Файл: Соломоник И.Ш. Производство керамических деталей радиоаппаратуры.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 97
Скачиваний: 0
малых глубинах резания и подачах резца, а после обжига при меняются операции финишного шлифования.
Сложные фрезерные и резьбонарезные токарные работы ре комендуется производить в несколько проходов при постепен ном углублении резца.
Сверление отверстий в цилиндрических каркасах целесооб разно производить через кондуктор, в котором направляющие отверстия изготовлены с учетом усадки материала заготовки. Следует иметь в виду, что при выходе сверла из отверстия об разуются сколы и трещины. Д л я устранения этих дефектов в местах выхода сверла необходимо иметь подкладки из тек столита или твердого дерева. Нельзя допускать сверления от верстий затупившимися сверлами, так как они продавливают материал заготовки и создают большие сколы на выходе. Сверление отверстий диаметром выше 15 мм лучше всего про изводить на токарных станках п е р о в ы м и с в е р л а м и . Чи
стовое сверление производится с п и р а л ь н ы м и |
с в е р |
л а м и . |
|
Обрабатываемые заготовки зажимаются с помощью проме жуточных разрезных колец-оправок, устанавливаемых в пат
ронах станочного оборудования. Крепление |
заготовок |
без |
специальных оправок часто ведет к разрушению изделий. |
|
|
Скорости резания v керамических материалов мало влияют |
||
на величину тангенциальных составляющих сил резания |
Рг , |
|
что видно из рис. 3—37, где в качестве примера |
представлены |
|
графики Рг = ф (v) для различного состояния |
заготовок |
из |
ультрафарфора УФ-46. Это обстоятельство позволяет приме нять скоростную обработку керамических изделий, так как си
лы Рг являются основными причинами |
изгиба хрупких заго |
|
товок в процессе резания и, следовательно, их излома. |
||
Производительность процессов резания и качество обраба |
||
тываемых изделий во многом зависят |
от формы режущих |
|
• |
1 |
|
ібвжжеит |
звятШа npum'c |
|
ыздушжушент /травміівбжая зигот. |
||
іпкдшенш зо*я*'ВІКО |
|
|
шаг |
доВлвжт ти ts*/sv. |
|
і |
і |
2S0*/m |
10 |
51 |
Р и с . 3-37
кромок инструмента и, в первую очередь, от величины перед него угла у. С возрастанием передних углов заточки инстру мента значительно уменьшаются тангенциальные составля ющие усилий резания (рис. 3—38). Однако чрезмерное увели чение переднего угла уменьшает угол заострения и увеличива ет износ режущей грани инструмента. Установлено, что опти мальный передний угол заточки находится в пределах 20-5-40°.
•a -s в |
і |
ю го зд |
|
Р и с . |
3-38 |
Другие углы заточки не оказывают существенного влияния на силы резания хрупких заготовок, поэтому их выбирают, исхо дя из стремления получить высокую стойкость инструмента к износу. Так, задний угол а принимается равным 104-20°. При <х<Т0° абразивный материал заготовки сильно истирает зад
нюю грань инструмента, а при |
а > 2 0 ° |
(особенно, |
когда |
а>30°) чрезмерно ослабляются |
режущие |
лезвия. |
Трение |
стружки, скользящей по передней грани, и трение задней гра ни инструмента о поверхность обрабатываемой заготовки вы зывают разогрев режущих кромок инструмента, их размягче ние и износ.
Износ граней режущего инструмента зависит от физикомеханических характеристик материалов инструмента и кера мики, режимов резания (глубины внедрения инструмента в заготовку и подачи), геометрии граней инструмента, наличия и качества смазочно-охлаждающих эмульсий, вводимых в зону обработки изделий. Углеродистые и быстрорежущие инстру ментальные стали типов У8А и РФ-1, как правило, имеют ма лую стойкость. Высокой стойкостью отличается твердосплав ной инструмент (например, марки ВК8) или инструмент, осна щенный минерало-керамическими пластинками типа ЦМ-332.
Парафинированные заготовки должны обрабатываться только в тех помещениях, где имеется хорошая вытяжная вентиляция.
