СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФТОРОПЛАСТОВОЙ ЛЕНТЫ Российский патент 1994 года по МПК B29C43/20 B29C43/24 

Изобретение относится к способам переработки политетрафторэтилена (фторопласт 4Д) и может быть использовано при изготовлении уплотнительных колец и прокладок в машиностроении и транспорте.

Известен способ изготовления трубчатых изделий из фторопласта, заключающийся в приготовлении гомогенной смеси порошков фторопласта, инертного наполнителя и органической смазки, из которой методом поршневой экструзии сквозь концентрическую щель получают трубку, именуемую экструдатом и подвергающуюся далее операциям сушки, спекания и закалки.

Известен способ получения многослойной пленки (ленты) путем нанесения на базовую поверхность дополнительных слоев, разными путями (покраской, напылением и т.п.).

Однако изделие с наносимыми таким путем функциональными слоями из-за низкой адгезии характеризуется ограниченной долговечностью.

Известен являющийся наиболее близким способ изготовления фторопластовой ленты, включающий приготовление гомогенной пасты из смеси порошков фторопласта с наполнителем или без него и органической смазки, формирование из пасты методом прессования таблеток-заготовок, получение из таблетки-заготовки трубки путем поршневой экструзии через кольцевой насадок с последующей сушкой, спеканием и закалкой.

Данный способ не позволяет получать ленты со слоями, отличающимися друг от друга концентрацией и составом наполнителя и соответственно характеристиками, которые задаются функциональным назначением изделия при эксплуатации.

Задачей изобретения является увеличение эксплуатационной долговечности листовых изделий путем формирования функциональных слоев во фторопластовой ленте.

Поставленная цель достигается тем, что формование таблетки-заготовки полностью или частично производят путем последовательного наращивания цилиндрических слоев с различным содержанием и составом наполнителя или их фрагментов из неуплотненной пасты с прессованием каждого слоя или его фрагмента в отдельности для получения многослойной таблетки-заготовки с функциональными слоями, которую экструдируют через насадок, а полученную трубку разрезают вдоль образующей, развертывают на плоскость и раскатывают на валках.

Кроме того, полученную ленту термофиксируют путем накручивания ее на калибровочный металлический барабан, с фиксацией свободных концов ленты, нагрева и охлаждения.

Реализация в процессе изготовления многослойной ленты с функциональными слоями, отличающимися друг от друга по характеристикам и, следовательно, по свойствам, операций разреза трубки вдоль образующей, развертывания на плоскость, с последующей раскаткой на валках, и термофиксацией позволяет получить многослойную фторопластовую ленту, что существенно расширяет ассортимент существующего оборудования и позволяет без значительных переделок поднять эксплуатационную долговечность листовых изделий. Введение в процесс изготовления операций разрезки и развертывания на плоскости трубки позволяет не менее хорошо отработанный процесс изготовления многослойной трубки получить многослойную ленту.

Введение в процесс изготовления операции раскатки ленты на валках с регулируемым зазором позволяет обеспечить калибровку ленты.

Предлагаемый способ обеспечивает получение однородного по базовому составу материала (фторопласта), содержащего в то же время функциональные слои, т. е. наполнитель в составе базового состава, чего нет в ленточных изделиях, реализуемых известными способами изготовления.

На фиг.1-8 показана технологическая последовательность реализации предлагаемого способа.

Технологическая последовательность реализации предлагаемого способа включает следующие основные операции 1-8, представленные соответственно на фиг.1-8.

Операция 1 - приготовление гомогенной пасты из смеси порошков фторопласта, инертного наполнителя (при необходимости и органической смазки).

Операция 2 - таблетирование, заключающееся в формовании таблетки-заготовки полностью или частично последовательным наращиванием цилиндрических слоев ( или их фрагментов) из неуплотненной пасты, сопровождающимся уплотнением каждого слоя (или его фрагментов) в отдельности преимущественно изостатическим или компрессионно-изостатическим прессованием.

Операция 3 - получение из таблетки-заготовки трубки методом поршневой экструзии через концентрическую щель.

Операция 4 - термообработка экструдата (сушка, спекание и закаливание).

Операция 5 - разрезка трубки вдоль образующей.

Операция 6 - развертывание разрезанной трубки на плоскость.

Операция 7 - раскатка ленты на валках с регулируемым зазором.

Операция 8 - термофиксация, заключающаяся в накрутке ленты на калибровочный барабан, фиксации свободных концов ленты и нагрева с последующим охлаждением.

П р и м е р. Изготовление многослойной фторопластовой ленты толщиной 0,89 мм, шириной 12 мм, с толщиной внешних слоев 0,3 мм, а внутреннего - 0,29 мм.

Способ реализуют в последовательности, изображенной на фиг.1 с формированием таблетки-заготовки методом компрессионно-изостатического уплотнения слоев пасты.

Операция 1 (приготовление пасты).

