Оборудование для автоматической и полуавтомати-




Ческой сварки.

2.Сварка трением.

3.Диффузионная сварка.

Оборудование для автоматической и полуавтоматической сварки.

Оборудование для автоматической сварки.

На рис.25 схематически показан процесс автоматической сварки под слоем флюса.

 

 

Рис.25.Схема автоматической сварки под слоем флюса.

Сварка производится голой электродной проволокой 4, которая с катушки 3 подается в зону горения 1 дуги сварочной головкой автомата 5, перемещаемой вдоль шва. Впереди головки из бункера 2 по трубе в разделку шва поступает зернистый флюс, который, расплавляясь в процессе сварки, равномерно покрывает шов, образуя твердую корку шлака 7. Остальная часть флюса отсасывается в бункер по трубке 6.

Оборудование для полуавтоматической сварки.

Полуавтоматическая сварка выполняется специальными полуавтоматами, часто шлангового типа.

 

Рис.26.Схема шлангового полуавтомата.

Шланговый полуавтомат (рис.26) состоит из переносного механизма 3, держателя 1 со специальным гибким шлангом 2, передвижного аппараторного ящика с включающей аппаратурой и электроизмерительными приборами 5. Питание дуги осуществляется соответствующими источниками. На схеме показан сварочный трансформатор с дроссельной катушкой 6. Механизм 3 обеспечивает подачу электродной проволоки с постоянной скоростью, имеет электродвигатель мощностью 0,1 кВт. Скорость подачи проволоки может меняться в пределах 80-600 м/ч путем перестановки зубчатых колес. Через гибкий шланг 2 механизмом подается электродная проволока диаметром до 2мм из кассеты 4.

Устройство гибкого шланга показано на рис.27.

 

 

Рис.27.Гибкий шланговый провод.

Внутри шланга для пропуска электродной проволоки с помощью подающего механизма имеется гибкая спираль 1 из стальной проволоки, отделенная изоляцией 2 от токоведущих медных проводов 3 сварочного тока и от проводов 4 для цепи управления. Сверху токоведущей части имеются хлопчатобумажная оплетка 5 и прочная резиновая изоляция 6.

На рис.28 приведена схема электрододержателя для шланговой полуавтоматической сварки.

 

Рис.28.Электрододержатель.

Электрододержатель имеет алюминиевый корпус 8 с бункером 3 для сухого зернистого флюса, ручку 5 для перемещения электрододержателя сварщиком вдоль шва и кнопки 6 для пуска и остановки.

Сварка трением.

При этом способе сварки используется превращение механической энергии в тепловую. При вращении металлических заготовок 1 одна относительно другой одна установлена в неподвижном зажиме 2, а вторая в подвижном зажиме 3 (рис.29), их торцы разогреваются вследствие трения поверхностей соприкосновения. Разогрев производят до пластического состояния, а затем прикладывают осевое усилие Р. Образование сварного соединения происходит в результате возникновения металлических связей между контактирующими поверхностями. Окисные пленки, имеющиеся на металлических поверхностях в точке соединения, разрушаются трением и удаляются в результате пластической деформации в радиальных направлениях.

 

Рис.29.Принципиальная схема сварки трением.

Основными параметрами процесса сварки трением являются: скорость относительного перемещения свариваемых поверхностей., величина удельного давления, прилагаемого к свариваемым поверхностям., величина пластической деформации, т.е. осадки. Необходимый для сварки нагрев при прочих равных условиях обусловлен скоростью вращения и величиной осевого усилия.

При сварке трением по сравнению с контактной стыковой сваркой снижаются затраты энергии и требуемые мощности. Так, при сварке стали трением требуется энергии в 5-10 раз меньше, чем при контактной сварке. Параметры режима сварки трением (угловая скорость, величина усилия сжатия и осадки, продолжительность нагрева) зависят от свойств свариваемого металла, площади сечения и конфигурации изделия.

Сваркой трением можно соединять однородные и разнородные металлы, причем соединение получается с достаточно высокими механическими свойствами.

В промышленности сварка трением применяется при изготовлении составного режущего инструмента, различных валов, штоков с поршнями, пуансонов и др.