§7. Глазурование заготовок деталей
Врадиотехнической аппаратуре имеются узлы, работающие при больших напряженностях электрического поля (например,
высоковольтные изоляторы и конденсаторы, ламповые панели и платы переключателей. В целях повышения их стойкости к
электрическим пробоям поверхности керамических деталей покрывают г л а з у р о в о ч н ы м и в е щ е с т в а м и . Эти веще ства, заполняя поры заготовок стеклообразующими составами, предохраняют их от пылевых загрязнений. После обжига гла зурованные детали имеют малую водопроницаемость и повы шенную стойкость ко многим химически активным кислотам и щелочам. Кроме того, глазуровочные материалы используются для склеивания составных частей сложных заготовок деталей. Глазурованные детали имеют гладкую глянцевитую поверх ность, цвет которой подбирается по желанию конструкторапроектировщика. Следовательно, глазурование может приме няться и в декоративных целях.
Если детали |
формуются |
из масс, не содержащих парафина |
и органических |
примесей, |
то глазуровочный шликер может |
наноситься на высушенные необожженные заготовки. Парафи нированные заготовки перед глазурованием предварительно обжигают до полного удаления парафина и органических до бавок.
Целевое назначение глазури и состав керамических масс заготовок определяют рецептуру глазуровочного шликера. Она должна:
а) обеспечивать равенство температурных коэффициентов линейного расширения глазури и керамического черепка дета лей, чтобы предотвратить растрескивание глазуровочного по крова детали в интервале рабочих температур радиотехничес кой аппаратуры;
б) уменьшать пористость структуры изделий, повышая их влагостойкость и, следовательно, стойкость к электрическим напряжениям;
в) способствовать улучшению диэлектрических характери стик детали, например, повышать поверхностное и объемное сопротивления материала;
г) обеспечивать прочность клеенных соединений в требуе мых интервалах температур и давлений;
д) придавать изделиям приятный внешний вид.
По способу изготовления различают сырые и фриттованные глазуровочные шликеры. С ы р ы е г л а з у р и чаще всего со ставляются из тугоплавких материалов: полевых шпатов, квар цевых песков, талька и мрамора. Соответственно получаются
т у г о п л а в к и е |
глазури |
с |
температурой |
плавления |
1200-^1400°С. Рецептура глазурей зависит от |
состава кера |
мических заготовок. Например, детали из стеатитовых масс
глазуруются трехкомпонентной глазурью |
(полевого |
шпата — |
||||
80%; талька — 17,5%; бентонита — 2,5%), |
а |
ультрафарфоро |
||||
вые детали — многокомпонентными |
глазурями |
(кварцевого |
||||
песка — 51,9%; |
каолина — 27,6%; |
полевого |
шпата — 9,8%; |
|||
мрамора — 8%; |
магнезита — 2,2%, |
плавикового |
шпата—; |
|||
0,5%). Тугоплавкие глазури могут |
наноситься |
как |
на обож- |
женные, так и на необожженные, но предварительно хорошо просушенные и очищенные заготовки. Для окраски глазурей применяются красящие вещества. Красители либо растворяют ся в глазурях, либо равномерно распределяются в них. Дл я получения белой глазури используют двуокиси олова, цирко ния или титана, а также окиси цинка или сурьмы.
