Устройство для наполнения емкостей

О П И С А Н И Е (1 ц 683996ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет Опубликовано 15.09"9Бюллетень34Дата опубликования описания 25. 09. 79 ве яеаем кзебретеинй и втхрытий(71) Заявитель 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА 1Изобретение относится к переработке политетрафторэтилена, в частности к изготовлению изделий сложной формы из,политетрафторэтиленовых гранульных порошков (в СССР - фторо 5 пласта 4).Известно, что политетрафторэтилен (ПТФЭ) не переходит при нагревании в вязкотекучее состояние, вследствие чего изделия из него изготавливают 1 О методом прессования порошкообразного материала при обычных температурахО(20-,30 С) с последующим сплавлением полученной заготовки.Прессование порошкообразного ПТФЭ в случае изготовления изделий простых форм не представляет затруднещуй Однако при получении изделий сложной формы, например .иэделий с разной высотой отдельных частей, 20 таких как втулки с уступами, стаканы со сплошным или сквозным 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 заполнять полости, поднутрения и тому подобное при его прессовании. Известенспособ получения изделий сложнойформы из ПТФЭ, основанный на разделении навески ПТФЭ на части и применении нескольких пуансонов 1.1) . Согласно этому способу изделия сложной фврьы условно разделяют по плоскостям,нормальным к направлению прессования, и подсчитывают вес порций ПТФЭ,необходимых для оформления отдельныхчастей детали сложной формы, засыпают первую навеску, выравниваютслой ПТФЭ, вводят один иэ пуансонов,затем загружают последующую навескуи вставляют второй пуансон. После 1этого пресс-форму помещают на пресси оба пуансона эапрессовывают одновременно.5 1 О Этот относительно простой способ, не требующий применения сложных дорогостоящих пресс-форм, обладает некоторыми особенностями.Основной недостаток этого спосо-, ба - искажение формы (образование вогнутостей или выпуклостей) поверхностей изделий, спрессованных под действием поперечного расширения резины, что обусловлено различныммеханизмом деформирования порошка ПТФЭ и резиновой массы. В то время как порошок ПТФЭ при прессовании уплотняется за счет удаления иэ него воздуха, при прессовании резины последняя не уплотняется, а деформируется в результате напряже 50 55 Этот способ требует применениясложных пресс-форм и целого ряда ручных операций, например, таких какзагрузка и выравнивание в пресс-ферме отдельных порций политетрафторэтиленового пооошка, что приводитк низкой производительности труда,Кроме того, в этом способе оченьтрудно избежать брака, посколькуиз-за повышенной чувствительностиполитетрафторэтилена к сдвигу междуотдельными навесками политетрафтерэтилена и в местах перехода от одной толщины к другой образуются трещины, В отдельных случаях брак мо-15жет достичь 70%.В связи с этим широкое распространение имеет механическая обработка ПТФЭ при изготовлении изделийсложной формы, но в этом случае в 20стружку уходит ценный материал(иногда до 90%).Известен также способ формованияиз ПТФЭ изделий сложной формы, основанный на введении в полость прессформы порошка ПТФЭ и эластичноймассы - резины ( 23.В соответствии с этим способомв пресс-форму, имеющуе сечение,, соответствующее сечению получаемого изделия, помещают гранульный пв"литетрафторэтилен и эластичнуе мас-,су (резину с твердостью по ШоруА),которая деформируется поддействием поршня, передающего давле 35ние внутрь пресс-формы во всех направлениях, обеспечивая прессованиезаготовки, которую вынимают из прессформы, отделяют от резины и спекаютпри температуре, по крайней мере,327 С,ф 40 ний сжатия. Так как степень уплотнения порошка ПТФЭ обычно составляет 1:3-1:5 резиновая масса, подвергаясь таким деформациям, существенно изменяет. свою форму, что обуславливает отклонение формы деталииз ПТФЭ от заданной, Особенно сильно это проявляется при изготовленииизделий с большой высотой, причемв последнем случае наблюдается обра"зование трещин в изделиях из-за неравномерного уплотнения и перемещения слоев ПТФЭ при прессовании,Целью изобретения является изготовление из политетрафторэтиленовогопорошка изделий сложной формы с минимальными отклонениями от заданнойформы и без трещин. Для достиженияпоставленной цели предлагается в качестве эластичной массы использоватьполиуретанс пористостью 40-85 еб.7 ь.