Для сварки трением применяют специальное оборудование, рассчитанное на работу при больших скоростях вращения.

Диффузионная сварка.

Процесс диффузионной сварки в вакууме открыт, исследован и разработан для промышленного применения профессором Н.Ф.Казаковым. Его успешно применяют прежде всего для соединения материалов, которые обычными методами сварки соединить трудно или невозможно, например, сталь с чугуном, титаном, ниобием, вольфрамом, металлокерамикой, платину с титаном, керамику с коваром, титаном, золото с бронзой.

Диффузионная сварка основана на взаимной диффузии атомов в поверхностных слоях контактирующихся материалов. Металл находится в твердом состоянии, но температура нагрева близка к температуре рекристаллизации свариваемых металлов. Отсутствие воздуха в камере предотвращает образование окисной пленки на поверхности, которая могла бы препятствовать диффузии.

Надежный контакт между свариваемыми поверхностями обеспечивается механической обработкой высоким классом чистоты (6 и выше) и последующей очисткой от окислов и загрязнений. Тончайшие адсорбированные газовые и масляные пленки не препятствуют образованию соединения, так как испаряются в вакууме или диффундируют вглубь материала.

Заготовки нагревают при помощи высокочастотных индукторов, вольфрамовых или молибденовых нагревателей сопротивления, расфокусированного электронного луча или несколькими лучами, генерируемыми отдельными электронно-оптическими системами.

Усилие сжатия обеспечивается при помощи механических, гидравлических или пневматических устройств. Можно использовать и разницу в коэффициентах термического расширения приспособления и свариваемых материалов.

Сжимающее давление, необходимое для увеличения площади действительного контакта поверхностей, составляет обычно 0,1-2 кгс/мм².

Сущность диффузионной сварки в вакууме с технологической стороны заключается в следующем: свариваемые заготовки помещают в камеру (рис.30), в которой создают вакуум и сдавливают небольшим усилием. Затем заготовки нагревают и выдерживают некоторое время при заданной температуре. Время выдержки и температура нагрева определяются родом свариваемого материала, размерами и конфигурацией свариваемых заготовок. После медленного охлаждения давление снимается.

Установки для диффузионной сварки в вакууме состоят из камеры, вакуумной системы для создания требуемого вакуума в камере, системы сжатия деталей и аппаратуры управления работой отдельных узлов установки. Наряду с установками для индивидуального производства, имеющих обычно ручное управление, созданы установки и для серийного и поточно-массового производства с полуавтоматическим или автоматическим программным управлением.

 

 

Рис.30.Принципиальная схема установки

для диффузионной сварки в вакууме:

1-вакуумная камера.,2-цилиндр гидропривода.,

3-поршень.,4-стол для крепления деталей.,

5-индуктор.,6-свариваемые детали.

Важным преимуществом диффузионной сварки является возможность соединения деталей не только по плоским, но и по рельефным поверхностям- коническим, сферическим и другой сложной формы.

Диффузионную сварку применяют для сварки магнитных сплавов. Методом диффузионной сварки изготовляют биметаллические, триметаллические и тетраметаллические детали и другие многослойные детали и изделия. Отсутствие грата, шлака и окалины позволяет исключить операцию окончательной обработки после сварки, что исключает потерю ценного металла. Можно соединять заготовки, резко отличающиеся по толщине, и получать соединения с высокой точностью размеров., масса конструкции не увеличивается, что неизбежно при сварке, пайке, склеивании., отсутствует коробление деталей., отпадает необходимость в термической обработке., при диффузионной сварке повышается качество изделий и увеличивается срок их службы.

Соединения, полученные диффузионной сваркой, по прочности, плотности, пластичности, термической и коррозионной стойкости полностью отвечают требованиям предъявляемым к любым ответственным конструкциям.

 

 

СРСП №13

1.Обрудование для газовой сварки.

2.Сварка давлением.

3.Аргонодуговая сварка.

Оборудование для газовой сварки.

Ацетилен получают в ацетиленовых генераторах, где происходит взаимодействие между карбидом кальция и водой.

Из 1кг карбида кальция при действии на него воды выделяется около 320л ацетилена.

