Файл: Соломоник И.Ш. Производство керамических деталей радиоаппаратуры.pdf

В процессе сушки отмечают три основных периода: период

36). Температура окружающей среды выше температуры заго­ товки. Поэтому заготовка прогревается, пока не наступает равновесное состояние (точка А), когда воспринимаемое и рас­ ходуемое на испарение тепло уравниваются.

П е р и о д п о с т о я н н о й с к о р о с т и с у ш к и (уча­ сток II) . Прогрев заготовок завершен. Скорость сушки макси­ мальная и постоянная. Влага, испаряющаяся с поверхности,

Степном)

сителя

6ценя час

Р и с . 3-36

компенсируется диффузионной влагой, поступающей из глу­ бинных слоев заготовки. В этот период происходит наиболь­ шая усадка материала. Когда средняя влажность заготовки уравняется с влажностью окружающей среды, процесс сушки замедляется (скорость сушки падает). Температура заготовки начинает вновь повышаться.

П е р и о д п а д а ю щ е й с к о р о с т и с у ш к и (участок III). Из макро- и микропор заготовок удаляется влага. Расход теп­ ла на испарение сокращается, что ведет к уменьшению разно­ сти температур теплоносителя и заготовки. Процесс сушки кон­ чается, когда уравниваются температура заготовки и темпера­ тура внешней среды.

Схема рис. 3—36 иллюстрирует процесс изменения влаж­

заготовок. В радиотехническом производстве чаще всего ис­ пользуются естественная воздушная сушка, сушка в сушиль­ ных камерах, сушка токами промышленной или высокой частоты.

Е с т е с т в е н н у ю в о з д у ш н у ю с у ш к у рекомендуется применять для заготовок, полученных методами холодного ли­ тья из водного шликера, когда исходная влажность велика. Вода при естественной сушке испаряется за счет разности пар­ циальных давлений водяных паров на поверхности заготовки и в окружающем воздухе. Поэтому отформованные изделия сушатся в камерах, оборудованных вытяжной вентиляцией. Равномерность объемной усадки заготовок достигается медли­ тельностью процесса сушки (8-*-10 суток) и относительно низ­ кой температурой окружающего воздуха-теплоносителя (20± ±2°С). Заготовки деталей устанавливаются на полках-стелла­ жах в удалении друг от друга, что способствует лучшему воз­ духообмену. В сушильных камерах не должно быть сквозня­ ков и одностороннего подогрева. Все эти условия снижают производительность сушки, но зато устраняются причины, вы­ зывающие образование микро- и макротрещин.

В ы с о к о т е м п е р а т у р н у ю к а м е р н у ю с у ш к у го­ рячим сухим воздухом рекомендуется применять для сушки прессованных заготовок, имеющих малую воздушную усадку. Изделия должны нагреваться постепенно. Конечная темпера­ тура нагрева заготовок 60-^-70° С. Ускоренная неосторожная сушка может привести к значительному браку, особенно при большой влажности теплоносителя.

Если прессованные заготовки сразу поместить в камеру с высокой температурой, то на холодных поверхностях загото­ вок конденсируется влага. Она заполняет капилляры поверх­ ностных слоев и препятствует выходу паров воды из глубин­ ных частей подогреваемых изделий.

Материал прессованных заготовок после операций формо­ вания находится в напряженном состоянии. Устойчивость структуры отформованных заготовок зависит от сил молеку­ лярного взаимодействия сближенных частиц твердой фазы ке­ рамики и связи их гидратных оболочек. Некоторое влияние на прочность структуры заготовок оказывают силы поверхностно­ го натяжения, создаваемые водной компонентой, включенной в состав прессовочной массы в качестве пластифицирующей связки. При быстром нагреве материала силы, способствую­ щие упрочнению структуры изделия, уменьшаются, а быстро увеличивающееся давление закупоренных паров воды увели­ чивает и без того значительные внутренние напряжения прес­ сованных заготовок. Как только внутренние напряжения превы­ сят предел прочности заготовок, происходит их разрушение (растрескивание).

Рабочий объем сушильных камер обогревается электриче­ скими, водяными или газовыми нагревательными устройства­ ми.

Массовую сушку заготовок радиотехнических деталей це­ лесообразно производить в туннельных сушилках. Основной

частью таких сушилок является удлиненная камера, разделен­ ная на секции с независимой регулировкой режима сушки в пределах каждой секции-зоны. Необходимый режим зонной сушки определяется свойствами материала заготовок, спосо­ бами формования, размерами и сложностью конфигурации изделий.

