Устройство для наполнения емкостей

 

О Il И С А Н И E (683996

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 19. 09. 75 (21) 2175935/05 (51)M. Кл.

С 08 J 5/00

В 29 С )1/00 с присоединением заявки №вЂ”

Гвсудврстеаиаб кеиктет (23) Приоритет

Опубликовано 15.09 ° "9 ° Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 25. 09. 79

lie делам кзебретеинй и втерытий (53) УДК

678.898(088.8) Ю.Ф.Дуничев, P.Ñ.Ñåëåçíåâ, И.П. Князькин и А.К.Пугачев (72) Авторы изобретен ия (7I ) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА

Изобретение относится к переработ ке политетрафторэтилена, s. частности к изготовлению изделий сложной формы из . политетрафторэтиленовых гранульных порошков (в СССР - фторо5 пласта 4).

Известно, что политетрафторэтилен (ПТФЭ) не переходит при нагревании в вязкотекучее состояние, вследствие чего изделия из него изготавливают 1О методом прессования порошкообразного материала при обычных температурах

0 (20-,30 С) с последующим сплавлением полученной заготовки.

Прессование порошкообразного ПТФЭ в случае изготовления изделий простых форм не представляет затруднещуй„ Однако при получении изделий сложной формы, например .иэделий с разной высотой отдельных частей, zo таких как втулки с уступами, стаканы со сплошным или сквозным днищем и других, прессование ПТФЭ оказывается довольно сложным. Это связано с тем, что отдельные навески ПТФЭ не соединяются между собой, если они подвергаются последовательному прессованию.

Кроме того, ПТФЭ не обладает способностью растекаться в форме и заполнять полости, поднутрения и тому подобное при его прессовании. Известен способ получения изделий сложной формы из ПТФЭ, основанный на разделении навески ПТФЭ на части и применении нескольких пуансонов (1) . Согласно этому способу изделия сложной фврьы условно разделяют по плоскостям, нормальным к направлению прессова1 ния, и подсчитывают вес порций ПТФЭ, необходимых для оформления отдельных частей детали сложной формы, засыпают первую навеску, выравнивают слой ПТФЭ, вводят один иэ пуансонов, затем загружают последующую навеску и вставляют второй пуансон. После 1 этого пресс-форму помещают на пресс и оба пуансона эапрессовывают одновременно.

683996 4

10

Этот относительно простой способ, не требующий применения сложных дорогостоящих пресс-форм, обладает некоторыми особенностями.

Основной недостаток этого способа - искажение формы (образование вогнутостей или выпуклостей) поверхностей изделий, спрессованных под действием поперечного расширения резины, что обусловлено различным механизмом деформирования порошка

ПТФЭ и резиновой массы. В то время как порошок ПТФЭ при прессовании уплотняется за счет удаления иэ него воздуха, при прессовании резины последняя не уплотняется, а деформируется в результате напряже45

Этот способ требует применения сложных пресс-форм и целого ряда ручных операций, например, таких как загрузка и выравнивание в пресс-ферме отдельных порций политетрафторэтиленового посошка, что приводит к низкой производительности труда, Кроме того, в этом способе очень трудно избежать брака, поскольку из-за повышенной чувствительности политетрафторэтилена к сдвигу между отдельными навесками политетрафтерэтилена и в местах перехода от одной толщины к другой образуются трещины. В отдельных случаях брак мо- 15 жет достичь 70%.

В связи с этим широкое распространение имеет механическая обработка ПТФЭ при изготовлении изделий сложной формы, но в этом случае в 20 стружку уходит ценный материал (иногда до 90%).

Известен также способ формования из ПТФЭ изделий сложной формы, основанный на введении в полость прессформы порошка ПТФЭ и эластичной массы — резины f 2).

В соответствии с этим способом в пресс-форму, имеющую сечение,, соответствующее сечению получаемо- 30

ro изделия, помещают гранульный пв" литетрафторэтилен и эластичную мас-,. су (резину с твердостью rro Шору

А-50),которая деформируется под действием поршня, передающего давле35 ние внутрь пресс-формы во всех направлениях, обеспечивая прессование заготовки, которую вынимают из пресс. формы, отделяют от резины и спекают при температуре, по крайней мере, 327 С.

40 ний сжатия. Так как степень уплотнения порошка ПТФЭ обычно составляет 1:3-1:5 резиновая масса, подвергаясь таким деформациям, существенно изменяет. свою форму, что обуславливает отклонение формы детали из ПТФЭ от заданной, Особенно сильно это проявляется при изготовлении изделий с большой высотой, причем в последнем случае наблюдается обра" зование трещин в изделиях из-за неравномерного уплотнения и перемещения слоев ПТФЭ при прессовании.