Ацетиленовые генераторы делятся на передвижные и стационарные. Передвижные имеют относительно небольшую массу (до 50кг без воды) и производительность до 300 л/ч. Стационарные генераторы рассчитаны на высокую производительность- до 100 тыс.л/ч По давлению различают генераторы низкого (до 0,1 ат) и среднего (до 1.5 ат) давления.

 

Рис.31.Ацетиленовый генератор.

Рассмотрим конструкцию переносного генератора (рис.31). В корпус генератора 1 вварена реторта 10, в которую помещена загрузочная сетка 11 с карбидом. Вода для реакции поступает из бака 8, вмонтированного в верхней части корпуса, через регулятор 9. До начала работы вода в бак 8 наливается через трубу 6. Выделившийся ацетилен проходит из реторты по трубе 3 в газгольдер, а затем по трубе 4 через водяной затвор- в сварочную горелку. Если отбора ацетилена нет (сварка не ведется), в газгольдере и реторте повышается давление, под действием которого вода вытесняется в камеру 2, а регулятор 9 закрывает подачу воды. При возобновлении отбора ацетилена давление падает, вода возвращается в переднюю камеру реторты, смачивает карбид, и выделение ацетилена возобновляется Регулятор 9 снова начинает пропускать воду. Генератор снабжен манометром 7 и предохранительным клапаном 5. Во избежание перегрева ацетилена реторта охлаждается водой.

По специальным шлангам ацетилен направляется в сварочную горелку. По другим шлангам туда направляется кислород. Для понижения давления кислорода, отбираемого из баллона (150 ат и ниже), до рабочего (3-10 ат) и поддержания этого давления постоянным служит кислородный редуктор.

Сварочные горелки служат для образования газосварочного пламени. Горелки бывают низкого и среднего давления. В горелках среднего давления необходимое смешивание газов обеспечивается достаточно большим давлением ацетилена (порядка 0,25-0,5 ат). При низком давлении ацетилена (0,01-0,05 ат), чтобы обеспечить необходимое количество его в смеси, используется принудительное засасывание ацетилена при помощи разрежения, создаваемого кислородной струей на выходе из инжектора горелки. Инжекторная горелка получила наибольшее распространение в промышленности, так как она более безопасна в работе и может работать на низком и среднем давлении ацетилена. На рис.32 представлена схема инжекторной горелки.

 

 

Рис.32.Принципиальная схема инжекторной горелки.

Кислород под давлением 3-4 ат поступает в горелку и через ниппель, регулировочный вентиль и трубку 1 попадает к инжектору 3. Выходя с большой скоростью из низкого канала инжекторного конуса 3, кислород создает значительное разряжение в камере 4 за инжектором и засасывает горючий газ, поступающий через ниппель и вентиль 2 в ацетиленовые каналы горелки, в камеру смешения 5, где и образуется горючая смесь. Далее горючая смесь поступает по наконечнику 6 к мундштуку 7, на выходе из которого при сгорании образуется сварочное пламя.

Горелки этого типа имеют сменные наконечники с различными диаметрами выходных отверстий инжектора и мундштука, что обеспечивает возможность регулирования мощности газосварочного пламени.

 

 

Сварка давлением.

Стыковая сварка.

Стыковую сварку разделяют на сварку оплавлением и сварку сопротивлением. При сварке оплавлением торцы заготовок доводятся до оплавления, а при сварке сопротивлением торцы заготовок разогреваются до пластического состояния и производится последующая осадка.

 

 

Рис.33.Схема машины для стыковой сварки.

Свариваемые детали 3 и 7 (рис.33) помещают между зажимами 4 и 6, подключенными к вторичной обмотке трансформатора 8. Одну из плит 2 неподвижно закрепляют на станине 1 и изолируют от нее, а другую плиту 5 можно перемещать по направляющим станины. Перемещение плиты вместе с закрепленной деталью осуществляется в машинах при помощи рычага, штурвала, пружины, а при сварке деталей значительных размеров- при помощи механических, гидравлических или пневматических устройств.

При сварке сопротивлением заготовки, зажатые в машине, сжимаются небольшим усилием, обеспечивающим контакт свариваемых поверхностей. Затем включается ток, металл разогревается до пластического состояния, производится осадка и сварка.