Помол и перемешивание компонентов глазури ведутся мок рым способом в шаровых мельницах. Продукты помола про сеиваются (сетки № 0056) и освобождаются от ферромагнит ных загрязнений магнитными сепараторами. В результате по лучается жидкая глазуровочная суспензия. Жидкую глазурь наносят на поверхности заготовок окунанием или пульвериза цией. Участки заготовки, на которых не должна образовывать
ся глазуровочная пленка, |
защищаются |
смесью |
канифоли и |
|||
парафина (по 50%). |
|
|
|
|
|
|
Ф р и т т о в а н н ы е |
г л а з у р и |
состоят из |
легкоплавкой |
|||
фритты — 90%, сырого |
каолина — 7% и |
плавикового |
шпата. |
|||
Фритта получается путем |
спекания |
(или сплавления) |
шихты, |
|||
состоящей из молотых |
и тщательно перемешанных основных |
|||||
частей глазури. |
|
|
|
|
|
|
Рекомендуется применять следующий состав шихты: свин цового сурика — 43%, борной кислоты — 30%, кварцевого пес
к а — 24% и сырого каолина — 3%. |
Если |
менять соотношение |
|
кварцевого песка и других частей шихты, то меняется |
темпе |
||
ратура плавления фритты (следовательно, и глазури) |
от 600 |
||
до 900° С, оставаясь значительно ниже |
температуры |
плавле |
|
ния сырых глазурей. Поэтому фриттовые |
глазури называются |
||
легкоплавкими. |
|
|
|
Спекание (или сплавление) шихты производится в |
горнах |
||
или электропечах при температуре |
1100ч-1300° С. Расплавлен |
||
ную стекловидную массу выливают |
в сосуд с водой, |
где она |
быстро охлаждается и распадается от термоудара на мелкие
кусочки. Кусочки |
фритты далее дробятся в бегунах, шаровых |
и вибрационных |
мельницах до крупности зерен 30-^-50 мк. По |
верхности деталей должны покрываться равномерным слоем глазури, что достигается при определенной плотности глазуровочной массы. В серийном производстве применяются сырые тугоплавкие глазури плотностью 1,2-5-1,3 и фриттованные лег коплавкие составы плотностью 1,6ч-1,8.
Глазурованные заготовки деталей подсушиваются до вла
жности 2 ч-3% |
и укладываются |
в специальные короба |
(капсе |
||
ли) из обожженной глины |
на |
некотором |
расстоянии |
друг от |
|
друга. |
|
|
|
|
|
Для склеивания частей сложных керамических заготовок |
|||||
применяются |
легкоплавкие |
фриттованные глазури. |
Форма |
||
склеенных изделий не искажается, если |
предварительно об |
||||
жечь составные элементы. |
|
|
|
|
§ 8. Окончательная термическая и механическая обработка заготовок
а. О б ж и г |
з а г о т о в о к |
Заключительный этап |
термообработки — о б ж и г заго |
товок является решающей операцией технологического процес са производства керамических деталей. При высокой темпера
туре обжига |
полностью удаляется вода, химически |
связанная |
||
с частицами |
минерального |
состава керамики, |
окисляются |
|
(выгорают) |
все органические |
соединения |
(пластификаторы, |
|
связки, поверхностно-активные вещества) |
и происходят основ |
ные структурные физико-химические преобразования керами ческого материала. Вода и органические соединения должны удаляться постепенно, чтобы в структуре заготовок не образо вались разрушительные перенапряжения. Наибольшие труд ности возникают при обжиге изделий из термопластического формовочного полуфабриката. Они вспучиваются и трескаются даже при медленном нагреве. Целостность структуры загото вок, в основном, нарушается летучими фракциями плавящего ся парафина, не имеющими свободного выхода из глубинных слоев материала к наружным. Плавление пластификатора вызывает также значительную деформацию (осадку) заготов ки под действием сил собственного веса. Все эти крайне неже лательные явления в значительной мере устраняются засып кой обжигаемых изделий порошком талька, глинозема или магнезита.
Зерна порошка «засыпки» под воздействием капиллярных сил смачиваются расплавленным парафином заготовки. Сле довательно, уменьшается концентрация пластификатора в по верхностных слоях изделия и создаются условия для постоян ной миграции (перемещения) жидкого пластификатора из внутренних слоев к периферийным, а оттуда в порошковую за сыпку. В образовавшиеся поры и пустотные каналы устремля ются летучие продукты обжига, и тем самым снижаются внут ренние напряжения и поверхностные вздутия заготовок.
Дальнейший нагрев органических соединений и пластифи катора" до температур 800-^1000°С в окислительной среде вы зывает их окончательное разложение. Образуются легкоудаляемые газовые продукты. Но некоторые газы (в частности, СО) помимо того, что создают восстановительную среду, яв ляются источниками загрязнения и печи, и керамики. Поэтому выжигание пластификаторов на стадии окислительного («утильного») обжига рекомендуется производить в отдель ных электрических печах или в верхних этажах пламенных пе чей периодического действия, используя тепло отходящих (утильных) газов. Продолжительность утильного обжига — 10-5-16 часов, в зависимости от формы, размеров и состава ке-