СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2003 года по МПК B29C43/18 

Описание патента на изобретение RU2196676C2

Изобретение относится к области химии и металлургии, к средствам изготовления изделий абразивного и фрикционного назначения.

Известен способ изготовления композиционных изделий образованием исходной композиции посредством смешения волокна и полимерного связующего вещества и формованием заготовки изделия прессованием исходной композиции с химико-термическим воздействием в режиме полимеризации связующего вещества SU 1114340, С 08 J 5/14, 1984 г.

Недостатком известного способа изготовления является образование фрикционной поверхности с нестабильным коэффициентом трения при тепловом воздействии в режиме эксплуатации.

Более совершенным и наиболее близким аналогом заявленному является способ изготовления композиционных изделий, включающий образование исходной композиции посредством смешения углеродного волокна с пеком, формование заготовки изделия посредством объемного прессования исходной композиции и обжиг заготовки US 5205888, В 29 С 43/18, 1999 г.

Однако указанный способ малопроизводителен и сравнительно сложен, так как для обеспечения стабильности размеров изделий и необходимого состояния поверхностей обжиг каждой заготовки осуществляют в струе инертного газа.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым способом, является упрощение технологии и повышение производительности изготовления изделий при обеспечении точности размеров заготовки с максимальным приближением к размерам готового изделия.

Указанный технический результат достигается способом изготовления композиционных изделий, включающим образование исходной композиции посредством смешения углеродного волокна с пеком, формование заготовки изделия посредством объемного прессования исходной композиции и обжиг заготовки за счет того, что заготовку на время обжига размещают в замкнутой оболочке, при этом оболочка выполнена из материала и с размерами, обеспечивающими ограничение деформации поверхностей и изменение размеров заготовки и изоляцию заготовки от окружающего пространства обжига.

А также за счет того, что в замкнутой оболочке размещают, по меньшей мере, две заготовки, при этом между поверхностями смежных заготовок устанавливают прокладку, выполненную из материала, не оказывающего физико-химического воздействия на углеродное волокно и пек в процессе обжига.

А также за счет того, что в качестве материала для оболочки и прокладок применена листовая жаропрочная нержавеющая сталь.

А также за счет того, что вокруг замкнутой оболочки заготовки перед обжигом создают слой засыпки из графитированного материала.

Реализация заявляемого способа изготовления композиционного изделия иллюстрируется изображением на чертеже и осуществляется, например, следующим образом.

Навеску углеродного волокна (например, графитированное ПАН-волокно по ТУ 48-20-23-83), предварительно штапелированного на отрезки необходимой длины, перемешивают с порошком пека (например, угольный пек по ГОСТ 10200-83).

Из образованной таким образом исходной композиции формируют заготовку изделия (например, кольцо с наружным диаметром 420 мм, внутренним диаметром 220 мм и высотой 20 мм) посредством объемного прессования с одновременным воздействием тепла при температуре не ниже размягчения пека.

Далее заготовку 1 изделия помещают в замкнутую оболочку, например, цилиндрической формы со стенкой 2 из листовой жаропрочной нержавеющей стали толщиной 0,7-1,0 мм и жесткими массивными металлическими торцами 3 и 4, связанными друг с другом стержнем 5 с разъемным соединением, проходящим внутри полости оболочки через центральное отверстие заготовки.

При помещении в оболочку двух и более заготовок между поверхностями смежных заготовок устанавливают прокладки 6, например, из листовой жаропрочной нержавеющей стали толщиной 0,7-1,0 мм.

Стальные элементы оболочки и прокладки не оказывают физико-химического воздействия на углеродное волокно и пек. Внутренний диаметр оболочки, наружный диаметр стержня и расстояние между внутренними поверхностями верхнего и нижнего торцов обеспечивают изменение объема заготовки в пределах размеров, допустимых для конкретного изделия (для рассматриваемого примера - за счет зазоров величиной 3-5 мм).

Для придания готовому изделию необходимых свойств замкнутую оболочку с заготовкой (заготовками) внутри размещают в камере 7 обжига, заполняют свободное пространство вокруг оболочки графитированной засыпкой 8 и осуществляют обжиг.

В процессе обжига замкнутая оболочка из жаропрочной нержавеющей стали и надлежащими размерами обеспечивает изоляцию заготовки (заготовок) 1 от окружающего пространства камеры и контакта с засыпкой 8.

В процессе нагрева и выдержки при высокой температуре обжига внутри оболочки возникает восстановительная среда за счет выделения и концентрации в зоне расположения заготовок 1 газообразного углерода.

В то же время тонкостенная часть оболочки, подвергаясь пластической деформации в условиях высокой температуры, позволяет по окончании обжига свободно извлечь заготовки 1 без существенного механического воздействия.

Наличие графитированной засыпки 8 вокруг оболочки создает восстановительную атмосферу вокруг нее и предотвращает тем самым ее окисление, прогорание и преждевременное разрушение.