Различают сварку с непрерывным и прерывистым оплавлением. При непрерывном оплавлении установленные в зажимах машины детали равномерно сближают при включенном напряжении во вторичной цепи. При прерывистом оплавлении зажатые заготовки сближают под током, приводят в кратковременное соприкосновение и вновь разводят на небольшое расстояние.

Метод оплавления имеет ряд преимуществ перед сваркой сопротивлением: поверхность стыка не требует особой подготовки, можно сваривать заготовки с сечением сложной формы, свариваются разнородные металлы.

Точечная сварка.

При точечной сварке заготовки из тонкого листового металла (толщиной 0,2-8мм) соединяют внахлестку.

Метод точечной сварки состоит в нагреве свариваемых деталей при прохождении тока от одного электрода через детали к другому. Происходит быстрый нагрев и расплавление металла в зоне соединения с образованием «ядра» сварочной точки, имеющей чичевицеобразную форму размером обычно 2-12мм. Давление, приложенное к электродам, уплотняет металл в сварочной точке и обеспечивает прочное соединение.

 

Рис.34.Точечная сварка.

На рис.34 показана схема точечной сварки. Свариваемые листы 4 зажимают между верхним 3 и нижним 5 электродами сварочной машины, к которым через электрододержатели 2 и 6 и хоботы 1 и 7 подведен ток от трансформатора 8. Нижний опорный хобот делается неподвижным, а верхний подвижным., при сварке верхний хобот создает давление на свариваемые листы. Соприкасающиеся с медным электродом поверхности свариваемых заготовок нагреваются медленнее их внутренних слоев. Нагрев продолжают до пластического состояния или частично до расплавления внутренних слоев детали, затем выключают ток и снижают давление. В результате образуется литая сварная точка.

Точечная сварка в зависимости от расположения электродов по отношению к свариваемым деталям может быть двусторонней и односторонней.

Шовная сварка.

Признаком этого вида сварки является наличие хотя бы одного электрода в виде ролика, катящегося по шву. Роликовая сварка- разновидность точечной сварки, при которой точки ядра перекрывают одна другую и создают сплошной шов, между свариваемыми заготовками образуется прочно-плотное соединение. При шовной сварке (рис.35) свариваемые детали 1 также соединяют внахлестку и помещают между двумя вращающимися медными роликами (электродами) 2, через которые поступает ток от трансформатора 3 для нагрева и расплавления металла. Этими же роликами производится осадка (сжатие) нагретого металла при движении вдоль шва. Толщина свариваемых листов должна быть в среднем 0,3-3мм. Шовную сварку так же, как и точечную, можно выполнять при одностороннем и двустороннем расположении электродов.

 

Рис.35.Схема шовной сварки.

 

СРСП 14.

1.Производство магния и титана.

2.Антифрикци-

онные сплавы.

3.Баббиты и припои.

Производство магния.

Для производства магния применяют магнезит, доломит, карналлит и бишофит.

Для получения металлического магния применяют два способа: электролитический и термический. В основе первого способа лежит электролиз расплавленного хлористого магния, а второго- восстановление окиси магния.

Хлористый магний получают обжигом магнезита или доломита при температуре 750-850ºС с последующим хлорированием образующейся окиси магния при 800-900ºС.

Полученный хлористый магний в расплавленном состоянии транспортируется в ковше в цех электролиза. Получение магния ведут в специальных электролизных ваннах. Электролитом является расплав хлористых солей. Анодами служат графитовые электроды, соединенные с положительным полюсом источника тока, катодами- стальные пластины, подключенные к отрицательному полюсу источника тока.

Полученный электролизом магний содержит до 3% примесей (хлористые соли, окись магния и др.), поэтому его подвергают рафинированию путем переплавки в стальных тигельных печах с флюсом или возгонкой магния. В качестве флюса применяют сплав хлористых и фтористых солей, которые перемешивают с жидким металлом при температуре 720-750ºС, после чего дают расплаву выстояться. При этом примеси опускаются на дно тигля. Очищенный магний разливают в изложницы при помощи ковшей чайникового типа, причем струя металла предохраняется от окисления путем опыления ее мелким порошком серы.