Целью изобретения является изготовление из политетрафторэтиленового порошка изделий сложной формы с минимальными отклонениями от заданной формы и без трещин. Для достижения поставленной цели предлагается в качестве эластичной массы использовать полиуретан с пористостью 40-85 еб.3ь.

Эластичный полиуретан можно применять совместно с другим неэластичным материалом, помещаемым на границе раздела между политетрафторэтиленовым порошком и эластичным полиуретаном.

Предлагаемым способом могут быть также. изготовлены изделия сложной формы из политетрафторэтилена с металлическими знаками (шпильками, .винтами, шурупами и т.п.), которые помещают в пресс-форму на слой полиуретана перед загрузкой порошкообразного ПТФЭ.

Установлено, что эластичный полиуретан с пористостью 40-85 o6.% сжимается в 1,5-6 раз за счет деформации пор и при этом не изменяет своих поперечных размеров. Порошкообразный политетрафторэтилен обычно имеет насыпной вес 0,3-0,6 г/см, а после прессования под действием давления 250-500 кг/см плотность таблеток составляет 1,8-1,9 г/см,т.е. в процессе прессования порошок уплотняется в 3-6 раэ аналогично уплотнению эластичного полиуретана с названной пористостью. Аналогия поаедения при сжатии порошкообразногв политетрафторэтилена и пористого эластичного полиуретана позволяет с большой точностью рассчитать величину уплотнения обоих материалов при последующем совместном формовании, Полученные таким образом изделия сложной формы имеют минимальные отклонения от заданных размеров (на"

683996 пример + 0,57) . Оптимальные результаты достигают при использовании полиуретана с удельным объемом пор, равным объему воздуха, находящегося между частицами свободно насыпанного политетрафторэтилового порошка.

Так, например, при использовании

ПТФЭ с насыпным весом 0,46 г/см наилучших результатов достигают при использовании полиуретана с пористос тью 65 об. Ж (пример 1), а при насыпном весе 0,60 г/см предпочтителен з полиуретан с пористостью около 76 еб.X (пример 3).

В предлагаемом способе можно также применять комбинацию слоев эластичной пористой массы с разной пористостью каждого из слоев, а также слоистую комбинацию из пористого слоя и слоя из материала, не. обладающего пористостью, например металла, Однако при этом суммарная кажущаяся пористость всех слоев должна составлять 40-85 .

Для получения изделий с высокой гладкостью поверхности в местах, где политетрафторэтиленовый порошок соприкасается при формовании с эластичным полиуретаном, целесообразно на границе раздела между эти.ми материалами помещать разделительную металлическую прокладку толщиной 0,5-1 5 мм.

Предлагаемый способ формования изделий из политетрафторэтилена удобен также для изготовления изделий с металлическими знаками (шпильками, винтами, шурупами), поскольку . помещаемый под металлическим знаком эластичный пористый полиуретан при посЛедующем прессовании позволит . ему перемещаться на заданную глубину. Металлический знак обычно помещают на полиуретановый слой до загрузки политетрафторэтиленового по рошка, причем. высота слоя пористого полиуретана должна соответствовать глубине, на которую должен опуститься знак при последующем прессовании.

Пример 1. 500 см порошка гранульного ПТФЭ с насыпным весом 0,45 г/см загружают в прессформу. Предварительно в пресс-форму вводят кольцо из вспененного пблиуретана с пористостью 75 . Кольцо с наружным диаметром, равным

50 мм, плотно прилегает к стенкам пресс-формы, внутренний диаметр кольца составляет 25 мм, а высота кольца равняе1 ся 40 мм. После совместного прессования порошка ПТФЭ и полиуретанового кольца под действием давления 350 кгlсм с выдержкой в течение 2 мин заготовку выталкивают из пресс-формы и полиуретановое кольцо отделяют от детали из ПТФЭ. После изготовления 10 таа ких деталей их спекают при 380 С в течение 5 ч, Готовые детали в виде шайбы с уступом имеют диаметр

24-0,3 мм в той части, где при прессовании проходила граница ПТФЭ— полиуретан. После того, как готовые детали были разрезаны надвое вдоль оси, в них не было обнаружено ни трещин, ни расслоений.

П р и м .е р 2. 1600 смз порошка ПТФЭ с насыпным весом 0,40 г/см

3 загружают в такую же пресс-форму, как в примере 1. В пресс-форму вводят четыре одинаковых по размерам кольца иэ полиуретана с общей высотой 200 мм. Пористость двух кблец составляет 60 об.X а остальных

85 об.7., так что суммарная средняя пористость полиуретана 72,5 об.X.

После прессования под давлением э

300 кгс/см полиуретановые кольца отделяют от заготовки из ПТФЭ, а последнюю подвергают спеканию при

370 С в течение 6 ч. Готовые детали имеют диаметр 19 0,2 мм в той части поверхности, которая соприкасалась

З5 с полиуретаном в процессе прессования.

