5.3.1. Использование обивочных, уплотнительных и электроизоляционных материалов
Обивочные материалы применяются для изготовления подушек и спинок сидений автомобиля и внутренней обивки кабин и кузовов. От качества обивочного материала зависят внешний вид автомобиля и его стоимость. От прочности, эластичности и износостойкости обивочных материалов зависит срок их службы.
Требования, предъявляемые к обивочным материалам:
- • механическая прочность;
- • эластичность;
- • износостойкость;
- • невысокая стоимость;
- • эстетичность;
- • стойкость к воздействию пыли, грязи, нефтепродуктов.
В настоящее время для обивки автомобилей широко используются как синтетические материалы, так и натуральные, например, ткань «Горьковчанка» (полушерстяная), парусина и др. В качестве обивочных пленочных материалов используют поливинилхлоридные пленки типа 0,4 и 0,4Т.
Для обивки сидений и спинок грузовых автомобилей и автобусов применяют дерматин, текстовинит и автобим.
При отделке легковых автомобилей может использоваться натуральная и искусственная кожа типов 600/60, 750/30-20Е и 450/30-40.
Уплотнительные и прокладочные материалы применяют на автомобиле для уплотнения неподвижных и подвижных соединений, защиты агрегатов от попадания в них пыли и грязи. От надежности уплотнительных материалов зависят расход смазочных материалов, эксплуатационных жидкостей, сроки службы и безотказность агрегатов.
Требования, предъявляемые к уплотнительным материалам:
- • упругость;
- • высокая прочность на сжатие;
- • термостойкость;
- • стойкость к воздействию нефтепродуктов и газов;
- • износостойкость.
В качестве прокладочного материала используют химически обработанную бумагу, прокладочный картон, пергамент, фибру, пробку, асбест, войлок, резину, паронит. В последнее время стали применять в качестве прокладок в кузовах автомобилей новые синтетические материалы (например, пенополиэтилен ППЭ-2), нетканые материалы из лубяных волокон (800Л, 920Р, 1200ЛР) и др.
|
|
В качестве уплотнительных материалов используют войлок, асбест, джут, пеньку, ткань, пропитанную резину, армированную резину. Для изготовления сальниковых уплотнений эти материалы используются как отдельно, так и в сочетании друг с другом.
Электроизоляционные материалы: пластмассы, резины, электроизоляционные лаки, растительные масла, фибра, эбонит, ла-коткани, текстильные ленты, изоляционная бумага, электротехнический картон, изолента, слюда и целый ряд синтетических материалов, — используют в электрооборудовании. Они должны обладать механической высокой прочностью, тепло- и влагостойкостью.
5.3.2. Синтетические клеи
Синтетические клеи используют для надежного соединения деталей. Клеевое соединение менее трудоемко, чем, например, заклепочное, обеспечивает гладкую поверхность, не увеличивает массу деталей и износ трущихся деталей.
Прочность клеевого соединения зависит от адгезии — силы прилипания клея к склеиваемой поверхности, и когезии — прочности самой клеевой пленки.
Адгезия зависит от химических и межмолекулярных сил притяжения между частицами клея и склеиваемого материала. При шероховатой поверхности клей затекает во впадины и поры, обеспечивая дополнительное механическое сцепление. Адгезия клеевой пленки зависит также от величины усадки при ее формировании и разности коэффициентов расширения пленки и материалов склеиваемых поверхностей.
|
|
Когезия клеевой пленки зависит от качества клея, соблюдения условий ее образования (температуры, времени высыхания, давления) и толщины.
С увеличением толщины клеевой пленки когезия ухудшается вследствие уменьшения воздействия силового поля склеиваемых поверхностей. Опрессовка склеиваемых материалов позволяет получить тонкую сплошную клеевую пленку путем выдавливания избытка клея и пузырей воздуха.
В состав синтетического клея входят:
- • связующее;
- • растворитель;
- • наполнитель;
- • отвердитель;
- • ускоритель отвердения.
В качестве связующего используют термопластичные и термореактивные полимеры (смолы). Клеи на базе термопластичных полимеров образуют обратимую пленку, размягчающуюся при нагревании. Для получения необходимой вязкости в клеи вводят такие растворители, как ацетон, спирт, смесь бензина с этил ацетатом и т. п.
Наполнители служат для уменьшения усадки клея при отверждении и предотвращения появления трещин клеевой пленки. Наполнителями могут быть металлы, стекло, фарфор, цемент и др.
Отвердитель и ускоритель отвердения добавляют к клеям, содержащим термореактивные полимеры, для обеспечения и ускорения образования клеевой пленки.
Технологический процесс склеивания заключается в очистке и увеличении шероховатости соединяемых поверхностей, их обезжиривании, нанесении клея и его просушивании, прессовании деталей и термической обработки клеевого шва.
|
|
Склеивание фрикционных накладок с тормозными колодками или дисками сцепления вместо применения заклепочного соединения обеспечивает значительную экономию, так как при этом увеличивается рабочий слой накладки и, следовательно, срок ее службы.