В основу производства магния термическим путем положены процессы восстановления окиси магния кремнием, карбидом кальция или углеродом. Восстановление магния кремнием или карбидом кальция ведется в стальных ретортах при глубоком вакууме и температуре 1100-1200ºС. Основным исходным материалом служит обожженный магнезит или доломит.

Производство титана.

Для производства титана применяют главным образом рутил, ильменит и перовскит. В связи с большим сродством титана к кислороду восстановить его из двуокиси не удается. Поэтому двуокись титана сначала переводят в тетрахлорид титана, а затем из последнего получают чистый металл.

Для получения четыреххлористого титана рутил смешивают с коксом, древесным углем или графитом и каменноугольным пеком. Из полученной смеси изготовляют прессованием брикеты, которые затем в герметически закрывающихся печах прокаливают при температуре 800-900ºС. Полученные пористые брикеты подвергают хлорированию в специальных установках при температуре 800-850ºС.

Для восстановления титана из тетрахлорида существует несколько способов. Лучшим из них, получившим широкое распространение, является магнийтермический. Восстановление титана производится магнием в специальных печах, называемых реакторами. Для этого магний высокой чистоты в виде чушек загружают в стальной стакан реактора и затем реактор плотно закрывают крышкой. Далее из реактора откачивают воздух, наполняют его аргоном и подают туда тетрахлорид титана.

Для удаления металлического и хлористого магния полученный титан подвергают рафинированию вакуумной сепарацией. Для этого стакан с реакционной массой закрывают крышкой, имеющей отверстия, затем поворачивают вверх дном, устанавливают в печь, создают вакуум и нагревают.

Полученную титановую губку переплавляют в дуговых вакуумных печах, и металл разливают в слитки. Плавка под вакуумом позволяет дополнительно очистить титан от влаги, водорода, металлического и хлористого магния.

Антифрикционные сплавы.

Антифрикционные сплавы предназначены для повышения долговечности трущихся поверхностей. К таким материалам относятся сплавы на основе олова, свинца, меди и алюминия. Антифрикционные свойства сплавов наиболее полно проявляются в подшипниках скольжения.

В подшипниках скольжения трение происходит между валом и вкладышем подшипника. Антифрикционный материал вкладыша подшипника предохраняет вал от износа, сам минимально изнашивается, создает условия для оптимальной смазки и уменьшает трение в силу того, что обладает прочной и пластичной основой, в которой имеются твердые (опорные) включения. При трении пластинчатая основа частично изнашивается, а вал опирается на твердые включения. В этом случае трение происходит не по всей поверхности соприкосновения трущихся деталей, а смазка удерживается в изнашивающихся местах пластичной основы.

Из антифрикционных сплавов наиболее широко применяют баббит, бронзу, алюминиевые сплавы, чугун и металлокерамические материалы.

Для оловянных и оловянно-фосфористых бронз характерны: низкий коэффициент трения, небольшой износ, высокая теплопроводность, что позволяет подшипникам, изготовленным из таких материалов, работать при больших окружных скоростях и нагрузках.

Алюминиевые бронзы применяются в узлах трения вместо оловянных и свинцовых баббитов и свинцовых бронз. Однако они, обладая повышенной износостойкостью, могут вызвать износ вала.

Свинцовые бронзы в качестве подшипниковых вкладышей способны работать в условиях ударных нагрузок.

Латуни по своим антифрикционным свойствам уступают бронзам и используются для подшипников, работающих при малых скоростях и умеренных нагрузках.

Алюминиевые сплавы обладают хорошими антифрикционными свойствами, высокой теплопроводностью и коррозионной стойкостью в масляных средах и достаточно хорошими механическими и технологическими свойствами. Их применяют в виде тонкого слоя, нанесенного на стальное основание, т.е. в виде биметаллического материала.

Различают две группы алюминиевых антифрикционных сплавов:

-сплавы алюминия с сурьмой, медью и другими элементами, которые образуют твердые фазы в мягкой алюминиевой основе. Типичный представитель- сплав САМ, содержащий сурьму до 6,5% и 0,3-0,7% магния. Этот сплав хорошо работает при высоких нагрузках и больших скоростях в условиях жидкостного трения. Сплав САМ применяют для изготовления вкладышей подшипников коленчатого вала.,

-сплавы алюминия с оловом и медью АО 20-1 (20% олова и до 1,2% меди) и АО9-2 (9% олова и 2% меди). Они хорошо работают в условиях полужидкостного и сухого трения и по своим антифрикционным свойствам близки к баббитам. Их используют для производства подшипников в машиностроении.

