Файл: Кузнецов В.И. Машиностроительные материалы и технология их обработки.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 76
Скачиваний: 0
ленных условиях из аминокислот. Примером этой группы является полиамид-6 (капрон). Смешанные полиамиды получаются из различных диаминов с дикарбоновымн кислотами. Примерами этой группы полиамидов явля ются полиамид-66 (нейлон) и полиамид-68.
Полиамиды применяются для изготовления волокон, пленок, покрытий, клея, литьевых материалов.
В зависимости от строения применяемых исходных материалов свойства полиамидов изменяются в широких пределах.
Полиамиды имеют высокую поверхностную твердость, высокую прочность на разрыв и истирание и значитель ную прочность на изгиб. Они обладают хорошей устой чивостью к действию углеводородов, жиров, масел и ще лочей и способностью хорошо сцепляться с металлом и свариваться. Полиамиды растворяются в фенолах, ми неральных кислотах и спиртовых смесях. Они хорошо сопротивляются износу и обладают низким коэффициен том трения скольжения.
В машиностроении из полиамидов изготовляются зубчатые и червячные колеса, шкивы ременных передач, элементы муфт, подшипники скольжения, роторы цент робежных насосов, гребные винты кораблей, различные детали автомобилей, ткацкие челноки, трубы масло проводов, бензопроводов и гидравлических систем и т. п.
Для машиностроения большое значение имеет приме нение полиамидов в виде пленки для облицовки зубча тых колес, подшипников скольжения и других деталей, подвергающихся большому износу. Полиамиды хорошо наносятся на различные сорта стали, алюминий и другие металлы. Большое распространение полиамиды полу чили в производстве синтетического волокна.
Порошкообразные полиамиды применяются взамен цветных металлов для нанесения тонкого слоя на метал
102
лические поверхности в качестве антифрикционного из носостойкого покрытия.
П о л и у р е т а н ы занимают промежуточное |
поло |
жение между полиамидами и полиэфирами. Они |
вы |
пускаются в виде порошков, полиуретановых каучуков и клеев. Полиуретаны плавятся при температуре 183°С, а при температуре 220°С разлагаются. Они не окисляются в присутствии кислорода и воздуха и пегигроскопичпы.
Полиуретановые порошки применяются для различ ных изделий в электротехнической и радиотехнической промышленности. Из полиуретанового каучука изготов ляются наиболее износостойкие резины и эластичный пе нополиуретан, обладающий хорошими амортизацион ными свойствами.
П о л и э т и л е н относится к числу наиболее важных пластических масс, изготовляемых на основе газа этилена.
Полиэтилен, в обычных условиях состоящий на 60— 70% из кристаллической фазы и на 30—40% из аморф ной, имеет молочно-белый цвет. Это твердый роговидный материал, на ощупь напоминающий парафин, отличаю щийся весьма высокой стойкостью к действию излучения, обладающий хорошими диэлектрическими свойствами. Fro поверхность легко отмывается от радиоактивных загрязнений. Полиэтилен (табл. 14)— один из самых легких материалов среди пластических масс (удельный вес 0,92—0,95 Г/см3), отличается высокой морозостой костью (лишь при температуре минус 80°С и ниже совер шенно утрачивает гибкость), исключительными диэлект рическими свойствами, высокой сопротивляемостью воздействию концентрированных кислот и щелочей, высо кой стойкостью в среде различных масел и некоторых растворителей, влагостойкостью и высоким сопротивле нием проникновению водяных паров. Эти технические
103
свойства обеспечивают ему возможность широкого при менения во многих областях народного хозяйства.
По методу изготовления и физико-механическим свой ствам различают полиэтилен высокого давления и поли этилен низкого давления.
Полиэтилен низкого давления обладает большой механической прочностью и жесткостью. Из него изготов ляются зубчатые колеса, вентили, краны, шланги, раз личные емкости, детали высокочастотных установок и радиоаппаратуры и т. п.
Полиэтилен высокого давления применяется главным образом как упаковочный материал в виде пленки.
Одним из основных видов пластиков, из которых из готовляют всевозможные трубы, является полиэтилен. Одна тонна полиэтиленовых труб заменяет 8—10 Т стальных или чугунных того же диаметра.
