Способ получения пористого стекла

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Г СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ЕДОМСТВО СССР (ОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О.

6д (л)

О

К:,. A8TOPCKOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!1) 4906268/33 (2 ) 28.12.90 (4 ) 23.03.93. Бюл. N. 11 (7 ) Г,Р.Сагателян, А.В.Платонов и !О.Ñ.Øà-.

u ш ников (5 ) Молчанова О.С. Натриевоборосиликатн е и пористые стекла. М., Оборонгиз, 1961. с. l 62.

Авторское свидетельство СССР

554213, кл. С 04 В 38/00, 1977. () СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО

С Е,КЛА (5 Использование: в качестве элемента вак мной планшайбы при обработке преци, Изобретение относится к области механи еской обработки и может быть использова о при обработке прецизионных деталей на металлорежущих станках в качестве элеме та вакуумной планшайбы, обладающей за энным распределением пористости по се ению.

Целью изобретения является получение материала с заданной структурой пористост .

Указанная цель достигается следующими :параметрами; процентным соотношением, трех составляющих компонентов (no ошка стекла, гранул парафина, водного ра твора поливинилового спирта). усилием пр ссования, температурой обжига и време ем выдержки. А также легкодоступными ко понентами и несложной технологией изготовления.

ÄÄ5UÄÄ 1803398 А1 (я)5 С 04 В 38/06 зионных деталей на металлорежущих станках. Сущность изобретения. оконное стекло размеливают в порошок до остатка на сите

0,05-8-10 . Парафин — до остатка на сите

0,5-8-10 . Парафин и стекло перемешивают с 4 -ным водным раствором поливинилового спирта, при следующем соотношении компонентов: оконное стекло — 73-74, парафин 21-22, 4 -ный водный раствор поливинилового спирта 5-6Я,. Прессование осуществляют с усилием 400-450 кг/см в течение 3-4 с, обжиг ведут при температуре

620 С в течение 45-50 мин, охлаждение инерционное в течение 3-4 ч.

Существенными отличиями предлагаемого способа от известного является следующее: при перенесении общего принципа изготовления пористых веществ методом выжигания наполнителя, в качестве наполнителя используются пластичные гранулы парафина, что позволяет регулировать не только структуру пористости, но и за счет изменения процентного состава наполнителя и изменения усилия прессования шихты, изменять форму сечения пор — от сферообразной до чечевицеобразной.

Указанная совокупность существенных признаков является новой по отношению к цели изобретения и проявляет новое свойство, заключающееся в том, что в результате мы имеем дело с веществом. обладающим иными свойствами, чем аналогичное вещество, полученное любыми другими способами.

1803398

Особенно важна для вакуумных планшайб форма сечения пор, При работе неизбежно засорение пор и если мы имеем дело со сферообраэными порами, то незначительное их засорение приводит к резкому падению воздухопроницаемости. Чечевицеобразные в сечении поры имеют свойство накапливать инородные частицы без реэкого падения воздухопроницаемости и обеспечить более стабильную работу вакуумных "0 планшайб.

Способ осуществляют следующим образом.

Оконное стекло размалывают в тонкий . порошок, который затем просеивают на сите 0,05. Полученный порошок смешивают с гранулами парафина, просеянными через сито с ячейкой размером 0,5. Полученную смесь пластифицируют 4% водным раствором поливинилового спирта (ПВС) -40 r су- 20

xoro ПВС на 1 л дистиллированной воды.

Тщательно все перемешивают. Затем пластифицированную смесь прессуют под давлением 400-450 кг/см и помещают в разогретую до Т-200 С печь и сразу пере- 25 ключают температуру нагрева в печи на

620 С. По достижении в рабочей камере печи температуры T=620 C образцы выдерживают в течение 45-50 минут, затем печь выключают и оставляют образцы в закрытой 30 печи на 3-4 часа, затем извлекают на воздух.

Пример 1. Оконное стекло раэмалывали в тонкий порошок до остатка на сите

0,05-8%. Парафин дробили в порошок до, остатка на сите 0.5-8%. Полученные порош- 35 ки стекла и парафина тщательно перемешивали и пластифицировали 4%-м водным раствором поливинилового спирта (ПВС) в следующем весовом отношении: оконное стекло 73% 40 парафин 22%

ПВС 5 %

Полученную смесь прессовали в прессформе при усилии прессования 420 кг/см, Отпрессованные образцы помещали в печь, предварительно разогретую до Т=200 С, после чего сразу переключали температуру нагрева в печи на 620 С. По достижении в рабочей камере печи температуры Т=620 С, образцы выдерживали в течение 45 минут, 50 затем печь выключали и оставляли образцы в закрытой печи на 4 часа, затем извлекали на воздух.

Извлеченные из печи образцы имели цилиндрическую фирму диаметром 25 мм, толщина составляла 4 мм, Образцы подвергались шлифованию с обеих сторон до толщины 3 мм, после чего испытывались на сопротивление воздушному потоку.

