 4,0 MIIa, мЗ
Характеристика качества изделия.
Намотка материала ил оправку
Установка разделительной мембраны (резинового мешка) Создание давления фориования в камере, равного 2,55 МПп
Тепловое расширение газа в камере формования при его нао греве до 155 С обеспечипает давление 3,17 МПа
Дополнительно необходимо произвести подключение камеры формования к источнику дав ления
Создание донолннтального давления в камере формовапил, равное 0,83 МПа, т,е. полное давление в камере формования достигает величины
3,17 + О,В3 * 4,0 à
Производят дополнительный нагрев охланденного азота из-за подачи в камеру формоваиия холодного азота,по п.6 дп
155 С
Производят сброс азота в камере формования в атмосферу при нагреве камеры до 155 С для обеспечения давления
4,0 МПа
Отверкденпе заготовки из расчета 5-30 мин на 1 им ее толщины при давлении 4,0 МПа и температуре 155 С
Производят охлашдение отверкCt денной заготовки до 60 С и сброс давления
Таблица .1
Намотка материала на оправку
Установка разделительной мембраны (резинового мешка) Создание первоначального данления формования в камере равнощ3,22 МПа о
Нагрев до 155 С
Тепловое расширенне газа в камере формования при его на, греве до 155 С обеспечивает давление 4,0 МПа
8 продолжение табл. 1
1666322
) Среднее значение разрушающего напряжения при сжатии, кгс/си
Параллельно слоям по кольцу
1900
1200
Параллельно слоям вдоль оси
Среднее вначение раз" руиающего напряжения при растяжении, кгс/см
1700
950
Параллельно слоям по кольцу
900
550
Параллельно слоям вдоль оси
250
1SO
Таблица2
Сравнительные характер
Количество основных технологическ
Времй формования заготовки, ч
Расход азота, мз
Количество сбрасываемого нагретог
Феру. м
Характеристики качества изделия
Среднее значение плотности материал кг/и
Среднее значение разрушающего на сжатии, кгсlсм:
Параллельно слоям по
Параллельно слоям вд
Среднее значение разрушающего на растяжении, кгс/см2:
Параллельно слоям по
Па аллально слоям а
Составитель А. Рожков
Редактор Ю. Середа Техред М,Моргентал Корректор О. Кравцова
Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101
Заказ 2487 Тираж 401 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