Толщина фрикционных накладок с заклепками используется всего лишь на 50 %, а при склеивании — более чем на 80 %.
Кроме того, при склеивании не образуются риски и задиры на рабочей поверхности барабана тормозного механизма.
Детали из термореактивных пластмасс склеивают смоляными клеями: БФ-2, БФ-4, К-17.
Термопласты склеивают органическими растворителями или клеями, представляющими собой 2—4%-ный раствор пластмассы и растворителя.
Пластмассы с металлом и стеклом склеивают клеем БФ-2, обивку кузовов — с помощью клея БФ-6, резину с металлом, используя клеи № 88Н и № 61; сталь, стекло, керамика — клеем ВК-2.
В авторемонтных работах используются цианакриловые и акриловые клеи.
Цианакриловые клеи (КМ-200С, ТК-300С,ТК-301С,
ТК-300Э) — универсальные клеи. Благодаря быстрому отвердению они позволяют значительно сократить и упростить технологические операции.
Цианакриловые клеи характеризуются:
- • высокой адгезией к любым металлам;
- • быстрым отвердением (от нескольких секунд до нескольких минут);
- • сохранением необходимых свойств в широком диапазоне температур.
Клеи типа ТК обеспечивают прочное и теплостойкое соединение деталей. Клеи типа КМ позволяют получить эластичное соединение и применяются для склеивания деталей, испытывающих вибрационные нагрузки и резкие перепады температур. В табл. 5.2 приведены свойства цианакриловых клеев.
Широкое использование цианакриловых клеев сдерживается из-за трудности их хранения. Они хранятся при отрицательных температурах в течение шести месяцев.
Акриловые клеи (Ан-105, Ан-110, Ан-109, Ан-106) — двухкомпонентные клеи, применяются для склеивания металлов (в том числе замасленных), стекла, керамики, пластмасс. Их компоненты наносят на склеиваемые поверхности по отдельности. Отвердение клея происходит только после совмещения склеиваемых поверхностей, покрытых разными компонентами, при комнатной температуре. Клеевой шов имеет высокую стойкость к вибрациям и ударным нагрузкам, хорошо сохраняется при температурах от 5 до 30 °С. Срок хранения — до 5 лет. В табл. 5.3 приведены свойства некоторых акриловых клеев.
Таблица 5.2. Физико-механические свойства некоторых цианакриловых клеев
| Показатель | КМ-200С | ТК-300С | ТК-301С | ТК-300Э (1Н)+1П | ТК-300С (Ад)+ Ад |
| Внешний вид | Бесцветная прозрачная жидкость | ||||
| Относительная плотность | 1,05—1,15 | 1,24—1,25 | |||
| Время схватывания на стальных образцах при температуре 20 °С, мин | |||||
| Жизнеспособность клея после смешивания, ч | |||||
| Диапазон рабочих температур, °с | От -60 до +125 | От -50 до +250* | От -60 до +200* | От -60 до +250 | |
| Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом • м | 1013 | (4—8)“б | |||
| Предел прочности клеевого шва при отрыве на стальных образцах, МПа | 25—30 | 14—16 | 14—15 |
* Выдерживает кратковременный нагрев до температуры 300 °С.
Таблица 5.3. Физико-механические свойства некоторых акриловых клеев
| Показатель | Ан-105 | Ан-110 | Ан-109 | Ан-106 |
| Внешний ВИД | Однородная жидкость | |||
| Цвет компонента А | Красный | Коричневый | ||
| Цвет компонента Б | Зеленый | Синий | Розовый | |
| Время схватывания на стальных образцах, мин, не более | 1,5 | |||
| Предел прочности клеевого шва при отрыве через 24 ч, при температуре 20 °С, МПа | ||||
| Предел прочности при отрыве через 24 ч, при температуре 20 °С на замасленной поверхности, МПа | — | — | ||
| Диапазон рабочих температур, °С | От -60 до +150 | От -60 до +200 |
Широкое применение получили клеи на основе эпоксидных смол, к ним относятся клеи ЭД-16 и ЭД-20. Кроме эпоксидной смолы, в них входят отвердитель (полиэтиленамин), пластификатор (дибутилфталат) и наполнитель, сходный по физическим свойствам со склеиваемыми деталями.
Отвердитель и наполнитель добавляют в клей перед его использованием. При этом необходимо помнить, что смола и отвердитель токсичны, поэтому при работе с ними необходимо соблюдать соответствующие меры безопасности.
Эпоксидные композиции обладают уникальным набором технологических свойств. Основным достоинством технологии ремонта с использованием эпоксидных композиций является возможность их отверждения при любых температурах и получение необходимых форм и размеров отвердевшей композиции. Ассортимент отвердителей эпоксидных смол, применяемых при ремонте автомобилей, позволяет отверждать эпоксидные смолы при температурах от минус 5 до 20 °С.