Эластичный полиуретан можно применять совместно с другим неэластичным материалом, помещаемым на грани"це раздела между политетрафторэтиленовым порошком и эластичным полиуретаном.Предлагаемым способом могут бытьтакже, изготовлены изделия сложнойформы из политетрафторэтилена с металлическими знаками (шпильками,.винтами, шурупами и т.п.), которыепомещают в пресс-форму на слой полиуретана перед загрузкой порошкообразного ПТФЭ,Установлено, что эластичный полиуретан с пористостью 40-85 об.%сжимается в 1,5-6 раз за счет деформации пор и при этом не изменяетсвоих поперечных размеров. Порошкообразный политетрафторэтилен обычноимеет насыпной вес 0,3-0,6 г/см , апосле 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 раэ аналогично уплотнению эластичного полиуретана с названной пористостью. Аналогия поведения при сжатии порошкообразногвполитетрафторэтилена и пористогоэластичного полиуретана позволяетс большой точностью рассчитать величину уплотнения обоих материаловпри последующем совместном формовании, Полученные таким образом изделия сложной формы имеют минимальныеотклонения от заданных размеров (на"пример0,5 ), Оптимальные результаты достигают при использованииполиуретана с удельным объемом пор,равным объему воздуха, находящегосямежду частицами свободно насыпанного политетрафторэтилового порошка,Так, например, при использованииПТФЭ с насыпным весом 0,46 г/смнаилучших результатов достигают прииспользовании полиуретана с пористостью 65 об. . (пример 1), а при насыпном весе 0,60 г/см предпочтителензполиуретан с пористостью около 76 еб.%(пример 3),В предлагаемом способе можно также применять комбинацию слоев эластичной пористой массы с разной пористостью каждого из слоев, а такжеслоистую комбинацию из пористогослоя и слоя из материала, не. обладающего пористостью, например металла,Однако при этом суммарная кажущаясяпористость всех слоев должна составлять 40-85 .Для получения изделий с высокойгладкостью поверхности в местах,где политетрафторэтиленовый порошок соприкасается при формованиис эластичным полиуретаном, целесообразно на границе раздела между эти.ми материалами помещать разделительную металлическую прокладку толщиной 0,5-1,5 мм.Предлагаемый способ формованияизделий из политетрафторэтиленаудобен также для изготовления изделий с металлическими знаками (шпильками, винтами, шурупами), поскольку. помещаемый под металлическим знакомэластичный пористый полиуретан припосЛедующем прессовании позволит,ему перемещаться на заданную глубину. Металлический знак обычно помещают на полиуретановый слой до загрузки политетрафторэтиленового порошка, причем высота слоя пористогополиуретана должна соответствоватьглубине, на которую должен опуститься знак при последующем прессованииП р и м е р 1, 500 см порбшка гранульного ПТФЭ с насыпным весом 0,45 г/см загружают в прессформу. Предварительно в пресс-форму вводят кольцо из вспененногопблиуретана с пористостью 75 . Кольцо с наружным диаметром, равным50 мм, плотно прилегает к стенкампресс-формы, внутренний диаметр кольца составляет 25 мм, а высотакольца равняе 1 ся 40 мм, После совместного прессования порошка ПТФЭи полиуретанового кольца под действием давления 350 кг/см с выдержкой в течение 2 мин заготовкувыталкивают из пресс-формы и полиуретановое кольцо отделяют от деталииз ПТФЭ. После изготовления 10 таа 10 ких деталей их спекают при 380 Св течение 5 ч, Готовые детали в виде шайбы с уступом имеют диаметр+24-0,3 мм в той части, где припрессовании проходила граница ПТФЭ -полиуретан. После того, как готовые детали были разрезаны надвоевдоль оси, в них не было обнаружено ни трещин, ни расслоений.П р и м е р 2.1600 смз порошка ПТФЭ с насыпным весом 0,40 г/см3загружают в такую же пресс-форму,как в примере 1. В пресс-форму вводят четыре одинаковых по размерамкольца иэ полиуретана с общей высотой 200 мм, Пористость двух кблецсоставляет 60 об,%, а остальных85 об,%, так что суммарная средняяпористость полиуретана 72,5 об. .После прессования под давлениемэ,30300 кгс/см полиуретановые кольцаотделяют от заготовки из ПТФЭ, апоследнюю подвергают спеканию при370 С в течение 6 ч. Готовые деталиимеют диаметр 19 ф 0,2 мм в той частиповерхности, которая соприкасалась З 5 с полиуретаном в процессе прессования.