С 34) СПОСОБ ИЗГОТрВЛЕНга ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА
Изобретение относитс 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 в зкотекучее состо ние, вследствие чего издели из него изготавливают методом прессовани порошкообразного материала при обычных температурах (20гЗО С) с последующим сплавлением полученной заготовки. Прессование порошкообразного ПТФЭ в случае изготовлени изделий простых форм не представл ет 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 оказываетс довольно сложным. Это св зано с тем ЧТО отдельные навески ПТФЭ не соедин ютс между собой, если они подвергаютс последовательному прессованию. Кроме того, ПТФЭ не обладает способностью растекатьс в форме и запол н ть полости, поднутрени и тому подобное при его прессовании. Известен способ -получени изделий сложной формы из ПТФЭ, основанный на разделении навески ПТФЭ на части и применении нескольких пуансонов 1. Согласно этому способу издели сложной фермы условно раздел ют по плоскост м, нормальным к направлению прессовани , и подсчитывают вес порций ПТФЭ, необходимь1х дп оформлени отдельных частей детали сложной формы, засыпают первую навеску, выравнивают слой ПТФЭ, ввод т один из пуансонов, затем загружают последующую навеску и вставл ют второй пуансон. После ч этого пресс-форму помещают на пресс и оба пуансона запрессовывают одновременно . Этот способ требует применени сложных пресс-форм и целого р да 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 образуютс тр щины. В отдельных случа х брак может достичь 70%. В св зи с этим широкое распрост ранение имеет механическа 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 издели , помещают гранульный по литетрафторэтилен и эластичную мае су (резину с твердостью по Шору А-50),котора деформируетс под действием поршн , передающего давл ние внутрь пресс-формы во всех направлени х , обеспечива прессовани заготовки, которую вынимают из пре формы, отдел ют от резины и спекаю при температуре, по крайней мере, 327С. . Этот относительно простой способ , не,требующий применени сложных дорогосто щих пресс-форм, обла дает некоторыми особенност ми. Основной недостаток этого спосо ба - искажение формы (образование вогнутостей или выпуклостей) повер ностей изделий, спрессованных под действием поперечного расширени резины, что обусловлено различным механизмом деформирований порошка ПТФЭ и резиновой массы. В то врем . порошок ПТФЭ при прессовании уплотн етс за счет удалени из него воздуха, при прессовании рези ны последн не уплотн етс , а деформируетс в результате напр жесжати . Так как степень уплотнени порошка ПТФЭ обычно составл ет 1:3-1:5 резинова масса, п©д- верга сь таким деформаци м, сущест венно измен ет.свою форму, что обуславливает отклонение формы детали из ПТФЭ от заданной. Особенно сильно это про вл етс при изготовлении изделий с большой высотой, причем в последнем случае наблюдаетс образование трещин в издели х из-за неравномерного уплотнени и перемещени слоев ПТФЭ при прессовании. Целью изобретени вл етс изготовление из политетрафторэтиленового порошка и-зделий сложной формы с минимальными отклонени ми QT заданной формы и без трещин. Дп достижени поставленной цели предлагаетс в качестве эластичной массы использовать полиуретанс пористостью 40-85 ®б.%. Эл стичньй полиуретан можно примен ть совместно с другим неэластичным материалом, помещаемым на границе раздела между политетрафторэтиле- новым порошком и эластичным полиуретаном . . Предлагаемым способом могут быть также, изготовлены издели 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.% сжимаетс в 1,5-6 раз за счет деформации пор и при этом не измен ет своих поперечных размеров. Порошкообразный политетрафторэтилен обычно имеет насыпной вес 0.,3-0,6 г/см, а после прессовани под действием давлени 250-500 кг/см плотность таблеток составл ет 1,8-1,9 г/см,т.е. в процессе прессовани порошок уплотн етс в 3-6 раз аналогично уплотнению эластичного полиуретана с названной пористостью. Аналоги поведени при сжатии порошкообразного политетрафторэтилена и пористого эластичного полиуретана позвол ет с большой точностью рассчитать величину уплотнени обоих-материалов при последующем совместном формовании . Полученные таким образом издели сложной формы меют минимальные отклонени от заданных размеров (например ±0,5%). Оптимальные результаты достигают при использовании полиуретана с удельным объемом пор, равным объему возду ха, наход щегос 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 примен ть комбинацию слоев эластичной пористой массы с разной пори тостью каждого из слоев, а также слоистую комбинацию из пористого сло и сло из материала, не. облада щего пористостью, например металла. Однако при этом суммарна кажуща с пористость всех слоев должна состав л ть 40-85%.. Дл получени изделий с высокой гладкостью поверхности в местах, где политетрафторэтиленовый поро- щок соприкасаетс 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 формовани изделий из политетрафторэтилена удобен также дп изготовлени изделий с металлическими знаками (шпиль ками, винтами, шурупами), поскольку .-помещаемый под металлическим знаком эластичный пористый полиуретан при последующем прессовании позволит , ему перемещатьс на заданную глуби- ну. Металлический знак обычно помещают на полиуре.тановый слой до загрузки политетрафторэтиленового .порощка , причем высота сло пористого полиуретана должна соответствовать глубине, на которую должен опустить с 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 ввод т 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 составл ет 25 мм, а высота кольца paвн etc 40 мм. После совместного прессовани порошка ПТФЭ и полиу ретанового кольца под деиствием давлени 350 кг/см с выдержкой в течение 2 мин заготовку выталкивают из пресс-формы и полиу- ретановое кольцо отдел ют от детали из ПТФЭ. После изготовлени 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 ввод т четыре одинаковьгх по размерам кольца из полиуретана с общей высотой 200 мм. Пористость двух кблец составл ет 60 об.%, а остальных 85 об.%, так что суммарна средн пористость полиуретана 72,5 об.%. После прессовани под давлением 300 кгс/см полиуретановые кольца отдел ют 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, котора соприкасалась с полиуретаном в процессе прессовани . Пример 3. Дл получени стакана используют пресс-форму, в кото-г рую ввод т 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 заполн ют порошкомПТФЭ, кроме того, над цилиндром образуетс слои порошка ПТФЭ. После прессовани под давлением 350 кгс/см из пресс-формы . извлекают заготовку, отдел ют 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). Изготовл ют издели из ПТФЭ, как в при