Устройство для наполнения емкостей Советский патент 1979 года по МПК B67C3/04 

С 34) СПОСОБ ИЗГОТрВЛЕНга ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА

Изобретение относится к переработ |ке политетрафторэтилена- , в частности к изготовлению изделий сложной формы из.политетрафтррэтиленовых гранульных порошков (в СССР фторо- пласта 4). Известно, что политетрафторэтилен (ПТФЭ) не переходит при нагревании в вязкотекучее состояние, вследствие чего изделия из него изготавливают методом прессования порошкообразного материала при обычных температурах (20гЗО С) с последующим сплавлением полученной заготовки. Прессование порошкообразного ПТФЭ в случае изготовления изделий простых форм не представляет затруднеigjft Однако при получении изделий сложной формы, например изделий с разной высотой отдельных частей, таких как втулки с уступами, стаканы со сплошным или сквозньм 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 запол нять 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 фермы условно разделяют по плоскостям, нормальным к направлению прессования, и подсчитывают вес порций ПТФЭ, необходимь1х дпя оформления отдельных частей детали сложной формы, засыпают первую навеску, выравнивают слой ПТФЭ, вводят один из пуансонов, затем загружают последующую навеску и вставляют второй пуансон. После ч этого пресс-форму помещают на пресс и оба пуансона запрессовывают одновременно. Этот способ требует применения сложных пресс-форм и целого ряда р ных операций, например, таких как загрузка и выравнивание в пресс-фо ме отдельных порций политетрафторэтиленового пооошка, что приводит к низкой производительности труда. Кроме того, в этом способе очень трудно избежать брака, поскольку из-за повышенной чувствительности политетрафтор.этипена к сдвигу межд отдельными навесками политетрафтор этилена и в местах перехода от одной толщины к другой образуются тр щины. В отдельных случаях брак может достичь 70%. В связи с этим широкое распрост ранение имеет механическая обработ ка ПТФЭ при изготовлении изделий сложной формы, но в этом случае в стружку уходит ценный материал (иногда до 90%). Известен способ формовани из ПТФЭ изделий сложной формы, осн ванный на введении в полость пресс ,формы порошка ПТФЭ и эластичной массы - резины 2. В соответствии с этим способом в пресс-форму, имеющую сечение, .соответствующее сечению получаемого изделия, помещают гранульный по литетрафторэтилен и эластичную мае су (резину с твердостью по Шору А-50),которая деформируется под действием поршня, передающего давл ние внутрь пресс-формы во всех направлениях, обеспечивая прессовани заготовки, которую вынимают из пре формы, отделяют от резины и спекаю при температуре, по крайней мере, 327С. . Этот относительно простой способ, не,требующий применения сложных дорогостоящих пресс-форм, обла дает некоторыми особенностями. Основной недостаток этого спосо ба - искажение формы (образование вогнутостей или выпуклостей) повер ностей изделий, спрессованных под действием поперечного расширения резины, что обусловлено различным механизмом деформирований порошка ПТФЭ и резиновой массы. В то время . порошок ПТФЭ при прессовании уплотняется за счет удаления из него воздуха, при прессовании рези ны последняя не уплотняется, а деформируется в результате напряжесжатия. Так как степень уплотнения порошка ПТФЭ обычно составляет 1:3-1:5 резиновая масса, п©д- вергаясь таким деформациям, сущест венно 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 образование трещин в изделиях из-за неравномерного уплотнения и перемещения слоев ПТФЭ при прессовании. Целью изобретения является изготовление из политетрафторэтиленового порошка и-зделий сложной формы с минимальными отклонениями QT заданной формы и без трещин. Дпя достижения поставленной цели предлагается в качестве эластичной массы использовать полиуретанс пористостью 40-85 ®б.%. Элястичньй полиуретан можно применять совместно с другим неэластичным материалом, помещаемым на границе раздела между политетрафторэтиле- новым 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 полит уретана перед загрузкой порошкоо.