Способ изготовления профилированных изделий

Номер патента: 1109315

Авторы: Варламов, Дуничев, Пугачев

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИ 9) И СПУБЛИН 1)В 29 Р 5/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСН ичев 483597,1969.ельство С(54)(57) СПОСОБ ИЛИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙчу материалов в втетрафторэтиленаполнителями в зон ОТОВЛЕНИЯ ПРОФИ- включающий подае порошка поли- и его смеси с наспекания экстру(21) 3621233/23-05(56) 1. Патент США Кфкл, 425-378, опублик.2. Авторское свидепо заявке 9 336360кл В 29 Р 5/02, 1981 дера, проталкивание порошка через зону спекания, сжатие потока материала на выходе из зоны спекания и охлаждение полученного изделия, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения ассортимента изготавливаемых изделий путем обеспечения формования профилей, имеющих продольные прорези, при сжатии потока материала продольные прорези оформляют в виде треугольных прорезей, охлаждают поток, материала до 150-300 С, затем калибруют заготовьку по плоскостям, смежным с прорезями, и сближают их концы до образования продольных прорезей заданной ширины.1 110931Изготовление относится к изготовлению профилированных изделий изполитетрафторэтилена (ПТФЭ, в СССР .фторопласт) методом поршневойэКструзии свободносыпучего пордйко -образного материала.Такие изделия находят широкоеприменение для изготовления уплотнительных деталей в машиностроении, вчастности для изготовления уплотнительных колец запорной арматуры трубопроводов, манжет и т.пИзвестен способ изготовления про.филированных изделий, включающий подачу порошка ПТФЭ или его смеси с наполнителями в камеру спекания поршневого экструдера, проталкиваниепоршнем порошка через камеру с нагреванием материала до 340-420 ОС ипоследующее охлаждение экструдата навыходе из камеры спекания,Указанным способом получают профилированные иэделия с массивнымистенками и со сравнительно простойконфигурацией сечения. Получаемые из делия находят применение в различных отраслях и отличаются высокойразмерной точностью 1 .Недостатком данного способа является невозможность изготовленияиэделий сложного профиля, имеющихтонкие части и поднутрения, с достаточной производительностью процесса и с высоким качеством изделий.При изготовлении таких изделийв камере спекания экструдера созда 35ются большие давления экструзии,что нарушает целостность получаемого экструдата. Для снижения давления необходимо уменьшить длину каме 40ры спекания, однако при этом производительность процесса снижается в3"8 раз.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигае 45мому результату является способ изготовления профилированных изделий,включающий подачу материала в видепорошка политетрафторэтилена илиего смеси с наполнителями в зонуспекания, экструдера, проталкиваниепорошка через зону спекания, сжатиепотока материала на выходе из зоныопекания и охлаждение полученногоизделия.Согласно указанному способу в ка 55мере спекания формируют поток круглого или прямоугольного сечения, апри сжатии потока изменяют его про 5 2филь до необходимой сдожной формы. Этот прием позволяет избежать высокого давления, развивающегося обычно при получении изделий сложной формы.Указанным способом можно изготавливать разнообразные профилированные изделия с достаточно высокой производительностью при хорошей формоустойчивости и размерной точности иэделий 23.Недостатком известного способа является малый ассортимент изделий из-за невозможности изготовления изделий сложного профиля из ПТФЭ или его смеси с наполнителями в тех случаях, когда изделия должны иметьузкие продольные прорези, напримерпрорези глубиной 10-25 мм и шириной0,5-1,5 мм, При изготовлении такихизделий известным способом вдоль прорези концентрируются внутренние напряжения, приводящие к растрескиванию изделий или к искажению их формы,а в некоторых случаях и к нарушениюцелостности зкструдата.Целью изобретения является расширение ассортимента изготавливаемых изделий путем обеспечения формования профилей, имеющих продольныепрорези.