Полиэтилен находит применение в химической про мышленности и в машиностроении (листовые обкладки аппаратов, покрытия, золотники, краны и т. д.), в меди цине, используется для изготовления изделий бытового
назначения. |
|
|
позволило |
осуществлять |
||
Применение полиэтилена |
||||||
передачу энергии по кабелям |
на |
очень высоких часто- |
||||
Основные |
свойства |
полиэтилена |
|
Таблица 14 |
||
|
|
|||||
|
|
Плотность, |
П редел проч |
Относительное |
||
Марка полиэтилена |
|
ности при |
рас |
|||
|
1 ' \ с м ‘ |
|
тяж ении, |
удлинение, |
||
|
|
|
|
к Г ] с м 2 |
% |
|
пвд . . ...................... |
0 |
,9 1 5 — 0 ,9 2 5 |
1 4 0 |
|
5 0 0 |
|
ПВД повышенной плотности 0 |
,9 3 0 — 0 ,9 4 0 |
1 8 2 |
|
3 0 0 |
||
П Н Д ......................................... |
0 |
,9 4 0 — 0 ,9 5 5 |
1 2 5 0 |
|
1 0 0 |
|
П С Д ......................................... |
0 |
,9 4 0 — 0 ,9 5 5 |
4 0 0 |
|
2 0 |
101
тах. Особую ценность представляют кабели для устрой^ ства подземных и подводных линий связи.
Ф т о р о п л а с т — сравнительно новый материал'-1 относится к пластическим массам — полимерам, произ водным этилена, где атомы водорода замещены фтором.
Введение фтора в молекулу полимера резко меняет все свойства последнего. Фтор очень прочно связывается с углеродом, а также упрочняет основную углеродную цепь полимерной молекулы. В результате этого значи тельно возрастает теплостойкость и химическая стой кость получаемого материала. Так, например, фторо пласт-4 можно применять в диапазоне температур от
—250 до + 250°С.
Материалы из фторопласта отличаются высокими ди электрическими свойствами, мало зависящими от темпе ратуры. Фторопласт — хороший вакуумный материал.
Из фторопластов наиболее распространенными в промышленности являются фторопласт-3 (политрифторхлорэтилен), фторопласт-4 (политетрафторэтилен, или тефлон), фторопласт-ЗМ и фторопласт-4Д.
Ф т о р о п л а с т - 3 — химически инертный материал. Он стоек ко всем кислотам и щелочам, не растворяется на холоде ни в одном растворителе. Из него может быть приготовлена суспензия тонко размолотого полимера в смеси с органическими растворителями. Эта суспензия
применяется |
для нанесения тонких пленок на изделия |
из металлов |
с предварительно подготовленной шерохо |
ватой поверхностью. Фторопласт-3 применяется для изготовления прокладок, работающих в агрессивной среде при давлении до 32 кГ/см2 и рабочей температуре от —40 до +50°С, деталей для клапанов кислородных приборов, мембран и других изделий.
Ф т о р о п л а с т-3 М по физико-механическим свой ствам аналогичен фторопласту-3, но отличается способ-
105
ностыо длительное время работать при высокой темпера туре без изменения свойств. Краме того, ан обладает большей технологичностью, его легче формовать в изде лия, чем фторопласт-3.
Фт о р о п л а с т - 4 по химической стойкости превосхо дит все известные материалы, в том числе золото и пла тину. Он практически стоек по отношению ко всем ми неральным и органическим кислотам, щелочам, органи ческим растворителям, окислителям и другим агрес сивным средам, не смачивается водой и не набухает, водопоглощение его практически равно нулю. Он обла дает теплостойкостью, высокими диэлектрическими свой ствами, способностью хорошо отмываться от радиоак тивных загрязнений.
Фторопласт-4 находит широкое применение в тех случаях, когда требуется обеспечить высокую тепловую и химическую стойкость и диэлектрические свойства. Он, в частности, применяется для изготовления уплотнитель ных прокладок, сальниковых набивок, манжет, электро- и радиотехнических изделий — пластин, дисков, колец, цилиндров, химически стойких деталей — труб, стаканов, вентилей, кранов, мембран, насосов, а также для изоля ции в виде пленки.
Ф т о р о п л а с т - 4 Д отличается от фторопласта-4 формой частиц. Физико-механические свойства этих пла стических масс одинаковы.
В и н и п л а с т — материал на основе поливинилхло ридной смолы и сополимеров винилхлорида, поливини лового спирта и поливинилацетата.
Винипласт химически устойчив к воздействию почти всех кислот, щелочей и растворов солей любых концен траций, за исключением азотной кислоты концентра ции выше 50% и олеума. Он обладает хорошими диэлек трическими свойствами, мало изменяющимися при увла
106
жнении, конструкционной жесткостью, стойкостью к из лучениям, хорошо отмывается от радиоактивных загряз нений.
Винипласт легко сваривается. Для его сварки в каче стве теплоносителя применяют нагретый сжатый воз дух. Присадочными материалами при сварке винипласта служат специальные сварочные прутки диаметром 2,8— 3,6 мм, изготовленные из полихлорвиниловых смол с до бавлением пластификаторов. Процесс сварки состоит з одновременном нагреве основного и присадочного мате риала в месте сварки до 120—140°С. Винипласт выпу скают в виде пленки, листов, труб, стержней, из которых методом сварки изготовляются вентили, краны, клапа ны и фитинги для трубопроводов.
