Файл: Балицкий А.В. Технология изготовления вакуумной аппаратуры.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 587
Скачиваний: 2
Диэлектрическая проницаемость при 50, 103, 10вг/< |
1,9—2,2 |
Тангенс угла диэлектрических потерь при 50, 103, |
0,00025 |
10° г ц ...................................................................... |
|
Горючесть.......................................................... • . . |
Не горит |
Выпускается также фторопласт-4Д, имеющий те же физико-механические свойства, но позволяющий при смешении его со смазывающими веществами переработ ку в детали методом экструзии на плунжерных прессах, чего нельзя делать при переработке фторопласта-4. Из неспеченного фторопласта-4Д со смазывающими вещест вами делается фторопластовый уплотнительный мате риал ФУМ, выпускаемый промышленностью по МРТУ М-870-62.
Материал ФУМ марки В применим для всех сред, кро ме кислорода, азотной кислоты и других сильных окис лителей. Он выпускается трех профилей: круглый — диа
метром от 1 до 22 мм, |
квадратный — от 3x3 |
до 8X8 мм |
|
и полосовой — от 2X4 |
до 2x8 мм кусками |
не менее |
|
1000 мм. Материал |
ФУМ применяется |
в |
закрытых |
уплотнениях при температурах от —60 до 150 °С.
Кроме указанных выпускаются также фторопласт-40
(фторлон-40) по ВТУ-817-59 (марки: |
40П — для |
прессо |
вания, 40Ш— для переработки экструзией) и |
фторо |
|
пласт-42 (фторлон-42) по ВТУ-208-62 |
(марка 42П — для |
прессования и экструзии). Фторопласт-40 тверже фторо- пласта-4 и менее термостоек, уступает последнему по электроизоляционным свойствам и химической стойкос ти, но более технологичен и почти не склонен к ползу чести.
Фторопласт-42 значительно уступает остальным мар кам фторопласта почти по всем показателям и может применяться только в менее ответственных соедине ниях.
Полиимид как уплотнительный материал стал приме няться в вакуумной технике недавно. Полиимид марки ПМ в виде пленки толщиной 30—50 мкм выпускается по ТУ № П-551-67. Пленка ПМ термостойка до 300°С, мо розостойка до минус 190°С, прочна (временное сопро тивление на растяжение 1 200 кгс/см2 при удлинении около 20%), обладает температурным коэффициентом линейного расширения, близким к алюминию.
Другой вид полиимида (прессовочный материал) в отечественной вакуумной технике еще не получил ши рокого применения. По литературным данным [Л. 13,
52
15] выпускаются уплотнители из прессованного полнимида, являющегося жестко-упругим материалом, с собст венным газовыделеппем, меньшим, чем у фторопласта, но большим, чем у меди. К отрицательным свойствам прессованного полпимида следует отнести его относи тельную гигроскопичность, вследствие которой он раз рушается при длительном кипячении в воде и под дей ствием водяного пара.
Прессовочный материал ПМ-67 имеет примерно та кие же физические свойства, как и пленка ПАЙ.
Полиэтилен имеет три вида в зависимости от давле ния, при котором производится его полимеризация: по лиэтилен высокого давления ВД, полиэтилен среднего давления СД и полиэтилен низкого давления НД. Все три вида отличаются друг от друга по свойствам и тех нологии переработки.
Полиэтилен ВД выпускается промышленностью по МРТУ-6-05-889-65 нескольких сортов, маркирующихся по «индексу расплава», т. е. по массовому количеству ма териала, вытекающему за 10 мин при 190 °С через ка пилляр диаметром 2,095 и длиной 8 мм под нагрузкой 2,16 кгс. В обозначении марок первые буква и цифра (П-2) обозначают полиэтилен ВД, следующие три циф ры — десятикратную величину индекса расплава, а по следняя буква указывает на основное назначение дан ного сорта.
Полиэтилен НД также выпускается нескольких сор тов и маркируется по аналогичному принципу, но начи ная со знаков П-4. Основные физические свойства поли этилена приведены в табл. 3-4.
Собственное газовыделение полиэтилена приближает ся к газовыделению фторопласта (рис. 3-3), но интервал рабочих температур у него много уже. Поэтому поли этилен может служить хорошим уплотнителем только при температурах от —50 до + 5 0 °С. Ионизирующее облучение повышает его механическую прочность и тер мостойкость. Полиэтилен недостаточно маслостоек и све тостоек, дешев и удобен для всевозможных подсобных изделий (лабораторная посуда, мешки, чехлы, изоля ционная пленка и т. п.).
