ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.04.2024
Просмотров: 26
Скачиваний: 0
И тем более в судоремонте, где преобла дает индивидуальное, ,а в лучшем слу чае— мелкосерийное производство. В на шей стране около трех миллионов человек на двух миллионах станков обрабатывают металл, ежегодно превращая при этом около 4,5 миллиона тонн в стружку.
Лаборатория новых материалов «Гипрорыбфлота» организована для реше ния, главным образом и в первую очередь, задач прикладного характера. Это зна чит, что после проведения минимального количества лабораторных испытаний опытные детали должны сразу проверять ся на работоспособность в судовых меха низмах и устройствах в эксплуатацион ных условиях. После достаточной провер ки и-устранения выявленных при этом недостатков деталь в новом исполнении может быть пущена в серийное произ водство.
Как уже было сказано, первым мате риалом, которым занялась .лаборатория новых материалов, был капрон. Не новый капрон, а, как мы говорим, вторичный, то есть получаемый посредством переплавки новых сетных капроновых отходов, а так же изношенной капроновой дели от дриф терных сетей и тралов. Причины такого
12
выбора ясны: наличие местных источни-
'ков сырья, неплохие качества капрона как конструкционного материала, довольно широкие возможности его модификации с помощью наполнителей и, наконец, сравнительная простота оборудования и технологии переработки (литья).
ВТОРИЧНЫЙ КАПРОН — ХОРОШИЙ
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ
Что же |
представляет собой капрон |
к каковы его свойства? |
|
Капрон |
(иначе — поликапролактам, |
полиамид-6) относится к группе термо пластичных полиамидов. Получается он путем полимеризации исходного сырья — капролактама. Химическая формула его — HN(CH2) 5C0.
Процесс полимеризации заключается в том, что при определенных условиях — высокой температуре и высоком давле нии — происходит соединение молекул монометра-капролактама в прочные це почки, перевитыемежду собой. В резуль тате образуется вещество, имеющее тот же химический состав, что и капролактам, но состоящее из гигантских молекул — цепочек. Это поликапролактам, капрон.
13
Химическая формула капрона отли
чается от |
формулы |
капролактама только |
||
одним |
значком |
«п». |
Вот |
она: |
[HN(CH2) |
5CO] п. |
Здесь |
«п» — число |
молекул капролактама в молекуле-цепоч ке капрона. Эта величина («п») колеб лется для капрона в довольно широких пределах — от 80 до 200. Величина «п» для всех полиамидов, в том числе и для капрона, не является строго определенной и постоянной, а колеблется в зависимости от малейших изменений технологических процессов полимеризации и переработки (температуры, давления, длительности плавления), а также под воздействием внешней среды и времени. Это приводит к известной нестабильности физико-меха нических свойств полиамидов. Таким об разом, можно сказать, что физико-меха нические свойства капрона, как, кстати сказать, и любого полиамида, зависят от его молекулярного веса. Этим, в конечном счете, объясняется кажущаяся разноре чивость данных, приводимых для одного и того же полиамида в различных литера турных источниках. Это же обстоятельст во требует проведения полного комплек са определений физико-механических свойств материала, получаемого из опре-
14
деленного сырья в конкретных техноло гических условиях переработки. Отсюда особенности в работе с полимерами. Для суждения о качестве материала тут нель зя использовать только литературные и справочные данные, как это практикуется применительно к металлам, свойства ко торых -значительно более стабильны.
Приведем для сравнения данные по физико-механическим свойствам капро на — первичного, производимого на спе циализированных заводах (А. Ф. Нико лаев — «Новые типы синтетических смол и пластмасс на их основе», ЛДНТП, 1961 г.), и вторичного, получаемого на участке капронового литья Мурманской судоверфи (данные из отчета № 029-143. ООІН Мурманского отделения института «Гипрорыбфлот» за 1963 год), и вы сразу увидите эту разницу.