Винипласт применяется также для обкладок различ ных сосудов и резервуаров, предназначенных для хра- «е'ния кислот, щелочей, растворов различных солей. Из него изготовляют химическую аппаратуру, обеспечивая жесткость конструкции путем применения легких метал лических каркасов, размещаемых на наружной поверхно сти аппарата.
Для удовлетворения повышенных требований, предъ являемых к пластическим массам со стороны различных отраслей промышленности, например требований вы сокой теплостойкости, стабильности свойств и разме ров при длительной эксплуатации изделий, повышенной морозостойкости, химической стойкости, были созданы новые виды пластических масс, такие, как полипропи лен, полиформальдегид, пентон и др.
П о л и п р о п и л е н имеет большое значение для ма шиностроения, что объясняется его высокими механи ческими свойствам в сочетании с высокой теплостой костью, химической стойкостью, устойчивостью к исти ранию, отсутствием внутренних напряжений. Полипро
107
пилен может применяться в автомобилестроении для об шивок, приборных досок, аккумуляторных баков, поплав ков, рукояток муфт, в общем машиностроении — для де талей насосов, вентилей, арматуры, в промышленности
точной механики — для деталей пишущих машин, |
счет |
||||
чиков, измерительных приборов, в электрической |
про |
||||
мышленности — для |
изоляционных |
пластин, |
корпусов |
||
радиоприемников, телевизоров, |
магнитофонов, |
телефо |
|||
нов, дисков, адаптеров. |
|
|
|
|
|
П о л и ф о р м а л ь д е г и д |
обладает большими |
до |
|||
стоинствами, имея |
сравнительно |
высокую теплостой |
кость при сохранении прочностных показателей. При низ ких температурах его прочность изменяется мало.
Благодаря высоким показателям прочности, термо стойкости, износоустойчивости, высокой упругости и устойчивости к растворителям полиформальдегид может найти широкое применение для изготовления многих де
талей машин: зубчатых |
колес, рукояток, |
втулок, |
под |
шипников и др. |
хлорсодержащий |
синтетический |
|
П е н т о н,— новый |
|||
легкоформующийся термопластичный материал, |
обла |
дающий высокой прочностью и хорошими электроизо ляционными свойствами.
Из пептона можно получать литые изделия, свобод ные от внутренних напряжений вследствие того, что рас плавленный пентон имеет низкую вязкость и легко запол няет форму, в то же время он мало изменяет свой объем при переходе от расплава к твердому продукту.
Пентон почти не поглощает воду. Это свойство обус ловливает постоянство объема этого материала при его увлажнении. Термическая устойчивость пептона позво ляет использовать его для производства деталей, рабо тающих при высокой температуре (до 300°С). Пентон найдет применение для изготовления деталей, паходя-
108
щихся в водной среде, клапанов и отдельных частей рефрижераторного оборудования и различных вентилей, применяемых в химической промышленности.
Из пентона можно изготовлять детали часов, шестер ни, подшипники и другие изделия, отличающиеся точно стью формы и качественной обработкой поверхности. Пленки из пентона удобны в качестве упаковочного ма териала, когда требуется высокая прочность при разры ве, устойчивость к нагреванию и прозрачность. Канаты, изготовленные из пентона, обладают лучшим сопротив
лением истиранию и прочностью при |
разрыве, |
чем ма |
|
нильские. |
из всех термопластов |
обладает |
|
П о л и к а р б о н а т |
|||
наиболее оптимальным |
комплексом |
свойств — высокой |
|
прочностью (предел прочности при |
растяжении 670— |
780 кГ/см2), теплостойкостью, устойчивостью к окисле нию, низким водопоглощением, высокими диэлектриче
скими свойствами. |
ударная вязкость (350—400 |
|
Высокая |
удельная |
|
кГ • см!см2) , |
свето- и |
дветостойкость, прозрачность и |
дугогасящие свойства дают возможность применять по ликарбонат для изготовления корпусов счетных машин, аппаратуры средств связи, электрических приборов и широко использовать его в качестве конструкционного и строительного материала.
Благодаря способности поликарбоната сохранять заданные размеры он широко применяется для произ водства различных деталей часов, счетных машин, авто матов, приборов и киноаппаратов. Его прозрачность и теплостойкость дают возможность изготовлять из него линзы, смотровые окна, детали электроаппаратуры.
Особое значение имеет поликарбонат для машино строения. Из него могут успешно изготовляться шестер ни, зубчатые венцы, прецизионные детали точной механи
109