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу изготовленияпрофилированных изделий, включающему подачу материала в виде порошкаполитетрафторэтилена или его смесис наполнителями в зону спекания экструдера, проталкивание порошка через зону спекания, сжатие потока материала на выходе из зоны спеканияи охлаждение полученного изделия,при сжатии потока материала продольные прорези оформляют в виде треугольных прорезей, охлаждают поток материала до 150-300 С, затем калибруют заготовку по плоскостям, смежным с прорезями, и сближают их концы до образования продольных прореФзей заданной ширины,Предлагаемый способ осуществляют сиспользованием устройства (не показано), представляющего собой автоматический поршневой экструдер, снабженный прессом с системой дозировкипорошка, установленной под прессомкамерой спекания с каналом для пропускания порошка через зоны спекания камеры. Б нижней части каналаспекания установлен профилирующий11093мундштук для сжатия материала иоформления сложной конфигурации профилированного изделия, Для осуществления предлагаемого способа устройство дополнительно снабжают калиб 5ратором, который устанавливают подмундштуком. Для регулирования температуры экструдата, поступающего вкалибратор, изменяют температурумундштука, удлиняя последний или 10предусматривают зону предварительного охлаждения, находящуюся междумундштуком и калибратором.Калибратор представляет собойфигурный насадок с каналом, соответствующим профилю изделия, с сужениями в тех частях, которые являютсясмежными с продольными прорезями.Калибратор устанавливают соосно смундштуком и жестко укрепляют, температуру калибратора регулируют автономно в пределах 150-300 С, Приотемпературе ниже 150 С в изделиимогут возникать внутренние напряжения, а формоустойчивость его недостаточна, что проявляется в возвратеформы экструдата до калибровки,что в ряде случаев нежелательно. Притемпературе выше 300 С искажаетсяформа получаемых изделий в областипродольных прорезей, что связано срелаксацией напряжений в материале,-после выхода из калибратора.,В качестве сырья используютсясвободносыпучие порошки политетра 35фторэтилена или его смеси с наполнителями, в числе которых могут бытьмолотый кокс, дисульфид молибдена,графит и т.п.Полученные изделия имеют продольные прорези и могут быть использованы для изготовления манжет, поршневых и уплотнительных колец, направляющих элементов узлов тренияразличных мезанизмов. Типичные примеры профилированных изделий с узкими продольными прорезями показанына фиг. 1-3.На фиг. 1 показан профиль иэделиядля изготовления уплотнителей кзадвижкам нефтепроводов большого диаметра; на фиг, 2 - профиль изделиядля изготовления манжет к гидроцилиндрам, поршням-и вращающимся валам; на фиг. 3 - профиль изделия дляизготовления комбинированных прокладок для крупногабаритнйх химическихаппаратов; на фиг. 4-6 - профильпотока материала, который оформляет 15 4ся при сжатии потока с образованиемпрорезей треугольной формы (междустрелками),Калибрование экструдата проводятпо плоскостям, смежным с прорезями,и сближают их края по плоскостям,указанным стрелками на фиг. 4-6.П р и м е р 1. Изготавливаютпрофилированное изделие из фторопласта - 4 с формой сечения, показанной на фиг. 1, В готовом изделиипрорезь должна иметь глубину 10 ммпри ширине 0,5 мм,Используют автоматический поршневой экструдер с вибрационным дозатором, с камерой спекания длиной1200 мм с четырьмя зонами спеканияавтономного регулирования температуры,Канал камеры спекания имеет Т-образный профиль, на выходе из каналаустановлен мундштук с профилирующимканалом, профиль которого соответствует сечению получаемого иэделияс припусками по линейным размерамс учетом усадки фторопласта - 4 на123. Для оформления продольной прорези в экструдате в мундштуке установлен рассекатель треугольнойформы с высотой 11,2 мм и с ширинойв основании 6 мм, причем рассекательрасположен симметрично относительнонижней части Т-образного каналамундштука,Под мундштуком укреплен калибратор, канал которого воспроизводитсечение получаемого изделия с припуском на термическую усадку 2,4 Е.