Способ прессования электротехнических изделий из порошковых композиций на основе углерода

Способ прессования электротехнических изделий из порошковых композиций на основе углерода

Реферат

Изобретение относится к порошковой технологии, а именно к способам получения изделий электротехнического назначения из порошковых композиций на основе углерода, преимущественно контактных вставок городского электротранспорта.

Известен способ прессования контактных вставок из композиции, включающей электрографитовый кокс, новолачную смолу и уротропин (К.И. Ивин, А.Н. Трофимов, Г.Г. Энгельс. Токосъем городского наземного транспорта. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1965, с. 112-113). Прессование ведут в матрице, нагретой до 160-170°С, при удельном давлении не менее 350 кг/см² с последующей выдержкой в течение 30 минут. Затем ведут последующую полимеризацию вставок при температуре 160-180°С в течение 30 мин.

Недостатком указанного способа является пониженная плотность получаемых вставок, обусловленная недостаточным удалением из порошковой композиции в процессе прессования газов и паров жидкостей. Кроме того, способ имеет низкую производительность за счет выдержки после прессования в течение 30 минут и полимеризации в течение 30 мин.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ прессования изделий из порошковой композиции на основе углерода, содержащей искусственный графит и новолачную смолу с уротропином (Темкин И.В. Производство электроугольных и металлокерамических изделий. - М.: Высшая школа, 1986, рис. 53а, с. 113-116). Прессование ведут в матрице, нагретой до 180-210°С, при удельном давлении до 100 МПа, скорости перемещения пуансона 15-30 мм/с, выдержкой под давлением до 5 мин. Затем ведут 2-3 допрессовки при возрастании удельного давления на 10-15% от номинального удельного давления.

Повышение температуры прессования до 210°С и удельного давления до 100 МПа, а также ограничение скорости перемещения пуансона до 15-30 мм/с способствуют более интенсивному удалению газов и паров жидкостей из прессовок и повышению плотности вставок. Однако это повышение плотности недостаточно.

Выполнение после основной операции прессования 2-3 допрессовки также не приводит к дополнительному удалению газов и паров жидкостей и не повышает плотность изделий, т.к. оставшиеся в прессовках газы (N₂, O₂, СО, CO₂ и др.) и пары жидкостей (Н₂О, NH₃ и др.) загерметизированы в порах и удалить их из закрытых пор невозможно. Допрессовки выполняют при температуре 210°С и давлении до 100 МПа, когда твердые частицы смолы превращаются в жидкое состояние и подвергаются физической адсорбции, которая силами Ван-дер-Ваальса связывает частицы графита и закрывает поры, заполненные газами и парами жидкостей. К тому же дополнительные допрессовки снижают производительность способа, снижают стойкость матрицы и пуансона.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение плотности получаемых изделий путем увеличения объема удаляемых газов и паров жидкостей из засыпки порошковой композиции в матрице пресс-формы.

Поставленная задача решается тем, что в способе прессования электротехнических изделий из порошковых композиций на основе углерода, включающем горячее прессование порошковой композиции с удельным давлением 50÷100 МПа при скорости прессующего пуансона 15÷30 мм/с, согласно предлагаемому решению проводят предварительное горячее прессование порошковой композиции при скорости пуансона 10÷12 мм/с с удельным давлением 20÷30 МПа и с последующей выдержкой при этом давлении в течение 0,5÷1,5 мин.

То, что перед основным прессованием ведут предварительное прессование с заявляемыми режимами, позволит увеличить время удаления газов и паров жидкостей из еще не уплотненной засыпки порошковой композиции, содержащей частицы графита и твердые частицы порошковой новолачной смолы. Между этими частицами имеются зазоры, через которые могут свободно удаляться газы и пары жидкостей. Это позволит удалить из порошковой засыпки на стадии предварительного прессования большую часть находящихся в ней газов и паров жидкостей, что после основного прессования повысит плотность получаемых изделий.

Увеличение скорости пуансона при предварительном прессовании более 12 мм/с снизит количество удаляемых газов и паров из засыпки при предварительном прессовании, уменьшение этой скорости менее 10 мм/с приведет к понижению производительности способа прессования.

Увеличение удельного давления более 30 МПа ускорит уплотнение порошковой композиции и уменьшит зазоры между твердыми частицами графита и смолы, что снизит количество удаляемых газов и паров жидкостей, уменьшение его менее 20 МПа замедлит процесс уплотнения композиции и снизит плотность прессовок на основной операции прессования.

Снижение времени выдержки после предварительного прессования менее 0,5 мин уменьшит объем удаляемых газов и паров жидкостей на операции предварительного прессования, увеличение его более 1,5 мин снизит производительность способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Порошковую композицию засыпают в нагретую до 200-210°С матрицу и ведут предварительное прессование со скоростью пуансона 10-12 мм/с при удельном давлении 20-30 МПа. После чего выдерживают при этом давлении 0,5-1,5 мин.

После этого осуществляют основное прессование полученной прессовки со скоростью пуансона 15-30 мм/с с удельным давлением 50-100 МПа.

Согласно предлагаемому способу изготовлены контактные вставки троллейбусов размером 90×30×20 мм из композиции, содержащей 86% по массе графита и 14% новолачной смолы, уже содержащей уротропин.

Предварительное прессование вели со скоростью пуансона 11 мм/с и при удельном давлении 25 МПа. Время выдержки 1 мин. Основное прессование вели со скоростью 30 мм/с и при удельном давлении 80 МПа.

Полученные вставки имели плотность 1,72 г/см³, что на 7% больше плотности вставок, полученных способом согласно наиболее близкому аналогу.

Предлагаемый способ найдет применение при производстве изделий электротехнического назначения из порошковых композиций на основе углерода.

Способ прессования электротехнических изделий из порошковых композиций на основе углерода, включающий горячее прессование порошковой композиции с удельным давлением 50÷100 МПа при скорости прессующего пуансона 15÷30 мм/с, отличающийся тем, что проводят предварительное горячее прессование порошковой композиции при скорости пуансона 10÷12 мм/с с удельным давлением 20÷30 МПа и с последующей выдержкой при этом давлении в течение 0,5÷1,5 мин.