Для формирования внутреннего слоя таблетки-заготовки используют пасту (с инертным наполнителем-сажей) следующего состава (состав а: порошок фторопласта 4Д марки Ш, ГОСТ 14906-77 (100 мас.ч.), сажа по ТУ 14-7-24-73 (2 мас. ч.) и органическая смазка - изооктан по ГОСТу 5394-70 (18 мас.ч.). Для формирования внешних слоев таблетки-заготовки используют пасту (с наполнителем) следующего состава: порошок фторопласта 4Д марки Ш ГОСТ 14906-77 (100 мас.ч.), дисульфид молибдена ДМ-2ТУ 48-19-133-85 (5 мас.ч.), кокс по ГОСТу 25731-88 (15 мас.ч.) и органическая смазка-изооктан по ГОСТу 5394-79 (18 мас.ч.) (состав б).

Операция 2 (таблетирование).

Оборудование - таблетировочный пресс С-1387. В цилиндр пресса (диаметр 112 мм) помещают предварительно уплотненный слой изготовленный из пасты состава а методом компрессионного прессования в таблетировочном прессе под давлением 4 кгс/см². Размеры слоя dxDxh = =50х92х300 мм. Внутреннюю и внешнюю кольцевые полости заполняют пастой состава в, после чего производят изостатическое уплотнение внутреннего и внешнего слоев пасты путем сжатия слоя а плунжером. Давление прессования 20 кгс/см².

Операция 3 (экструдирование).

Оборудование - экструзионный пресс УЭСС-1. Полученную после операции 2 таблетку-заготовку помещают в экструзионный пресс и подвергают экструзии под давлением 150 кгс/см².

Операция 4 (термообработка).

Полученный после операции экструдат подвергают сушке при 40-100^оС, спеканию при 380-400^оС, последующей закалке с нагревом до 345-375^оС и охлаждению в водяной ванне.

Операция 5 (резка). Оборудование - ножи.

Полученную после операции 4 трубку разрезают вдоль образующей.

Операция 6 (разворачивание).

Полученную после операции 5 разрезанную трубку разворачивают на плоскость.

Операция 7 (раскатка).

Оборудование - роликовая дорожка с регулируемым по высоте прижимным роликом. Предельное положение зазора устанавливают по нижнему пределу поля допуска на толщину ленты.

Операция 8 (термофиксация).

Оборудование - печь. Полученную после операции 6 и 7 ленту 7 наматывают на калибровочный барабан ⊘ 120 мм, фиксируют свободные концы ленты и подвергают нагреву при 200-250^оС и охлаждению в водяной ванне.

Изготовленные по вышеизложенной технологии многослойные фторопластовые ленты используют для изготовления прокладок, уплотнительных колец и хомутов, которые затем подвергают лабораторно-стендовым испытаниям.

По результатам испытаний установлено, что эксплуатационная долговечность ленты изготовленной по предлагаемому способу превышает долговечность аналогичных лент, изготовленных по известному способу более чем в 1,5 раза.

Использование предлагаемого способа изготовления многослойной фторопластовой ленты обеспечивает, по сравнению с известными способами, повышенную долговечность ленты, достигаемую благодаря увеличению износостойкости ленты к растрескиванию и истиранию и рациональному размещению функциональных слоев в изготавливаемой ленте.

Использование: изготовление уплотнительных колец и прокладок в машиностроении и транспорте. Сущность изобретения: формование таблетки-заготовки полностью или частично производят путем последовательного наращивания цилиндрических слоев с различным содержанием и составом наполнителя или их фрагментов из неуплотненной пасты с прессованием каждого слоя или его фрагмента в отдельности для получения многослойной таблетки-заготовки с функциональными слоями, которую экструдируют через насадок, а полученную трубку разрезают вдоль образующей, развертывают на плоскость и раскатывают на валках. Полученную ленту термофиксируют путем накручивания на металлический барабан с фиксацией свободных концов ленты, нагрева и охлаждения. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФТОРОПЛАСТОВОЙ ЛЕНТЫ, включающий приготовление гомогенной пасты из смеси порошков фторопласта с наполнителем или без него и органической смазки, формирование из пасты методом прессования таблеток-заготовок, получение из таблетки-заготовки трубки путем поршневой экструзии через кольцевой насадок с последующей сушкой, спеканием и закалкой, отличающийся тем, что формование таблетки-заготовки полностью или частично производят путем последовательного наращивания цилиндрических слоев с различным содержанием и составом наполнителя или их фрагментов из неуплотненной пасты с прессованием каждого слоя или его фрагмента в отдельности для получения многослойной таблетки-заготовки с функциональными слоями, которую экструдируют через насадок, а полученную трубку разрезают вдоль образующей, развертывают на плоскость и раскатывают на валках. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученную ленту термофиксируют путем накручивания ее на калибровочный металлический барабан с фиксацией свободных концов ленты, нагрева и охлаждения.