С в о й с т в а |
Первичный |
Вторичный |
||
капрон |
капрон |
|||
|
|
|||
Удельный вес (г/с м3) |
1,14 |
1,14— 1,15 |
||
Предел прочности при |
|
|
||
растяжении (кг/см2) |
5 0 0 -8 0 0 |
до 400 |
||
Предел |
прочности при |
|
|
|
сжатии (кг/см2) |
700—800 |
до 520 |
||
Предел |
прочности при |
|
|
|
изгибе |
(кг/см2) |
60 0 -1 0 0 0 |
до 460 |
15
Свойства |
Первичный |
Вторичный |
||
капрон |
капрон |
|||
|
|
|||
Удлинение при раз |
150— 200 |
90— 120 |
||
рыве (°/о) |
|
|||
Ударная' вязкость |
150— 150 |
60— 100 |
||
кг см/см* |
|
|||
Твердость по Бринеллю |
5— 8 |
7— 10 |
||
(кг/мм2) |
|
|||
Теплостойкость по Мар |
50— 55 |
48— 50 |
||
тенсу (°С) |
|
|||
Температура |
плавле |
210— 215 |
|
|
ния (°С) |
|
|
||
Температура |
расплава |
|
240— 250 |
|
при литье |
(°С) |
— |
Как видно из приведенных данных, вто ричный капрон по прочностным показате лям уступает кДпрону первичному. В то же время эти показатели остаются доста точно высокими для того, чтобы матери ал можно было использовать для изготов ления довольно широкой номенклатуры судовых деталей.
В дополнение к перечисленным харак теристикам капрона необходимо упомя нуть еще об одной. Она-то, пожалуй, и имеет решающее значение для использо вания капрона в составе судовых меха низмов. Это его свойства как антифрик ционного материала. По данным лабора-
16
тории, коэффициент трения стали по кап рону при смазке машинным маслом со ставляет от 0,030 до 0,075 при удельных
давлениях, |
достигавших |
в опытах |
75 кг/см2. |
Допустимая температура на |
поверхности трения может быть принята 80—90°С. Износ образцов составлял от 0,4 до 0,2 миллиметра на 150 тысяч мет ров пути стального ролика (испытания проводились на машине МИ-ІМ).
Такие показатели и делают возможным применение капрона в узлах трения в ка честве подшипникового (антифрикцион ного) материала. Он может быть исполь зован для изготовления вкладышей под шипников, втулок, а также облицовок ва лов для создания так называемых «обрат ных пар трения».
При конструировании и эксплуатации таких ответственных деталей из капрона обязательно нужно учитывать характер ные для многих полиамидов свойства, ко торые резко отличают эти вещества от металлов. Это способность к поглощению влаги, сопровождающемуся разбуханием, большая литьевая усадка и ее нестабиль ность, а также чрезвычайно низкая тепло проводность, затрудняющая отвод тепла
с поверхности трения. Эти свойства |
вы- |
* 2 Зак. 2808 |
17 |
ГОС. ПУБЛИЧНАЯ |
|
НАУЧНО-ТЕХНИ'ГЕСКАЯ |
|
_____ C t С П Ы П Т Г Ч Л Г Г ' Г » ____
нуждают изготавливать капроновые вкла дыши подшипников, втулки и другие дета ли иными по конфигурации и размерам, чем металлические. Так, толщину вклады шей рекомендуется задавать не превы шающей 5 миллиметров; втулки больших диаметров рекомендуется делать разрез ными (по образующей) и т. д.
Как уже говорилось, основным спосо бом использования вторичного капрона является изготовление из негц литых де талей путем прессования. Процесс пере работки сетных отходов в литые детали сравнительно несложен. После стирки, выщелачивания и обезжиривания сетей, предварительно нарезанных кусками при близительно 10X10 сантиметров, их на правляют на тщательную сушку. Подго
товленное таким |
образом |
сырье хранят |
в герметических |
сосудах |
(бидонах) во |
избежание увеличения влажности, кото рая не должна превышать 0,3 процента. Плавка производится либо в так называе мой шприцмашине, либо в автоклаве. В последнем случае — в атмосфере азо та.
Немного о самом литье деталей.
Из ширицмашины расплавленный кап рон выдавливается в литьевую полость
18
,нрессформы плунжером через специаль ный обогреваемый мундштук. Давление впрыска при этом достигает 100 и более килограммов на квадратный сантиметр. Из автоклава расплав выдавливается с помощью азота при давлении в 30 кило граммов на квадратный сантиметр.
Качество капронового литья прямо за висит от давления. Естественно, оно выше при использовании шприцмашин. Приме нение же автоклавов позволяет получать более крупные отливки.
Конструкция пресс-форм в обоих слу чаях идентична. Она должна обеспечи вать плотность и неизменность формы при соответствующих давлениях прессования. Кроме этого, важно, чтобы конструкция
пресс-форм позволяла легко собирать и разбирать их, быстро выпресеовывать го товую деталь.
Обработка рабочих поверхностей прессформы должна соответствовать необхо димой чистоте поверхности капронового изделия.
После отливки капроновые изделия должны подвергаться термической обра ботке в парафине или масле, а затем — влагонасыщению кипячением в воде.
19