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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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-