Полиамиды (П-68, П-6) с собственным' газовыделеиием, близким к газовыделению полиэтилена, пригодны для изготовления небольших, непрогреваемых деталей вакуумных систем. Прочность материала П-68 составля-
53
Таблица 3-4
Физические свойства некоторых сортов полиэтилена [Л. 13]
Характеристика Полиэтилен ВД Полиэтилен ИД Полиэтилен СД
Плотность, г/см3 |
|
0,918—0,935 |
0,95 |
0,96—0,97 |
|||
Предел прочности, кгс/см-: |
120—160 |
220—320 |
270—330 |
||||
при растяжении |
|
||||||
при изгибе |
|
|
120—170 |
200—350 |
250—400 |
||
Модуль упругости при изги |
1500—2 500 |
5 500—3 000 |
8 000—10 500 |
||||
бе, кгс/см- |
|
|
|
|
|
||
Предел текучести при рас |
90—100 |
220—260 |
250—300 |
||||
тяжении, кгс/см? |
|
|
|
|
|||
Относительное |
удлинение, |
|
|
|
|||
% при скорости растяже |
|
|
|
||||
ния: |
|
|
|
|
|
|
|
100 мм/мин |
|
|
150—600 |
400—800 |
20—400 |
||
50 мм/мин |
достижении |
— |
— |
400—900 |
|||
Удлинение |
при |
— |
15—30 |
5—10 |
|||
предела |
текучести, % |
|
Ие ломается |
Не ломается |
|||
Удельная ударная вязкость, |
— |
||||||
кгс-см/см- |
|
|
|
|
|
|
|
Твердость по Бринеллю |
1,4—2,5 |
4,5—5,8 |
5,6—6,5 |
||||
Удельное |
объемное |
элек |
10” |
1017 |
10‘7 |
||
трическое |
сопротивление, |
|
|
|
|||
ом • см |
|
|
|
|
|
|
|
Диэлектрическая |
проницае |
2,2—2,3 |
2,1—2,4 |
2,3 |
|||
мость при 10е гц |
|
|
|
|
|||
Тангенс угла |
диэлектричес- |
г -ю - ^ з х |
2-10~“н-5Х |
2 • 10“ Фн-4Х |
|||
ких потерь при 106 гц |
Х Ю -‘ |
х ю -* |
Х Ю '4 |
||||
Электрическая |
прочность, |
|
|
|
|||
кв/мм: |
|
|
1 мм |
|
|
|
|
при толщине |
45—60 |
45—60 |
45—60 |
||||
„ |
|
. |
2 мм |
28,36 |
28—36 |
29—31 |
|
Температура плавления, °С |
105—108 |
120—125 |
127—130 |
||||
Теплостойкость по НИИПП, |
108—110 |
120—128 |
128—133 |
||||
°С |
|
|
|
|
|
|
|
Температурный коэффициент |
2 ,2-н5,5Х |
4-10-* |
2,2-н5,5Х |
||||
линейного |
расширения в |
ХЮ -* |
|
Х Ю '1 |
|||
интервале от 0 до |
100 °С |
|
|
|
|||
Морозостойкость, |
°С |
|
—70 |
Ниже —70 |
—70 |
||
Водопоглощение за 30 суток, |
0,04 |
0,03—0,004 |
0,01 |
||||
% |
|
|
|
|
|
|
|
Светостойкость, ч, не ме |
240 |
240 |
|
||||
нее |
|
|
|
|
|
|
|
54
ет при растяжении 500—700 кгс/см2, при сжатии 700— S00 кгс/см2.
Органическое стекло (плексиглас) хорошо обрабаты вается резанием, склеивается и сваривается (табл. 3-5). Применяется в высоковакуумиой технике, в частности для деталей питателей азотных ловушек.