Чугуны широко применяются при изготовлении деталей узлов трения. Хорошими антифрикционными свойствами обладают: серый, высокопрочный с шаровидным графитом и ковкий чугуны. Из них изготовляют червячные зубчатые колеса, направляющие для ползунов механизмов и другие детали, работающие в условиях трения.

Металлокерамические сплавы после прессования и спекания пропитываются минеральными маслами, смазками или маслографитовой эмульсией. Такие сплавы хорошо прирабатываются к валу, а наличие смазки в порах способствует снижению износа подшипника.

Баббиты и припои.

Баббиты.

Баббиты- антифрикционные материалы на основе олова и свинца. В состав баббитов вводятся легирующие элементы, придающие им специфические свойства: медь- увеличивает твердость и ударную вязкость., никель- вязкость, твердость, износостойкость., кадмий- прочность и коррозионную стойкость., сурьма- прочность сплава.

Баббиты применяют для заливки вкладышей подшипников скольжения, работающих при больших окружных скоростях и при переменных и ударных нагрузках.

По химическому составу баббиты классифицируют на группы:

-оловянные (Б83, Б88).,

-оловянно-свинцовые (БС6, Б16).,

-свинцовые (БК2, БКА).

Лучшими антифрикционными свойствами обладают оловянные баббиты. Баббиты на основе свинца имеют несколько худшие антифрикционные свойства, чем оловянные, но они дешевле и менее дефицитны. Свинцовые баббиты применяют в подшипниках, работающих в легких условиях. В конструктивных элементах подвижного состава железных дорог используют подшипники скольжения из кальциевых баббитов.

Подшипники скольжения из баббитов изготовляют в виде биметаллических деталей. Для ускорения приработки на их рабочую поверхность наносят слой (0,007-0,05 мм) сплава на оловянной или свинцовой основах. Работоспособность баббитовых подшипников зависит от температуры в рабочей зоне и толщины вкладыша. При снижении толщины вкладыша ресурс работы подшипника увеличивается. Повышение температуры в рабочей зоне свыше 70ºС вызывает резкое падение износостойкости баббитовых подшипников.

В марках баббитов цифра показывает содержание олова. Например, баббит БС6 содержит по 6% олова и сурьмы, остальное свинец.

Антифрикционные цинковые сплавы (ЦВМ 10-5, ЦАМ 9-1,5) используют для изготовления малонагруженных подшипников скольжения. Их применяют в литом или деформированном виде.

Цинк имеет хорошую коррозионную стойкость в атосферных условиях и в пресной воде. Поэтому цинк служит для хорошей антикоррозионной защиты сплавов железа и изделий из них.

Припои.

Припои- это металлы или сплавы, используемые при пайке в качестве промежуточного металла (связки) между соединяемыми деталями. Припои имеют более низкую температуру плавления, чем соединяемые металлы. Незначительный нагрев, а вследствие этого отсутствие изменения структуры соединяемых металлов являются основным преимуществом пайки в сравнении со сваркой.

По температуре расплавления припои подразделяют на:

-легкоплавкие (145-450ºС) оловянно-свинцовые, оловянные, малосурьмянистые и сурьмянистые.,

-среднеплавкие (450-1100ºС) медно-цинковые припои (латуни).,

-высокоплавкие (1100-1480ºС) многокомпонентные припои на основе железа.

Оловянно-свинцовые припои широко применяются во всех отраслях промышленности. Однако они имеют низкую коррозионную стойкость во влажной среде. В таких случаях паяные соединения необходимо защищать лакокрасочными покрытиями.

Оловянные припои имеют высокую прочность, пластичность и коррозионную стойкость. Их применяют при пайке радиотехнической и электронной аппаратуры.

Сурьмянистые припои применяются при пайке и лужении.