Пример 3. Для получения .ста" кана используют пресс-форму, в кото-. рую вводят 100 см ПТФЭ с насыпным

4О весом 0,60 г/см, а также предварительно устанавливают сплошной ци--. линдр из полиуретана, образующий зазор междустенками пресс-формы, который заполняют порошкомПТФЭ, крометого, 45 над цилиндром образуется слой порошка ПТФЗ. После прессования под дав лением 350 кгс/см из пресс-формы . извлекают заготовку, отделяют деталь из ПТФЭ от полиуретана и подвер" гают спеканию при 380 С в течение

3 ч. Полученный стакан из ПТФЭ имеет наружный диаметр 49 мм, а внутрен ний диаметр 40+0,5 мм. Бочкообразность внутренней поверхности не npe-

55 вышает 0,8 мм..Образцы стаканов не имеют трещин и отслоений.

Пример 4.(контрольный). Изготовляют изделия из ПТФЭ, как в при. е

83996 8

10

20

30

50

Тираж 65 Подписное

ВНИИПИ Заказ 3594

Филиал ППП "Патент", г ° Ужгород, ул. Проектная, 4

7 6 мере 1, причем используют полиуретан с пористостью 88 об.X. После изготовления втулки из ПТФЭ и разделения

ПТФЭ и полиуретана по цилиндрической поверхности втулки обнаруживают поверхностные трещины и наслоения, в результате чего деталь из ПТФЭ сильно отличается от заданной формы.

Пример 5 (контрольный).Изготовляют стакан иэ ПТФЭ, как в примере 3, причем пористость полиуретана составляет 30 об.X. После изготовления детали и удаления полиуретана осматривают внутреннюю поверхность и измеряют бочкообразность внутрен-, . ней поверхности. Бочкообразность составляет 1,5 мм, на внутренней поверхности обнаруживают,поверхнэстные складки и отслоения.

Пример. 6. Изготовляют изделие из ПТФЭ, как в примере I,причем на кольцо из полиуретана помещают тонкую металлическую прокладку, частично органичивающую контакт поверхности полиуретанового кольца и порошка ПТФЭ. В процессе прессования кольцо из полиуретана сжимается, что полностью исключает контакт между частями из ПТФЭ и полиуретаном, сжатым под действием давления. После спекания обнаруживают, что отклонения диаметра в боковой поверхности втулки с диаметром 25 мм составляют 0,2 мм. Трещин и отслоений не было обнаружено.

Пример 7 (контрольный).

Изготовляют изделие, как в примере 1, . причем вместо пористого полиуретана используют мягкую резину (твердость. по Шору А-50) . Полученный стакан имеет по внутреннему диаметру отклонение размеров (бочкообразность)

I 8мм.

Пример 8. Для изготовления заготовки диафрагмы вентиля в пресс-форму вводят кольцо из полиуретана с пористостью 76 об.Ж, поверх которого надевают стальную втулку с толщиной стенок 2 мм. В нижний пуансон устанавливают металлический знак - штифт с цилиндрической головкой, который опирается на слой полиуретана с пористостью

67 об.Х, заполнившего канал. После этого в форму вводят 250 г политетрафторэтиленового порошка с насыпным весом 0,60 г/см . После выравь нивания .порошка производят прессование с выдержкой под давлением

300 кгс/см в,,течение 5 мин, а за-I тем выталкивание и отделение заготовки от пористого полиуретана и металлического кольца. Заготовку с металлическим знаком подвергают спеканию при 380 С в течение 5 ч.

Полученные изделия имеют гладкую поверхность, а в зоне металлического знака не обнаруживают ни трещин, ни отслоений ПТФЭ. После изготевления 20 заготовок 1.0 из них разрезают надвое вдоль оси. Внутренних трещин в ПТФЭ не обнаруживают.

Для осуществления предлагаемого способа не требуется изменения устройств или пресс-форм, которые имеются в цехах по переработке

ПТФЭ (в СССР - фторопласт-4).Эластичная масса в виде блочного или листового полиуретана может быть получена от заводов-изготовителей таких материалов.

Формула изобретения

Способ изготовления изделий из политетрафторэтилена, включающий последовательные операции заполнения пресс-формы порошком полимера с эластичной массой, прессования и отделения эластичной массы от прессованной заготовки с последующей термообработкой ее, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью изготовления изделий с минимальным отклонением от заданной формы, в качестве эластичной массы используют полиуре- тан с пористостью 40-85 об.X.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чегодаев Д.Д. и др. Фторопласты. Л., Госхимиэдат, 1960, с. 62-72.

2. Патент Франции 1ч 1504807, кл. В 29 С I/00, 1963.