Способ изготовления керамических изделий с внутренними каналами Советский патент 1987 года по МПК C04B35/00 

Изобретение относится к снособу изготовления керамических изделий с внутренними капиллярными каналами и .закрытыми полостями и может найти применение в приборостроении и химической промьшшенности при изготовлении мерных протяженных капиллярных каналов, полупроницаемых мембран, эталонных образцов для неразрушающего контроля.

Цель изобретения - получение каналов меньшего диаметра и большей протяженности, а также получение каналов, закрытых с одного конца, и каналов, закрытых с обоих концов.

В предложенном способе осуществляют резку сырой заготовки одновременно с заваркой шва при перемещении инструмента. Инструмент нагревают до температуры (300-530°С), необходимой для плавления пластификатора в зоне резки и заварки шва с учетом тепло- отвода. Температура нагрева зависит от массы, температуры и материала обрабатьюаемой заготовки, диаметра и конфигурации инструмента. Кроме того, на инструмент подаются ультразвуковые колебания, интенсифицирующие процессы резки и заварки и обеспечивающие получение качественного шва, структура которого совпадает со структурой основного материала заготовки. Инструмент врезается в заготовку до заданных координат расположения канала, причем форма поперечного сечения инструмента выбирается соответствующей требуемой форме канала (круг, квадрат, прямоугольник, эллипс и др.)«

Бруски размером 12x18x84 мм из керамики К-94-2 прорезали и одновременно з аплавляли шов инструментом из нихрома диаметром 0,2 мм, нагретым до 490°С. Врезание проволоки осуществляли вдоль длинной грани образца до координат 6 и 9 мм, 5 и 9, 4x8. Инструмент натягивался с усилиемО,8 кГс между пассивной опорой и активной опорой, на которую были поданы ультразвуковые колебания с частотой 21,4 кГц и амплитудой 3 мкм от ультразвукового генератора УЗДН-1 мощностью до 400 Вт. Конец проволоки со стороны пассивной опоры обрезался.

Удаление проволоки из канала осуществлялось следующим образом.

Проволоку остужали до комнатной температуры и удаляли из канала с на

ложением ультразвуковых колебаний. Далее заготовку обжигали по стандартной технологии, детали шлиф вдоль канала отверстия. При этом установлено, что капилляр имеет диаметр 0,17- 0,18 мм, чистоту поверхности, соответствующую V 6.

Помещали заготовку в индуктор, запитываемый от высокочастотного генератора НО 060 0091 мощностью до 1 кВт. Нагревали инструмент до 500 С и накладывали ультразвуковые колебания. Удаляли проволоку на длину 5 мм. Выключали индуктор, остужали проволоку, удаляли проволоку из канала. Установлено наличие вакуумной плотности стенки капиллярного канала.

Чередуя нагрев и охлаждение проволоки с ее перемещением (5 мм горячая, 15 мм холодная, всего 3 цикла нагрев- охлаждение) и перемещая индуктор в плоскости нагрева, получали цепочку закрытых полостей.

Формула изобретения

1.Способ изготовления керамических изделий с внутренними каналами, включающий формирование заготовки из керамического порошка на термопластичной связке, введение металлических элементов с формой поперечного сечения соответствующей форме канала, их нагрев до температуры плавления термопластичной связки, удаление элементов из заготовки и ее последующую термообработку, отличающийся тем, что, с целью получения каналов меньшего диаметра и большей протяженности, в отформованную заготовку вводят нагретые элементы, а извлечение производят после охлаждения, причем в процессе перемещений элементы подвергают воздействию ультразвуковых колебаний.

2.Способ изготовления керамических изделий по п., отличающийся тем, что, с целью получения каналов, закрытых с одного конца, охлаждение производят после частичного извлечения элементов.

3.Способ изготовления керамических изделий по п.1, отличающий с я тем, что, с целью получения каналов, закрытых с обоих концов, Извлечение элементо производят при чередовании их нагрева, охлаждения

и нагрева.

Изобретение используется для формообразования капиллярных каналов и закрытых полостей в керамических изделиях в производстве приборо- и машиностроения, в электронной технике, а также в химической промышленности при изготовлении мерных и протяженных капиллярных каналов, полупроницаемых мембран. Для получения каналов меньшего диаметра, большей протяженности, закрытых с одного и обоих концов, производят отливку заготовок, воздействие нагретым инструментом, колеблющимся с ультра- звуковой частотой, и обжиг, причем используют инструмент с формой поперечного сечения, соответствующей форме каналов, охлаждают инструмент и удаляют его из канала. При изготовлении протяженных глухих капил- лярньк каналов охлаждают инструмент после его частичного удаления яз канала, а при изготовлении закрытых полостей удаляют инструмент из канала, чередуя его нагрев и охлаждение. 2 3.п. ф-лы. i (Л