Камеру спекания нагревают по зонам и устанавливают температуру370-380, 380 и 340 С по ходу экструзии.В вибрационный питатель подают порошок фторопласта, подвегнутыйпредварительному спеканию при 380 Си размолу для улучшения сыпучести,Перед подачей порошка в канал камеры спекания вводят пробку из фторопластаи проталкивают ее однократным ходом поршня. Дозирование порошка регулируют продолжительностью работы вибратора в 1,5 с и скребками,установленными над входом в канал камеры спекания.Скорость экструзии устанавливают равной 4,5 м/ч, давление экструзии составляет при этом 160 кг/см, число ходов поршня 61/мин.20 После заполнения порошком каналакамеры спекания и его сплавления поток материала поступает в мундштук,температуру которого на входе поддерживают равной 330 С, где потоксжимается по сечению на 107 и в немоформляется продольная прорезь треугольной Формы, и далее в калибратор, в котором экструдат с температурой 300 С сжимается по плоскостям, 10смежным с прорезью, причем края треугольной прорези сближаются с образованием прямоугольной прорези шириной 0,5 мм. Время пребывания экструдата в калибраторе 2,5 мин. После выхода из калибратора экструдат охлаждают окружающим воздухом до комнатной температуры,Образцы экструдата испытываютона формоустойчивость при 250 С втечение двух часов, Изменений,приданной Формы не наблюдается. Приизгибах образцов по разным плоскостям в экструдате не обнаруживаюттрещин или расолоений. Размерная точность по основным габаритным размерам и прорези не превышает +1,27Плотность образцов 2,16 г/см .Разрешающее напряжение в направлении экструзии 250 кг/см, относительное удлинение при разрые 3007.П р и м е р 2. Изготавливают проФилированное изделие как в примере 1,но вместо фторопластаиспользуютего смесь с 20 мас. . кокса литейного3.)марки КЛс размером частиц 50 мкм.Полученный экструдат формоустойчив при 250 С, не растрескиваетсяпри изгибах. Размерная точность изделия +1,07. Разрушающее напряжениегри растяжении 230 кг/см, относительное удлинение при разрыве 250%.П р и м е р 3, Изготавливаютпрофилированное изделие с формойсечения, показанной на фиг. 2, в той 4же последовательности операций какв примере 1 и на таком же поршневомэкструдере. Камеру спекания экструдера снабжают каналом прямоугольнойформы с размерами 15 х 20 мм, мундштук - с профилем изделия с припуском на усадку 11% и рассекателем. треугольной формы высотой 15 мм ишириной 5 мм. Калибратор выполняютс каналом, соответствующим профилю5.изделия с припуском на термическуюусадку 1,8%. Температуру по зонамкамеры спекания устанавливают 360,370, 330 и 350 С. Сжатие потока материала в мундштуке составляет 20%,время пребывания 1-2 мин, температура 290 С. Время пребывания материала в калибраторе 2 мин, температура 260 С,Процесс ведут при скорости экструзии 3,6 м/ч при давлении180 кг/см .Полученный экструдат формоустойчив при 200 С, не разрушается и нерастрескивается при иэ гибах. Размернаяточность 11,0 ,ширина прорези составляет 0,5+0,02 мм.Разрушающее напряжение при растяжении вдоль направленияэкструзии 270 кг/см, относительноеудлинение при разрыве образцов 220%.П р и м е р 4. Изготавливают профилированное. изделие как в примере 3, но вместо Фторопласта - 4 используют его смесь с 27 алюминатакобальта в качестве антифрикционной добавки.Полученное изделие Формоустойчиво при 200 С, не содержит трещини не расслаивается при изгибах.Размерная точность 1,07, ширина прорези 0,5+0,02 мм. Разрушающее напряжение при растяжении экструдатав направлении экструзии 240 кг/см,относительное удлинение при разрывеобразцов 1907.П р и м е р 5, Изготавливают изделие, профиль которого показан наФиг, 3, в той же последовательностиопераций как в примере 1 и на такомже поршневом экструдере, Камеру спекания снабжают каналом прямоугольной формы с размерами 35 хб мм, Мундштук снабжают треугольным выступомвысотой 28 мм и шириной в основании6 мм. Сечение канала мундштука воспроизводит профиль получаемого изделия по основным габаритным размерам с припуском на усадку 12% и на307 меньше площади сечения каналакамеры спекания. Калибратор устанавливают под мундштуком на расстоянии 5 мм от выхода, причем профилирующая часть калибратора соответствует профилю получаемого изделия сприпуском на термическую усадкуфторопласта - 41,5%.