Таблица 3-5
Основные технические свойства органического стекла
|
|
Показатели для стекла марки |
|
Характеристика |
Ст-1 |
Ст-2-55 |
|
|
|
||
|
|
(ВТУМХПБу 11-57) |
(РТУ МХП Бу 27-56) |
Плотность, г/см3 |
1,18 |
1,19 |
|
Теплостойкость, |
°С |
110—120 |
130—135 |
Температурный |
коэффициент |
|
|
линейного расширения: |
77-10-“ |
69-10-° |
|
при 20 °С |
|
||
при 100 °С |
|
115-10-° |
84-10-° |
Коэффициент преломления |
1,48 |
1,48 |
|
Предел прочности при (стати- |
1207 |
1212 |
|
ческом изгибе, кгс/см2 |
780 |
923 |
|
То же при растяжении, кгс/см2 |
|||
Относительное удлинение, % |
4 |
3,3 |
|
Удельная ударная вязкость, |
12,5 |
14,6 |
|
кгс • см/см- |
|
23,7 |
29,9 |
Твердость по Бринеллю |
|||
Водопоглощение за 24 ч, % |
0,057 |
0,093 |
Органическое стекло |
СТ-1 |
может |
быть |
склеено |
|
3-5%-ным |
раствором того |
же стекла |
в дихлорэтане, |
||
а стекло марки Т-2-55 — клеем В31-Ф9. |
|
путем |
|||
Сварка |
органического |
стекла |
производится |
местного разогрева поверхностей соединения до 150°С, для чего между ними вводится стальная лента, нагре
ваемая пропусканием тока |
и последующего |
сжатия |
||
с усилием 10—15 кгс/см2 |
с |
выдержкой |
в |
течение |
20 мин. |
АГ-4 (ОМ-ТУ № |
431-57) — |
||
Прессовочный материал |
теплостойкий и влагостойкий волокнистый прессматериал, в основе которого лежит стеклянное волокно, про питанное модифицированной фенольно-формальдегид- ной смолой. Материал обладает механическими свойст вами, не уступающими свойствам чугуна, достаточно кислотоупорен и маслостоек, хороший диэлектрик. Диа
55
пазом рабочих температур материала АГ-4 лежит меж ду —60 и + 200°С, кратковременно (1—2 ч) он выдер живает температуру в 250 °С. Малая усадка при прессо вании, высокая прочность и хорошая текучесть позволяют изготовлять из этого материала тонкостенные и резь бовые детали. Имеются два сорта материала: сорт В — в виде волокна-путанки и сорт С — в виде лент разной ширины и длины. Из них при прессовании под удельным давлением около 1000 кгс/см2 при температуре 150— 160°С с выдержкой в 1,5 мин на 1 мм толщины стенки получают изделия, обладающие свойствами, приведен ными в табл. 3-6.
Таблица 3-6
Основные технические свойства прессматериала АГ-4
Характеристика |
|
|
Плотность, г/см1 |
|
|
Теплостойкость по Мартенсу, °С |
||
Водопоглощение за 24 ч, г/см- |
|
|
Маслостойкость |
и бензостоикость при |
|
20 °С за 24 ч, % |
24 ч, |
|
Кнслотостойкость при 20 °С за |
||
% |
коэффициент |
линей- |
Температурный |
ного расширения при 20 ° Теплопроводность, кал/(сск-см- °С)
Предел |
прочности при |
статическом |
||
изгибе, кгс/см* |
100 ч |
при |
||
То же |
после |
выдержки |
||
200 °С |
после |
выдержки |
300 ч |
при |
То же |
||||
250 °С |
|
|
|
|
Предел прочности при сжатии, кгс/см2 Предел прочности при растяжении,
кгс/см2
Ударная вязкость, кгс-см/см*
То же после выдержки |
300 ч при |
||
200 °С |
|
|
|
Твердость по Бринеллю |
электриче- |
||
Удельное |
поверхностное |
||
ское сопротивление, |
ом |
|
|
Удельное |
объемное |
электрическое |
сопротивление, ом-см Электрическая прочность, кв/мм Тангенс угла диэлектрических потерь
при 10е гц Диэлектрическая проницаемость при
10е гц
Показатели по сортам
вс
7 |
СО |
1,7—1,8 |
280 |
|
280 |
0,0078 |
|
0,0078 |
0,05 |
|
0,05 |
0,1 |
|
0,1 |
(8ч-1) -10~в |
(8ч-10) -10-» |
|
6 -10 -1 |
— |
|
1000 |
|
2 000 |
1360 |
|
— |
400 |
|
— |
1300 |
|
1300 |
800 |
|
2 000—4 000 |
30—100 |
150—200 |
|
25 |
|
— |
130—145 |
140 |
|
1• 1012 |
|
М О 12 |
Ы О 12 |
|
l-10t2 |
15 |
|
13 |
0,05 |
|
0,05 |
8 |
|
8 |
56
Вследствие высокого газовыделения этот материал применим только в устройствах с низким вакуумом.
