Пневматическое и вакуумное формование

Данные методы применяют для получения крупногабаритных деталей из термопластов. Они универсальны, малотрудоемкие. Процесс формирования производится в профильных матрицах под воздействием давления воздуха.

Различие между этими методами в том, что при пневматическом формировании используется сжатый воздух, а при вакуумном - создается вакуум в матрице и в нее засасывается размягченная пластмасса.

Схема пневматического формирования показана ниже на рис. 17.4. На профильную матрицу 1 укладывается лист термопластика 2 и плотно прижимается сверху нагревательной плитой 3. После определенной выдержки для перехода пластика в эластичное состояние через отверстия в плите подается сжатый воздух, раздувающий заготовку и формирующий ее по контуру матрицы. После остывания деталей давление сжимается и форма разбирается.

Процесс вакуумного формования похож на предыдущий метод и производится также в открытых формах матрицах, как показано на рис. 17.5. Заготовка лист 1 термопласта укладывается на матрицу 2 и прижимается нагревающей пластиной 3, после разогрева листа откачивается воздух насосом из-под матрицы, засасывая разогретую пластмассу в форму и формируя ее по форме матрицы.

Оба рассмотренные методы просты, не требуют сложного оборудования, но имеют ограниченное применение лишь для изготовления тонкостенных простых по форме деталей без утолщений, перемычек, отверстий, арматуры, а также невысокой точности. Кроме того, эти методы целесообразно использовать для получения заготовок, имеющих последующую механическую обработку.

Лекция 18. Изготовление деталей из керамики

Способы получение деталей

Детали из керамики могут быть получены одним из способов: сухим прессованием, штамповкой, выдавливанием через мундштук, намораживанием, литьем.

Сухим прессованием изготавливают небольшие плоские детали, имеющие незначительные выступы и углубления. В порошок добавляют связку: 7-10% парафина или 15% водный раствор поливинилового спирта. Из порошка делают коржи, которые сушат в сушильных шкафах или током высокой частоты.

Прессование осуществляют на специальных автоматах. Большая плотность заготовок полученных при сухом прессовании обеспечивает высокую точность.

Штамповкой изготавливают мелкие радиодетали сложной конфигурации. Процесс обеспечивает высокую производительность. Связкой для керамической массы служит древесная смола или керосин. Массу загружают в пресс-форму с некоторым избытком из-за высокого коэффициента усадки.

Выдавливание через мундштук применяется для изготовления деталей удлиненной формы: трубок, колодок, стержней, каркасов. Керамическая масса должна содержать от 20 до 50% влаги. Тонкие стержни и тонкостенные трубки выдавливаются на горизонтальных мундштучных прессах. Лучшими прессами являются пневмогидравлические.

Намораживанием получают заготовки с точными отверстиями. Этот способ состоит в следующем: металлическую оправку погружают в расплавленный литейный шликер. На холодной поверхности оправки намораживается слой отвердевшего шликера. При достижении определенной толщины слоя полуфабрикат снимают с оправки и передают на дальнейшие операции технологического процесса.

Литьем в металлические формы изготавливают детали относительно простой конфигурации в мелко- и крупносерийном производствах. Большое значение для качества изготовления деталей имеет текучесть шликера. Литник располагают в наиболее массивной части отливаемого изделия. Для литья лучше применять открытые формы.

Непрерывное литье применяется для получения изделий с постоянными поперечными сечениями. В формующую трубку поступает подогретый жидкий шликер. Застывая в верхней охлаждаемой части трубки он приобретает форму ее канала. Затвердевший конец выдавливается непрерывно поступающим жидким шликером. Выдавливание облегчается благодаря объемной усадке остывающего шликера.

Горячее литье под давлением служит для изготовления деталей точных размеров и сложной конфигурации в массовом производстве. Уменьшается расход массы. Литьевые формы дешевле и долговечнее форм для прессования и штамповки. Применяемые полуавтоматические установки позволяют значительно сократить цикл процесса.

Сушка - процесс удаления влаги и летучих компонентов из керамических шликеров, формовочных полуфабрикатов и заготовок. Существует пять способов сушки: 1) конвективный, 2) термоконтактный, 3) радиационный, 4) высокочастотный и

электроконтактный.

При конвективном способе тепло необходимое для испарения влаги передается газообразными носителями - воздухом или дымовыми газами; термоконтактном - от соприкосновения с горячей поверхностью; радиационным - инфракрасными лучами; высокочастотном - полем высокой частоты; электроконтактном - за счет электро­проводимости влажных материалов и выделении тепла при прохождении тока через заготовки.

Обжиг заготовок производится в два этапа: предварительный и окончательный. Предварительный производится при Т=800-1000°С без спекания керамической массы. Он предназначен для выгорания органических веществ и получения пористой структуры. Обжиг производится в верхних этажах пламенных печей используя отходящие газы. Во время окончательного обжига заготовки приобретают окончательные размеры и достаточную механическую прочность. Интервал температур 1270-1750°С.

Глазирование применяют для защиты поверхностей керамических изделий от загрязнения, повышения поверхностного сопротивления, получения красивого внешнего вида и склеивания отдельных элементов. Глазури получают из высокодисперсных порошковых материалов, близких по составу к керамическим, с добавлением стеклообразующих составляющих. Глазури делятся на тугоплавкие и легкоплавкие.

Механическое крепление керамических изделий друг с другом, обеспечение электрических контактов, выполнение электрических цепей осуществляется нанесением на поверхность керамики металлического слоя. Применяют следующие способы нанесения металлических слоев: катодное распыление, металлизация, химическое осаждение металлов на предварительно нанесенный токопроводящий слой, ультразвуковое лужение, вакуумное испарение и вжигание. Наиболее распространено вжигание серебра или смесей тонкодисперсных металлических порошков. Метод вжигания серебра применяется при изготовлении печатных плат.