Экструэию проводят при скорости5,5 м/ч и давлении 210 кг/см, Время пребывания материала в мундштуке 1,2 мин, а в калибраторе 2,5 мин,Температура по зонам камеры спекания 380, 390, 390 и 345 ОС, мундштука 310 С,калибратора 150 С.Получают профилированное изделиеиз фторопласта - 4 с сечением какна фйг. 3 с продольной прорезью шириной 0,8-0,3 мм и глубиной 30 мм,Экструдат формоустойчив при 150 С, 5не содержит трещин и не расслаивается при изгибах. Размерная точностьпо габаритным плоскостям составляет+1 07. Разрушающее напряжение приу О2 Орастяжении 280 кг/см,. относительноудлинение при разрыве 2003.П р и м е р 6 (контрольный). Изготавливают профилированное изделие какв примере 1, за исключением того,что температуру материала перед ка 15либратором устанавливают равной310 С,Полученный экструдат имеет размерную точность+12,57, ширина прорези колеблется в пределах+10,35 мм, 20а края прорези волнистые и имеют искажения формы.П р и м е р 7 (контрольный) . Изготавливают профилированное изделиекак в примере 5 за исключением того,25что температуру материала перед калибратором устанавливают равной 140 С.Полученный экструдат имеет размерную точность +1,8 Е, изделие теряетоформоустойчивость при 150 С. 30П р и м е р 8 (контрольный по известному способу). Изготавливают профилированное иэделие из фторопласта как в примере 1, но не используюткалибратор, а в мундштуке устанавливают рассекатель прямоугольной формы, так что канал мундштука соответствует профилю получаемого изделияс припуском на усадку фторопласта.Ширина рассекателя 0,6 мм, высота 11 мм. В мундштуке поддерживаюттемпературу 250 С и изменяют ее при необходимости поиска оптимальногорежима получения изделий.После выхода экструдата из мундштука его охлаждают и подвергаютвизуальному осмотру. В образцах обнаруживают отдельные трещины, ориентированные в направлении экструзии,сформованная прорезь имеет искаженную форму при ширине 0,5-0,4 мм,Изменяют температуру мундштука,последовательно устанавливая ее 300,200 и 150 С.Существенного улучшения качестваэкструдата не наблюдают,Как видно из приведенных примеров,предлагаемый способ изготовленияпрофилированных иэделий позволяетполучать из фторопластаили егосмеси с наполнителями изделия сложного профиля с узкими продольнымипрорезями при хорошем качестве ивысокой размерной точности.В настоящее время изделия сложного профиля и с узкими продольнымипрорезями изготавливают методом механической обработки пресс-заготовок,что сопряжено со значительным выходом дорогостоящего фторопласта и большими трудозатратами, Предлагаемый способ позволяет получать такиеизделия прогрессивным методом поршневой экструзии и исключить образование отходов и существенно снизитьтрудоемкость их производства.Экономический эффект от экономииресурсов фторопластасоставит".около 1,6 тыс. руб. на 1 т из расчета снижения выхода отходов на 202при оптовой цене на фторопласт 8 руб за кг. Эффект от снижениятрудозатрат при изготовлении изделий составит около 1,5 тыс.руб на 1 т.1109315 Составитель Л. КольцоваРедактор В. Иванова Техред Л. Коцюбняк орректор О. Луг Подлисное ак Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,988/12 ВНИИПИ по 113035Тирак 640Государственного комитета СССРелам изобретений и открьггийМосква, Ж-З 5, Раушская наб д, 4/5

Смотреть

Заявка

3621233, 07.06.1983

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ В-2913

ВАРЛАМОВ БОРИС ГЕОРГИЕВИЧ, ДУНИЧЕВ ЮРИЙ ФЕДОРОВИЧ, ПУГАЧЕВ АРКАДИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: B29F 5/02

Метки: профилированных

Опубликовано: 23.08.1984

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1109315-sposob-izgotovleniya-profilirovannykh-izdelijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ изготовления профилированных изделий</a>

Похожие патенты