Физико-химические основы переработки полимеров в изделия для машин и оборудования. Баронин Г.С - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

55
Рис. 5.2. Устройство для снятия кривых изотермического сжатия полимеров:
1- пуансоны; 2 -образец термопласта; 3 – электронагреватель; 4 - термопара;
5 - матрица; 6 - индикатор часового типа.
Изотермы сжатия получают следующим образом. Прессформу с
образцом устанавливают на гидропресс с ручным насосом и при ком-
натной температуре проводят несколько циклов (3-5) ступенчатого
нагружения образца, записывая при каждом фиксированном давлении
по образцовому манометру гидропресса показания индикатора часо-
вого типа, который служит для замера изменения высоты образца в
процессе сжатия. После того
, как от цикла к циклу показания индика-
тора начинают повторяться, измерения прекращают, а последние по-
казания берутся за расчетные. Затем сбрасывают давление в пресс-
форме и, не вынимая образца, нагревают ее до некоторой температу-
ры. После термостатирования при этой заданной температуре вновь
повторяют ступенчатый цикл нагружения образца при тех же
давле-
ниях.
В результате получают семейство изотерм сжатия, анализ кото-
рых позволяет определить характер влияния пластической деформа-
ции на ход кривых изотермического сжатия полимера и в конечном
счете установить наименьшее значение температуры Т
ф
заготовки и
действующего на нее давления Р
ф
, при которых можно проводить
технологический процесс объемной штамповки [9, 25, 34-35].
Получение необходимых технологических параметров объемной
штамповки Т
ф
и Р
ф
при помощи изотермических кривых сжатия пока-
зано на примере формования фторопласта – 4 (рис. 5.3).
56
Каждая изотерма, кроме кривой, полученной при 293 К, смещена
относительно предыдущей изотермы вдоль оси давлений на 0.05 МПа.
По оси ординат отложено абсолютное значение уменьшения высоты
образца с ростом давления. Цена одного деления составляет 0.01 мм.
Весь процесс сжатия имеет две стадии. На первой стадии с рос-
том давления происходит одноосное сжатие образца
с изменением его
площади поперечного сечения. Образец при этом ещё не заполняет
полностью пространство оформляющей полости. Всё давление расхо-
дуется на одноосную упругость и частично пластическую деформа-
цию образца – конуса. На этой стадии небольшой перепад давлений
даёт заметное изменение высоты образца. Когда материал образца
полностью заполняет объём полости, то наступает вторая
стадия про-
цесса сжатия. С этого момента дальнейшее приращение давления рас-
ходуется на объёмное сжатие материала. Теперь уменьшение высоты
образца с ростом давления происходит за счёт уменьшения объёма
материала, а следовательно будет наблюдаться слабое изменение вы-
соты образца от давления.
Таким образом, точка, где стыкуются криволинейный и прямоли-
нейный участки
изотерм сжатия, соответствует давлению, при кото-
ром происходит полное заполнение полости прессформы, т.е. заго-
товка принимает форму изделия. Из рисунка видно, что с повышени-
ем температуры это критическое давление снижается. Это происходит
потому, что сопротивление одноосному сжатию с ростом температу-
ры уменьшается. При этом изотермы сжатия постепенно распрямля-
ются. Это
означает, что с повышением температуры всё большая
часть давления производит работу объёмного сжатия образца. Вели-
чина критического давления и соответствующая ему температура яв-
ляются наименьшими значениями давления и температуры формова-
ния. Это есть параметры процесса объёмной штамповки полимерной
заготовки, но не параметры, при которых получается качественное,
вполне оформленное изделие. Действительно,
ни при каких темпера-
турах, указанных на рисунке, нельзя получить изделие в виде цилинд-
ра из заготовки- конуса, т.к. при снятии давления цилиндр превраща-
ется в конус за счёт обратного восстановления. Из этого факта можно
сделать важный вывод относительно объёмной штамповки Ф-4 в
твёрдой фазе. При штамповке этого полимера, как
и большинства
других, необходимо, чтобы температура прессформы была значитель-
но ниже температуры заготовки.

Страницы