32. Технология фторкомпозитов. Спекание и обработка

В номенклатуре композиционных материалов различного функционального на-значения особое место занимают фторкомпозиты, разработанные на основе политетрафторэти-лена (ПТФЭ), модифицированного компонентами различного состава, строения, технологии получения и механизма действия.

Для наполнения материалов на основе ПТФЭ (фторкомпозитов) разработаны эффективные

приемы управления структурными параметрами на различных уровнях, которые позволили разработать и промышленно освоить марочный ассортимент, включающий несколько десятков наименований, с различными параметрами деформационно-прочностных, триботехнических и теплофизических характеристик. При всем многообразии марок фторкомпозитов (материалы серии «Флубон», «Флувис», Ф4К20, Ф4Г10 и др .) существует общий технологический принцип их формирования и переработки в изделия, предполагающий сочетание операций сме-шения компонентов, холодного прессования заготовки и горячего спекания (монолитизации) по заданному режиму .Он близок к принципам, используемым в технологии порошковой металлургии, и в настоящее время доминирует в литературных, патентных и коммерческих источниках, став основой технологической парадигмы функциональных фторкомпозитов.

Обеспечить монолитизацию заготовок при спекании можно при помощи способа спекания заготовок из композиционного материала на основе ПТФЭ с углеволокнистыми наполнителями, основанного на создании натяга при тепловом расширении заготовок, при котором натяг создается перед спеканием или во время спекания при температуре, не превышающей температуру перехода полимера (ПТФЭ) в вязкотекучее состояние.

Для уменьшения потерь от брака и повышения стабильно высоких результатов был разработан оригинальный способ формирования заготовок или изделий. Перед спеканием заготовки устанавливали в зазоры между внутренней поверхностью оправки и внешней поверхностью заготовки для ограничения объема ее теплового расширения при температуре свыше 573 К, когда материал находится в высокоэластическом состоянии. При этом торцы заготовок перед спеканием натирали графитом или накладывали на торцы кольца из фольги алюминиевой. Спекание производят в диапазоне температур 573–633 К с выдержкой при максимальной температуре в течение времени Vчас=b/4, где b – толщина стенки заготовки в мм.

Установление перед спеканием зазоров между деталями оправки и заготовкой, ограничивающих объем теплового расширения, приводит к тому, что ограничение объема происходит на этапе, когда композиционный материал находится в высоко-эластическом состоянии. Это позволяет избежать растрескивания заготовок, возникающего в случае, если натяг происходит при температуре, когда композиционный материал находится в стеклообразном состоянии, и обеспечивает в итоге стабильно высо-кие показатели физико-механических характеристик спекаемых композиционных материалов.