Отвержденные эпоксидные смолы в чистом виде обладают повышенной хрупкостью. Для повышения их эластичности в состав смол вводят пластификаторы. В качестве пластификатора применяется в основном дибутилфталат (ДБФ) — желтоватая маслянистая жидкость с небольшой молекулярной массой с достаточно высокой температурой кипения.
Как правило, пластификаторы вводят сразу в состав эпоксидных смол, получая так называемый компаунд, либо отверди -тели одновременно являются и пластификаторами.
Наполнители существенно изменяют физико-химические свойства эпоксидных композиций. Они уменьшают усадку, снижают коэффициент линейного (термического) расширения, увеличивают теплопроводность, термостойкость и улучшают другие физико-механические свойства. Наполнители могу быть неорганическими и органическими, представляют собой порошки различных металлов. Составы некоторых наиболее часто применяемых эпоксидных композиций приведены в табл. 5.4.
Рекомендации по применению некоторых эпоксидных композиций приведены в табл. 5.5.
При приготовлении композиции эпоксидную смолу подогревают до температуры 60—80 °С, добавляют небольшими порциями пластификатор (если он содержится в композиции) и перемешивают смесь в течение 5—8 мин. Затем вводят наполнитель
Таблица 5.4. Составы эпоксидных композиций, г
| Номер компо- зиции | Эпоксидные смолы (дибутилфталат) | Пластификатор (полиэтиленполиамин) | Отвердитель | Наполнитель | |
| ЭД-16 | ЭД-20 | ||||
| — | 10—15 | — | |||
| — | — | ||||
| — | 25 (алюминиевый порошок) | ||||
| — | 20—25 | 11—12 | 7—10 (алюминиевая пудра) | ||
| — | 25 (алюминиевая пудра) | ||||
| — | 10—15 | 120 (цемент) | |||
| — | 10—11 | 50 (молотая слюда) | |||
| — | 10—11 |
| |||
| — | 10—11 |
| |||
| — | 10—11 | 50 (графит) | |||
| — | 10—11 |
| |||
| — | 10—11 |
| |||
| — | 10—12 |
| |||
| — | 20—25 | 11—12 |
| ||
| — | 11—12 |
| |||
| — | 20—25 | 11—12 | 100—120 (молотая слюда) | ||
| — | 10—11 | 150 (железный порошок) | |||
| — |
|
Окончание табл. 5.4
| Номер компо- зиции | Эпоксидные смолы (дибутилфталат) | Пластификатор (полиэтиленполиамин) | Отвердитель | Наполнитель | |
| ЭД-16 | ЭД-20 | ||||
| — | 20—25 | 11—12 |
| ||
| — | 10—11 | 35 (газовая сажа) | |||
| — | 10—11 | 70—80 (молотая слюда) |
Таблица 5.5. Рекомендации по применению некоторых эпоксидных композиций
| Деталь, узел | Устраняемые повреждения | Номера композиций по табл. 5.2 |
| Блок цилиндров двигателя | Трещины различной длины, пробоины | 9; 11; 12; 13; 14; 15; 17; 18 |
| Головка блока цилиндров | Трещины,пробоины, коррозия по контуру отверстий рубашки охлаждения | 11; 12; 13; 14; 17 |
| Поддон картера двигателя | Трещины и пробоины | 11; 13; 17 |
| Картер сцепления, коробка передач | То же | 9; 17; 14 |
| Кузов | Вмятины, пробоины | 20; 21 |
| Масляный радиатор | Трещины и пробоины на стенках баков | 9; 11; 19 |
| Радиатор системы охлаждения | То же | 16; 19 |
| Топливный бак | Течь в местах сварки, трещины и пробоины,сквозная коррозия | 3; 4; 7 |
| Посадочное место подшипника качения | Износ поверхности до зазора, мм: не более 0,1 более 0,1 |
|
| Пластмассовые детали электрооборудования | Трещины, сколы | 1; 2; 7; 19 |
и перемешивают в течение 8—10 мин. Такой состав можно хранить длительное время.
Окончательное приготовление клея осуществляется непосредственно на месте использования и незадолго до его применения. Это объясняется тем, что после введения отвердителя время отверждения композиции в зависимости от температуры и типа отвердителя может проходить от нескольких минут до нескольких часов.
Практка показала, что при отклонениях от рекомендуемого количества отвердителя до 5 %, пластификаторов и наполнителей до 10 % не происходит существенных изменений, значительные отклонения приводят к заметным ухудшениям их свойств.
Контрольные вопросы
- 1. От чего зависит прочность клеевого соединения?
- 2. От чего зависят адгезия и когезия клеевой пленки?
- 3. Что входит в состав клеев?
- 4. Что представляют собой эпоксидные композиции?
- 5. Как правильно приготовить состав эпоксидной композиции?