Текстолит листовой (ГОСТ 2910-67) и прутковый (ГОСТ 5385-68), текстолит гибкий марки МА (ТУ МХП 488-50) служат материалом для внешних изолирующих деталей, панелей щитков, изолирующих прокладок вво дов на форвакууме, и тому подобных деталей, требую щих механической обработки.
Детали, находящиеся вне вакуумной полости (элек трические разъемы, ручки, маховички и т. п.),' изготов ляются из пресспорошков различных марок и других пластмасс.
3-4. РЕЗИНЫ
Наиболее широко распространенным материалом для изготовления различного вида уплотнителей в аппа ратуре низкого, среднего и высокого вакуума является вакуумная резина, обладающая незначительной порис тостью и сравнительно малым (по сравнению с обычны ми сортами резины) газовыделением.
Выпускаемые нашей промышленностью вакуумные резины делятся, с одной стороны, на обычные и термо стойкие и, с другой — на маслостойкие и немаслостой кие.
Белая вакуумная резина марки 7889 — немаслостой кая, наиболее эластичная, выпускается в виде пласти ны, трубок (вакуумных шлангов) и шнура круглого и прямоугольного сечения. Этот сорт резины пригоден для уплотнителей, работающих в температурных условиях от +70 до —10°С. Длительное охлаждение ниже —10°С делает эту резину хрупкой, непригодной для уплотнения.
Пластины сорта 7889 выпускаются толщиной от 2 до 20 мм, шириной и длиной от 250 до 500 мм; физико-ме ханические и физико-химические показатели должны укладываться в нормы, приведенные в табл. 3-7.
Трубки (шланги) выпускаются длиной от 600 до 1 500 мм. Шнуры круглого и прямоугольного сечения вы пускаются длиной 6000 мм, диаметром от 3 до 30 мм (или по высоте и ширине прямоугольного сечения).
Более морозостойкими, но такими же нестойкими против органических растворителей и нетермостойкими являются сорта ИРП-1118 и ИРП-1289. Сорта ИРП-1345, ИРП-1399 и 51-1433 наиболее термостойки, но неодина-
57
сл
0 3 |
Таблица 3-7 |
|
Физико-механические свойства вакуумных резин
Характеристика |
Сорт |
Сорт |
Сорт |
|
7889 |
9024 |
ИРП-1015 |
Тип каучука |
Натураль |
СКМ-26 |
СКН-40 |
|
ный |
|
|
■Относительное удлинение при |
550 |
350 |
400 |
разрыве, % не менее |
|
|
|
Остаточное удлинение, %, не |
20 |
17 |
20 |
более |
|
|
|
Условноравновесный модуль, |
24 |
45 |
34 |
кгс/см2 |
|
|
|
Температурный диапазон ра ботоспособности, °С
Стойкость к маслу и бензину
Скорость газовыделения при
высшей рабочей температуре, fe-Ю'4 лмкмЦсек-см?)
—10+-+70 |
—30+-+70 |
—25л-+ 70 |
Нестой |
Стойкая |
Стойкая |
кая |
|
|
0,4 |
0,2 |
1,8 |
Проницаемость по азоту при |
7,5.10-8 |
7-10-° |
4-10-» |
25 °С, см*1(см2‘сек-кгс1см2) |
|
|
|
Нормы по сортам
Сорт ИРП-1368
СКТВ-1
130
10
30-40
—50+-+200
Нестойкая
3,3
Сорт ИРП-1399С
СКТВ-1
200
10 О 1СЛо
—50+-+ 200
Нестойкая
2,36
Сорт
51-1433
СКТФВ-В03
400
10
40—50
—60+-+200
Нестойкая
3,6
Сорт ИРЛ-2043
СКФ-26
160
10
70
—30+-+ 200
Стойкая
2,0
Сорт ИРП-1118
СКМС-10
160
8
84
—60+-+ 70
Нестойкая
0,5
231-10'8 |
190-10-8 |
200-10-в |
0,4-10-s |
7,3-10-8 |
Сорт ИРП-1289
СКМС-10
260
10
45
—60+-+70
Нестойкая
1,2
9,1-10-s