П р и м е р 3. Для получения .ста"кана используют пресс-форму, в кото-,рую вводят 100 см ПТФЭ с насыпным340 весом 0,60 г/см , а также предварительно устанавливают сплошной ци-.линдр из полиуретана, образующий зазор междустенками пресс-формы, которыйзаполняют порошкомПТФЭ, крометого, 45над цилиндром образуется слой порошка ПТФЗ. После прессования под давлением 350 кгс/см из пресс-формы .извлекают заготовку, отделяют деталь из ПТФЭ от полиуретана и подвер"гают спеканию при 380 С в течение3 ч. Полученный стакан из ПТФЭ имеетнаружный диаметр 49 мм, а внутренний диаметр 40+0,5 мм, Бочкообразность внутренней поверхности не пре вышает 0,8 ммОбразцы стаканов неимеют трещин и отслоений.П р и м е р 4,(контрольный). Изготовляют изделия из ПТФЭ, как в при.У83996 8 5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 Тираж 65 Подписное ВНИИПИ Заказ 3594 Филиал ППП "Патент", гУжгород, ул, Проектная, 4 7 6 мере 1, причем используют полиуретан с пористостью 88 об.Х. После изготовления втулки из ПТФЭ и разделения ПТФЭ и полиуретана по цилиндрической поверхности втулки обнаруживают поверхностные трещины и наслоения, в результате чего деталь из ПТФЭ сильно отличается от заданной формы.П р и м е р 5 (контрольный),Изготовляют стакан иэ ПТФЭ, как в примере 3, причем пористость полиуретана составляет 30 об.Х. После изготовления детали и удаления полиуретана осматривают внутреннюю поверхность и измеряют бочкообразность внутрен-, . ней поверхности. Бочкообразность составляет 1,5 мм, на внутренней поверхности обнаруживают,поверхнэстные складки и отслоения.П р и м е р. 6. Изготовляют изделие из ПТФЭ, как в примере 1,причем на кольцо из полиуретана помещают тонкую металлическую прокладку, частично органичивающую контакт поверхности полиуретанового кольца и порошка ПТФЭ, В процессе прессования кольцо из полиуретана сжимается, чтополностью исключает контакт между частями из ПТФЭ и полиуретаном, сжатым под действием давления. Послеспекания обнаруживают, что отклонения диаметра в боковой поверхностивтулки с диаметром 25 мм составляют 0,2 мм. Трещин и отслоенийне было обнаружено.П р и м е р 7 (контрольный).Изготовляют изделие, как в примере 1, .причем вместо пористого полиуретанаиспользуют мягкую резину (твердость.по Шору А). Полученный стаканимеет по внутреннему диаметру отклонение размеров (бочкообразность)1,8 мм.П р .и м е р 8. Для изготовлениязаготовки диафрагмы вентиля впресс-форму вводят кольцо из полиуретана с пористостью 76 об.Е, поверх которого надевают стальнуювтулку с толщиной стенок 2 мм. Внижний пуансон устанавливают металлический знак - штифт с цилиндрической головкой, который опирается на слой полиуретана с пористостью 67 об.Х, заполнившего канал. После этого в форму вводят 250 г политетрафторэтиленового порошка с насыпным весом 0,60 г/см . После выравЪнивания .порошка производят прессование с выдержкой под давлением 300 кгс/смф втечение 5 мин, а за- тем выталкивание и отделение заготовки от пористого полиуретана и металлического кольца, Заготовку с металлическим знаком подвергают спеканию при 380 С в течение 5 ч. Полученные изделия имеют гладкую поверхность, а в зоне металлического знака не обнаруживают ни трещин, ни отслоений ПТФЭ. После изготевления 20 заготовок 1.0 из них разрезают надвое вдоль оси. Внутренних трещин в ПТФЭ не обнаруживают,Для осуществления предлагаемого способа не требуется изменения устройств или пресс-Форм, которые имеются в цехах по переработке ПТФЭ (в СССР - фторопласт).Эластичная масса в виде блочного или листового полиуретана может быть получена от заводов-изготовителейтаких материалов. Формула изобретения Способ изготовления изделий из политетрафторэтилена, включающий последовательные операции заполнения пресс-формы порошком полимера с эластичной массой, прессования и отделения эластичной массы от прессованной заготовки с последующей термообработкой ее, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью изготовления изделий с минимальным отклонением от заданной формы, в качестве эластичной массы используют полиуре- тан с пористостью 40-85 об.7.1 Источники информации, принятые вовнимание при экспертизеЧегодаев Д.Д. и дрфторопласты. Л, Госхимиэдат, 1960, с. 62-72,2. Патент Франции 1 ч 1504807,кл. В 29 С 1/00, 1963,