Способ термической обработки изделий из термопластов

Способ термической обработки изделий из термопластов, включающий обработку их в жидкости, предварительно нагретой до t_с -10 ^oC +10^oС, где t_с температура стеклования термопласта, выдержку в этой жидкости и охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса обработки, изделие в жидкости выдерживают в течение 2 30 мин при одновременном воздействии ультразвуковых колебаний интенсивностью (Вт/м²) от

где коэффициент отражения, т.е. отношение интенсивностей в отраженной и падающей волнах на границе раздела жидкость-изделие;
₁ и ₂- плотности жидкости и обрабатываемого материала, кг/м³;
С₁ и С₂ скорости звука в жидкости и обрабатываемом материале, м/с.

Изобретение относится к термической обработке пластмасс и может найти применение для снятия внутренних напряжений в изделиях из термопластичных полимерных материалов.
Известен способ термической обработки пластмассовых изделий, при котором их помещают в жидкость на 5-8 ч. Условиями обработки являются медленный нагрев в среде до предельной температуры (температуры стеклования) обрабатываемого полимера, выдержка в этой же среде не менее 2 ч, медленное охлаждение в этой же среде до температуры 30^oC со скоростью, в 2-3 раза меньшей скорости нагрева.
Так, например, для полиметилметакрилата ЛСОМ рекомендуется подъем температуры в течение 1 ч до температуры, близкой к температуре стеклования (85 88^oC), с периодом выдержки 3-4 ч и последующим охлаждением до 30^oC в течение 2-3 ч. Указанный способ термообработки осуществляется в термостатах типа ВН-5804, ВН-5805 и ТС-16 [1]
При аналогичном способе обработки поликарбоната оптимальное время выдержки в силиконовом масле при 135^oC составляет 80 мин. Термообработка поликарбоната в диапазоне 120-135^oC изменяет физико-механические свойства материала, способствуют повышению износостойкости и прочности изделий [2]
Данный способ термообработки обеспечивает снятие внутренних напряжений в термопластичных полимерных материалах на 20-30% Вместе с тем, этот способ имеет существенные недостатки. Во-первых, это большая длительность процесса термической обработки. Во-вторых, имеется недостаточное уменьшение внутренних напряжений. В третьих, большая длительность процесса вызывает термоусталость (термостарение) материала, особенно, при многократном его повторении.
Целью изобретения является ускорение обработки.
Поставленная цель достигается тем, что в способе термической обработки изделий из термопластов, включающем обработку их в жидкости, предварительно нагретой до t_c -10^oC10^oC, где t_c температура стеклования термопласта, выдержку в этой жидкости и охлаждение на воздухе, изделие в жидкости выдерживают в течение 2-30 мин при одновременном воздействии ультразвуковых колебаний интенсивностью (Вт/м²)
от ,
где коэффициент отражения, т.е. отношение интенсивностей в отраженной и подающей волнах на границе раздела жидкость-изделие;
₁ и ₂ плотности жидкости и обрабатываемого материала, кг/м³;
C₁ и C₂ скорости звука в жидкости и обрабатываемом материале, м/с.
Предлагаемым способом термообработки были обработаны образцы, отлитые при оптимальных технологических параметрах из полиметилметакрилата ЛСОМ ( 1180 кг/м³, C 2670 м/с) и поликарбоната ("Дифлон") ТУ6-05-1668-74 (r 1200 кг/м³, С 2660 м/с) ("лопаточка", ГОСТ 11262-76 и "брусок", ГОСТ 4647-69) на термопластавтомате Д-3328. В процессе термической обработки была использована жидкая среда теплоноситель глицерин (r 1260 кг/м³, С 1923 м/с). Термопластичные изделия помещали в ультразвуковую ванну, в которой находился глицерин, нагретый до температуры t, для полиметилметакрилата ЛСОМ t 80 85^oC и для поликарбоната "Дифлон" t 120^oC. После нагревания изделий до температуры, равной температуре жидкости-теплоносителя, возбуждали акустические колебания ультразвуковой частоты. Например, при термообработке изделий из поликарбоната "Дифлон" использовался генератор ультразвуковых колебаний УЗГ-0,1 с частотой f=18 кгц и интенсивностью излучения J₀ 8000 Вт/м². Оптимальное время термообработки было равным t = 16 мин.
Оптимальные условия термообработки с возбуждением акустических ультразвуковых колебаний определяли на основании данных изменения физико-механических показателей изделий до и после термической обработки, т.е. по пределу прочности при растяжении материала ( _p) и ударной вязкости (a_k). Результаты экспериментов приведены в таблице.
Преимуществами предлагаемого способа термической обработки изделий из термопластичных полимерных материалов перед известным способом термообработки пластмассовых изделий являются, во-первых, сокращение длительности процесса термообработки, во-вторых, уменьшение термоусталости во время термообработки.
Тем самым, можно значительно повысить надежность и долговечность работы полимерных деталей в узлах приборов и машин.
Способ термической обработки изделий из термопластов, включающий обработку их в жидкости, предварительно нагретой до t_с -10 до +10^oС, где t_с - температура стеклования термопласта, выдержку в этой жидкости и охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса обработки, изделие в жидкости выдерживают в течение 2 - 30 мин при одновременном воздействии ультразвуковых колебаний интенсивностью (Вт/м²) от

где - коэффициент отражения, т.е. отношение интенсивностей в отраженной и падающей волнах на границе раздела жидкость-изделие;
₁ и ₂- - плотности жидкости и обрабатываемого материала, кг/м³;
С₁ и С₂ - скорости звука в жидкости и обрабатываемом материале, м/с.