Похожие патенты RU2196676C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО ИЗДЕЛИЯ 2001
  • Алифанов А.В.
  • Демин А.В.
  • Костиков В.И.
  • Кулаков В.В.
  • Окулов Б.С.
  • Сверчков Ю.Г.
  • Тюх В.Б.
RU2196150C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО ИЗДЕЛИЯ 2001
  • Алифанов А.В.
  • Демин А.В.
  • Костиков В.И.
  • Кулаков В.В.
  • Окулов Б.С.
  • Сверчков Ю.Г.
  • Тюх В.Б.
RU2194057C2
Способ получения углеродного фрикционного изделия 1976
  • Кулаков В.В.
  • Юдин В.П.
  • Павлова А.И.
  • Златкис А.М.
  • Багров Г.Н.
  • Зверев И.И.
  • Хазанов И.И.
  • Суворов А.В.
SU635711A1
СОСТАВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШИХТЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА 1997
  • Дмитриев А.В.
RU2134656C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РЕАКЦИОННОСПЕЧЕННОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 2013
  • Киселёв Павел Аркадьевич
RU2554645C2
НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ГРАДИЕНТНЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2009
  • Румянцев Владимир Игоревич
  • Сапронов Роман Леонидович
  • Мех Владимир Александрович
  • Суворов Станислав Алексеевич
RU2428395C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО КОМПОЗИЦИОННОГО УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА И МАТЕРИАЛ 2012
  • Галигузов Андрей Анатольевич
  • Малахо Артем Петрович
  • Кулаков Валерий Васильевич
  • Крамаренко Евгений Иванович
  • Авдеев Виктор Васильевич
RU2510387C1
Способ получения углеродного фрикционного изделия 1977
  • Кулаков Валерий Васильевич
  • Юдин Валентин Петрович
  • Павлова Антонина Ивановна
  • Златкис Анатолий Михайлович
  • Пасынков Владимир Александрович
  • Бобринский Алексей Александрович
SU952887A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК ФРИКЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ 2005
  • Крамаренко Евгений Иванович
  • Кулаков Валерий Васильевич
  • Кенигфест Анатолий Михайлович
  • Фокин Владимир Петрович
  • Гусаков Геннадий Николаевич
RU2281928C1
УСТРОЙСТВО КОМПОЗИЦИОННОГО ФОРМОВАНИЯ 2001
  • Алифанов А.В.
  • Демин А.В.
  • Костиков В.И.
  • Кулаков В.В.
  • Окулов Б.С.
  • Сверчков Ю.Г.
  • Тюх В.Б.
RU2194620C1

Реферат патента 2003 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к химии и металлургии, к средствам изготовления абразивного и фрикционного назначения. В способе изготовления композиционных изделий одну или несколько заготовок из прессованной смеси углеродного волокна и пека на время обжига размещают внутри оболочки, выполненной из материала и с размерами, обеспечивающими ограничение деформации поверхностей и изменение размеров заготовки, а также изоляцию заготовки от окружающего пространства на протяжении интервала времени обжига. Способ включает образование исходной композиции посредством смещения углеродного волокна с пеком, формование заготовки посредством объемного прессования исходной композиции и обжиг заготовки. При размещении в замкнутой оболочке по меньшей мере двух заготовок между поверхностями смежных заготовок устанавливают прокладку, выполненную из материала, не оказывающего физико-химическое воздействие на углеродное волокно и пек в процессе обжига. Технический результат способа - упрощение технологии и повышение производительности изготовления изделий при обеспечении точности размеров заготовки с максимальным приближением к размерам готового изделия. 3 з.п. ф-лы. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 196 676 C2

1. Способ изготовления композиционных изделий, включающий образование исходной композиции посредством смешения углеродного волокна с пеком, формование заготовки изделия посредством объемного прессования исходной композиции и обжиг заготовки, отличающийся тем, что заготовку на время обжига размещают в замкнутой оболочке из материала и с размерами, обеспечивающими изменение объема заготовки в пределах размеров, допустимых для конкретного изделия и изоляцию заготовки от окружающего пространства обжига. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в замкнутой оболочке размещают, по меньшей мере, две заготовки, при этом между поверхностями смежных заготовок устанавливают прокладку, выполненную из материала, не оказывающего физико-химического воздействия на углеродное волокно и пек в процессе обжига. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве материала для оболочки и прокладок применена листовая жаропрочная нержавеющая сталь. 4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что перед обжигом свободное пространство вокруг замкнутой оболочки заполняют графитированной засыпкой.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2196676C2

US 5205888 А, 27.04.1993
US 4175070 A, 20.11.1979
Способ получения фрикционных изделий из углерод-углеродных материалов 1991
  • Кулаков Валерий Васильевич
  • Кенигфест Анатолий Михайлович
  • Соккер Анатолий Генрихович
  • Расторгуева Ирина Викторовна
  • Гуськова Светлана Львовна
  • Демин Александр Викторович
RU2002763C1
US 5061414 А, 29.10.1991
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОКАЛЬНОЙ РАМКИ В ФОТОКАМЕРАХ С ЗЕРКАЛЬНОЙ РАЗВЕРТКОЙ ИЗОБРАЖЕНИЙ 2019
  • Ловягин Борис Михайлович
  • Дудоладов Вячеслав Иванович
  • Кислинский Виктор Павлович
  • Леонов Валерий Алексеевич
RU2722575C1

RU 2 196 676 C2

Авторы

Алифанов А.В.

Демин А.В.

Костиков В.И.

Кулаков В.В.

Окулов Б.С.

Сверчков Ю.Г.

Тюх В.Б.

Даты

2003-01-20Публикация

2001-02-12Подача