бразного ПТФЭ. Установлено, что эластичный полиуретан с пористостью 40-85 об.% 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 раз аналогично уплотнению эластичного полиуретана с названной пористостью. Аналогия поведения при сжатии порошкообразного политетрафторэтилена и пористого эластичного полиуретана позволяет с большой точностью рассчитать величину уплотнения обоих-материалов при последующем совместном формовании. Полученные таким образом изделия сложной формы меют минимальные отклонения от заданных размеров (например ±0,5%). Оптимальные результаты достигают при использовании полиуретана с удельным объемом пор, равным объему возду ха, 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 пористо тью 65 об.% (пример 1), а при насып ном весе 0,60 г/см предпочтителен полиуретан с пористостью около 7606 (пример 3). В предлагаемом способе можно так же применять комбинацию слоев эластичной пористой массы с разной пори тостью каждого из слоев, а также слоистую комбинацию из пористого слоя и слоя из материала, не. облада щего пористостью, например металла. Однако при этом суммарная кажущаяся пористость всех слоев должна состав лять 40-85%.. Для получения изделий с высокой гладкостью поверхности в местах, где политетрафторэтиленовый поро- щок соприкасается при формовании с эластичным полиуретаном, целесооб разно на границе раздела мелзду эти.ми материалами помещать разделитель ную металлическую прокладку толщиной 0,5-1,5 мм. Предлагаемый способ формования изделий из политетрафторэтилена удобен также дпя изготовления изделий с металлическими знаками (шпиль ками, винтами, шурупами), поскольку .-помещаемый под металлическим знаком эластичный пористый полиуретан при последующем прессовании позволит , ему перемещаться на заданную глуби- ну. Металлический знак обычно помещают на полиуре.тановый слой до загрузки политетрафторэтиленового .порощка, причем высота слоя пористого полиуретана должна соответствовать глубине, на которую должен опустить ся знак при последующем прессовании. Пример 1. 500 см порЬшка гранульного ПТФЭ с; насыпным весом 0,45 г/см загружают в прессформу. Предвари тельно в пресс-форму вводят кольцо из вспененного полиуретана с пористостью 75%. Коль цо с наружным диаметром, равным 50 мм, плотно прилегает к стенкам пресс-формы, внутренний диаметр 6 кольца составляет 25 мм, а высота кольца paвняetcя 40 мм. После совместного прессования порошка ПТФЭ и полиу ретанового кольца под деиствием давления 350 кг/см с выдержкой в течение 2 мин заготовку выталкивают из пресс-формы и полиу- ретановое кольцо отделяют от детали из ПТФЭ. После изготовления 10 таких деталей их спекают при 380 С в течение 5 ч. Готовые детали в виде щайбы с уступом имеют диаметр ,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 порошка ПТФЭ с насыпньгм весом 0,40 г/см загружают в такую же пресс-форму, как в примере 1. В пресс-форму вводят четыре одинаковьгх по размерам кольца из полиуретана с общей высотой 200 мм. Пористость двух кблец составляет 60 об.%, а остальных 85 об.%, так что суммарная средняя пористость полиуретана 72,5 об.%. После прессования под давлением 300 кгс/см полиуретановые кольца отделяют от заготовки из ПТФЭ, а последнюю подвергают спеканию при 370С в течение 6 ч. Готовые детали имеют диаметр 19tO,2 мм в той части поверхности, которая соприкасалась с полиуретаном в процессе прессования. Пример 3. Для получения стакана используют пресс-форму, в кото-г рую вводят 100 см ПТФЭ с насыпным весом 0,60 г/см, а также предвари-тельно устанавливают сплошной ци-г линдр из полиуретана, образующий зазор между стенками пресс-формы, который заполняют порошкомПТФЭ, кроме того, над цилиндром образуется слои порошка ПТФЭ. После прессования под давлением 350 кгс/см из пресс-формы . извлекают заготовку, отделяют деталь из ПТФЭ от полиуретана и подвергают спеканию при 380°С в течение 3 ч. Полученньй стакан из ПТФЭ имеет наружный диаметр 49 мм, а внутренний диаметр 40-0,5 мм. Бочкообразность внутренней поверхности не пре- вышает 0,8 мм. Образцы стаканов не имеют трещин и отслоений. Пример А (контрольный). Изготовляют изделия из ПТФЭ, как в при