Медно-цинковые припои (латуни) широко применяют для пайки большинства металлов. Припоями марок ПМЦ-54, Л63, Л68 пользуются при пайке стали, жести, медных сплавов. Припой Мц-48-10- для пайки чугуна.

Легкоплавкие пастообразные припои обычно состоят из трех частей: порошкообразного припоя, флюса и загустителя. Такие пастообразные припои применяют для пайки стальных, медных и никелевых изделий сложной формы и имеющих вертикальные швы.

Тугоплавкие порошкообразные припои применяют для закрепления твердосплавных пластин на режущем инструменте (сверла, резцы и т.п.).

 

 

СРСП 15.

1.Металлокера-

мика.

2.Графитоугле-

родные материалы.

3.Композицион-

ные материалы

Металлокерамика.

Металлокерамические материалы подразделяются на:

-пористую металлокерамику, имеющую остаточную пористость в пределах 15-50% (антифрикционные и «потеющие» материалы, фильтры).,

-компактную металлокерамику- магнитные, фрикционные и электротехнические материалы.

Антифрикционные металлокерамические материалы имеют в своем составе графит и другие компоненты, выполняющие роль смазки. Эти материалы используют для изготовления втулок подшипников скольжения, применяемых в автомобильной, авиационной и других отраслях промышленности.

Фильтры изготовляют из порошков железа, бронзы, никеля, коррозионно-стойкой стали и других материалов. Они имеют пористость не менее 50%. Металлокерамические фильтры применяют для очистки топлива в двигателях автомобилей, для очистки воздуха и различных жидкостей.

«Потеющие» металлокерамические материалы предназначаются для охлаждения за счет испарения хладагента через поры. Их изготовляют из порошков коррозионной стали, никеля, вольфрама, титана и др.

Фрикционные металлокерамические материалы представляют собой сложные композиции на основе меди и железа. В состав этих материалов входят компоненты, служащие в качестве смазки и предохраняющие материал от износа (свинец, графит и т.п.), а также компоненты, придающие материалу высокие фрикционные свойства (асбест, кварцевый песок, тугоплавкие металлические соединения и т.д.).

Фрикционные металлокерамические материалы имеют повышенную хрупкость и низкую прочность. Поэтому изделия из них, как правило, состоят из стальной основы с нанесенным на нее слоем фрикционной металлокерамики. Такие материалы применяют в узлах сцепления.

Магнитные металлокерамические материалы подразделяют на:

-магнитно-мягкие (ферриты), изготовляемые из порошков окислов железа.,

-магнитно-твердые (постоянные магниты) металлокерамические сплавы на основе железа, легированного алюминием, никелем, медью, кобальтом и подвергаемые дополнительной термической обработке.,

-магнитодиэлектрики, представляющие собой композиции магнитных и изоляционных материалов.

Электротехнические металлокерамические материалы изготовляют из смеси порошков тугоплавких металлов с медью и серебром. Тугоплавкие металлы определяют механические свойства изделия, а легкоплавкие- служат наполнителем и придают материалам высокую электропроводимость.

Металлокерамические электрические контакты применяют в магнитных пускателях, тепловых реле и реле особо тяжелого режима.

Графитоуглеродные материалы.

Графит- кристаллическая модификация углерода. Графит обладает рядом уникальных свойств: кислотоупорен, не растворяется в органических растворителях, обладает низким коэффициентом трения и высокой электропроводностью, хорошо обрабатывается резанием. Сочетание свойств графита обусловило его применение в качестве конструкционного (плавильные тигли, электроды) и антифрикционного (твердые смазки, покрытия, подшипники) материала.

Искусственным путем графит получают в результате нагрева смеси кокса и пека до 2800ºС, а также осаждением из газообразных углеводородов при 1400-1500ºС под давлением около 50 Мпа. Полученный так называемый пирографит обладает высокой прочностью и рядом других полезных качеств, обусловливающих его использование для изготовления ответственных деталей машин и механизмов (подшипников, деталей уплотнения и др.).

Из синтетических волокон и тканей специальной термической обработкой получают углеродные волокна и ткани, находящие широкое применение в качестве упрочняющих компонентов композиционных материалов.