Прессованные заготовки сушатся теплым сухим воздухом, температура которого постоянно повышается от зоны к зоне. Изделия из пластического полуфабриката и холодного литей­ ного шликера сушатся влажным теплым воздухом, темпера­ тура которого от зоны к зоне постепенно повышается, а влаж­ ность уменьшается.

Заготовки в процессе сушки перемещаются внутри камеры либо с помощью транспортерных лент, либо на вагонетках.

При с у ш к е т о к а м и п р о м ы ш л е н н о й ч а с т о т ы используется значительная электропроводность влажных не­ обожженных керамических материалов. Электрический ток, протекая по влажной керамической заготовке, разогревает ее, причем верхние слои заготовки за счет явлений поверхностно­ го испарения влаги оказываются более холодными, чем внут­ ренние слои. Возникающая разница температур, определяю­ щая движение потоков тепла и влаги от центральных слоев изделия к периферийным, способствует наилучшему протека­ нию процессов сушки. Меняя величину тока, можно плавно изменять режим сушки. Для стабилизации процессов сушки торцы высушиваемых изделий г р а ф и т и р у ю т , что увеличи­ вает надежность контактного соединения источника тока и на­ грузки-заготовки. Максимальная температура сушки 70° С.

Ценным свойством контактной электросушки является са­ морегулирование процессов выделения тепла и влаги. Внут­ ренние слои заготовки более влажные, следовательно, их соп­ ротивление меньше, а это ведет к тому, что плотность тока в глубинных слоях заготовки выше плотности тока в наружных частях. Соответственно повышается эффективность выравни­ вания влажности по всему сечению просушиваемого изделия, устраняются внутренние напряжения, уменьшается опасность коробления деталей, увеличивается производительность.

Заготовки средних и крупных размеров токами промыш­ ленной частоты высушиваются за 2-^-3 суток вместо 8-^20 су­ ток камерной сушки конвективным способом (воздушным теп­ лообменом). Контактная электросушка применяется в случа­ ях, когда заготовки имеют постоянное поперечное сечение и допускается графитирование их торцов.

В ы с о к о ч а с т о т н а я с у ш к а является наиболее произ­ водительным и универсальным способом сушки изделий раз­ нообразной конфигурации. Однако сложность эксплуатации и дороговизна электронного оборудования, большой расход электрической энергии (15 кет на 1 кг испаренной воды) пре-

пятствуют очень широкому внедрению методов высокочастот­ ной сушки в производстве радиокерамики.

Сушка заготовок в полях высокой частоты (выше 5 мгц) происходит за счет диэлектрических потерь в материале заго­ товки. Высушиваемые изделия помещаются между обкладками контурного конденсатора генератора высокой частоты. Так как керамический материал прогревается одновременно по всей массе, а испарение влаги идет с поверхности, то, как и в случае сушки токами промышленной частоты, происходит интенсив­ ная диффузия влаги из центральных участков заготовки к пе­ риферии. Производительность высокочастотной сушки выше производительности сушки токами промышленной частоты в 3-^-4 раза.

состоянии производится основная размерная обработка изде­ лий, выполненных из низкочастотных пластичных материалов, так как износ инструмента невелик, а процесс резания не со­ провождается значительным выделением керамической пыли. Хрупкие заготовки из высокочастотных малопластичных ма­ териалов не рекомендуется обрабатывать в подвяленном состо­ янии из-за частого образования сколов. Их необходимо высу­

готовок, подвергнутых парафинированию. Кроме того, при парафинировании сокращается пылеобразование.

Заготовки точных деталей сложной формы (например, зубчатых реек и гребенок) целесообразно обрабатывать два­ жды: начерно — после подвяливания и окончательно — после парафинирования. Размерная обработка необожженных заго­ товок выполняется на типовом токарном, револьверном, фре­ зерном, сверлильном и другом металлорежущем оборудовании, пользуясь инструментом повышенной стойкости. Керамические изделия обладают свойствами хрупких структур, поэтому во время их размерной обработки режущие кромки инструмента

обработки. Однако последующий обжиг заготовок сглаживает рельеф микронеровностей надрыва и повышает чистоту обра­ ботки до 4 класса. Для получения керамических деталей с более чистыми поверхностями размерную обработку заготовок ведут на больших скоростях, снимая широкую стружку при