Испытания проходили следующим образом. На пути струи воздуха с давлением

0,65 атм устанавливали. образец и замеряя давление струи воздуха после образца в изолированном трубопроводе, определяли степень сопротивления воздушному потоку.

Так, образцы, сошлифованные до толщины

3 мм имели степень сопротивления, т.е. разность давлений до и после образца, — 0,45 атм, образца, сошлифованные до толщины

2 мм — 0,3 атм, при толщине 1 мм — 0,16 атм.

Пример 2. Весовое процентное соотношение шихты; оконное стекло — 71%, парафин — 24%, ПВС вЂ” 5,0, Способ приготовления пористого стекла тот же, что и вышеописанный. При толщине образца 3 мм степень сопротивления воздушному потоку составила 0,4 атм, Пример 3. Весовое процентное соотношение шихты: оконное стекло — 74%, парафин — 21, 4% водный раствор ПВС вЂ” 6.

Способ приготовления пористого стекла тот же, что и в Примере 1. При толщине образца

3 мм степень сопротивления воздушному потоку составила 0,46 атм.

Образцы, полученные по примерам N1, М2 и МЗ, обеспечивали необходимое усилие закрепления детали на вакуумной планшайбе, но при наработке на отказ более надежными себя зарекомендовали образцы по примерам М1 и МЗ; так как они были прочнее и выдерживали более широкий диапазон усилий закрепления деталей на вакуумной планшайбе без изменения плоскостности последней.

Дальнейшее увеличение процентного содержания парафина и, соответственно, уменьшения стекла в составе шихты (относительно состава, приведенного в примере

%2) приводит к снижению прочности образца, что отрицательно сказывается на его эксплуатации. При весовом процентном соотношении компонентов в составе шихты, равном: стекло — 65%, парафин — 30%, ПВС вЂ” 5%, степень сопротивления воздушному потоку была равна 0,1 атм, однако прочность образцов была настолько мала, что при шлифовке нарушилась плоскостность и они были неработоспособны.

При повышении прочности образцов за счетувеличения весового процентного соотношения стекла в составе шихты происходит увеличение потерь при прохождении воздуха. Так, при весовом составе шихты стекло — 75%, парафин — 20%, ПВС вЂ” 5%— степень сопротивления воздушному потоку составила 0,5 атм (способ изготовления такой же, как в примере N 1). При эксплуатации полученных из данной шихты образцов не обеспечивалась равномерность разряже1803398

Составитель Ю.Шапошников

Техред М.Моргентал Корректор Н.Кешеля

Редактор

Заказ 1031 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ний вакуумной планшайбы и, как следствие. — неудовлетворительное закрепление деталей.

Отсюда оптимальность состава шихты, приведенного в примерах М1 и (ФЗ, который обеспечивает требуемое сочетание прочности и воздухопроницаемости, Относительно существенности признаков, касающихся зернистости порошков стекла и. парафина.

Зернистость стекла выбирается из следующих соображений. Допускается только спекание частиц стекла, но не оплавление их, так как в этом случае произойдет нарушение пористой структуры. Исходя иэ этого, спекание крупных частиц приведет к уменьшению прочности образцов, с другой стороны. спекание слишком мелких частиц приведет к уменьшению пористости за счет иСчезновения микропор, так как сведутся к минимуму пустоты между частицами, в которйх может разместиться ПВС. Экспериментальным путем, используя при ситовом контроле стандартные сита, было получено необходимое условие для зернистости стекла: оконное стекло следует размалывать в тонкий порошок до остатка на сите 0,05-810 о

Зернистость гранул парафина выбирается следующим образом. Слишком крупные поры не обеспечат равномерного разряжения вакуумной планшайбы, к тому же приведут к уменьшению прочности обраэцов. Слишком мелкие поры приведут к значительным потерям при прохождении воздушного потока. Так как размер пор зависит от зернистости гранул парафина, то, 5 используя стандартные сита, экспериментальным путем получено необходимое условие для зернистости парафина: парафин следует дробить в порошок до остатка на сите 0,05-8-10 .

10 Формула изобретения

Способ получения пористого стекла путем подготовки и смешивания порошка стекла с добавками, прессования, последу. ющего обжига и охлаждения смеси, о т л и15 ч а ю щи и с я тем, что, с целью получения материала с заданной структурой пористости, в качестве исходного стекла используют оконное стекло, порообразователя— парафин, пластификатора -4 -ный водный

20 раствор поливинилового спирта при следующем соотношении компонентов, мас. : оконное стекло 73-74 парафин 21-22

40 -ный водный

25 раствор поливинилового спирта 5-6 причем парафин предварительно размалывают в порошок до остатка на сите

0,5-8-10 прессование осуществляют с

30 усилием 400-450 кг/см в течение 3-4 с, обжиг ведут при температуре 620 С в течение

45-50 мин, а охлаждение инерционное в течение 3-4 ч.