Углеграфитовые антифрикционные материалы предназначены для работы без смазки в качестве подшипниковых опор, уплотнительных устройств и других трущихся деталей в интервале температур от минус 200ºС до 2000ºС и в агрессивных средах. К ним относятся графитопластовые антифрикционные материалы марок:

-АМС-1, АМС-3, АМС-5 на эпоксидно-кремнийорганическом связующем.,

-АФГМ, АФГ-80ВС на основе фторопласта-4.,

-НИГРАН, НИГРАН-В- антифрикционные графитизированные материалы.

Углеграфитовые материалы с увеличенной механической прочностью при повышенных температурах (марок ЭЭГ, ГМЗ, СГМ) применяются в металлургической и химической промышленности.

 

Композиционные материалы на полимерной матрице.

Композиционные материалы на полимерной матрице (КПМ) содержат полимерное связующее (матрицу), объединяющее все компоненты материала в единую структуру.

К композиционным материалам на полимерной матрице относятся:

-пластмассы- материалы, основу которых составляют полимеры, находящиеся во время формования в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии.,

-пластики, армированные волокнами, тканями и объемными элементами.,

-металлопласты, состоящие из чередующихся слоев металла и полимерного материала.,

-микрокапсулы- твердые оболочки, содержащие малые объемы жидких или газообразных веществ.,

-сотопласты и другие.

В настоящее время номенклатура КПМ насчитывает сотни наименований, объединяющих материалы с уникальными удельной прочностью и коррозионной стойкостью, регулируемыми магнитными и электрическими характеристиками, разнообразными функциональными свойствами. Предельная температура использования КПМ соответствует 200-400ºС, однако сочетание высокой прочности и стойкости к коррозии делает их перспективным материалом для машиностроения.

 

Наполненные пластики.

Наполненные пластики, в качестве наполнителей полимерной матрицы таких материалов применяют твердые, жидкие и газообразные вещества.

Конструкционные (общетехнические) пластики- КПМ с матрицей из термопластов, содержащей твердые наполнители преимущественно неметаллической природы. Они предназначены для изготовления слабо- и средненагруженных деталей машин: зубчатых колес, подшипников, уплотнителей, корпусов.

Металлонаполненные пластики- КПМ, содержащие в качестве наполнителя металлические порошки. Их применяют вместо цветных металлов для изготовления подшипников, уплотнителей, электрических контактов (взамен драгоценных металлов).

Графитопласты- КПМ, содержащие в качестве наполнителя природный и искусственный графит или карбонизированные продукты (кокс, термоантрацит и т.п.). Характерным представителем графитонаполненных полиамидов является АТМ-2- антифрикционный самосмазывающийся материал на основе капрона.

Саженаполненные каучуки применяют при производстве шинных протекторов, которые обладают высокими показателями износостойкости и выносливости при многократных деформациях.

Противокоррозионные пластики- КПМ, содержащие ингибиторы коррозии. Они выполняют в машинах основную функцию конструкционного материала и обладают дополнительными функциональными свойствами, предохраняя от коррозии сопряженные металлические детали. Чехление деталей в ингибиторную полиэтиленовую пленку обеспечивает их защиту от коррозии в течение 3-7 лет.

Пенопласты, поропласты- КПМ, содержащие компоненты в газовой фазе. Их применяют с целью защиты машин, оборудования от нежелательного теплового воздействия окружающей среды (теплоизоляционные материалы), а также для поглощения шумов внутри помещения или защиты его от проникновения звука извне (акустические и звукопоглощающие материалы).

Микрокапсулы- твердые оболочки, содержащие малые объемы веществ в газовой, жидкой или твердой фазе. Полые полимерные микросферы широко используются в автомобильной промышленности для облегчения кузовов автомобилей.

 

Тема №14.

Армированные пластики.

1.Армированные пластики.

2.Слоистые армированные пластики.

 

Армированные пластики.

Армированные пластики- обширная группа конструкционных полимерных материалов, содержащих в качестве упрочняющего наполнителя волокнистые, тканевые, сетчатые и листовые материалы.

Волокнистые пластики- промышленность выпускает высокопрочные волокна широкой номенклатуры- угольные, борные, оксидные, полимерные и др. Характерными представителями волокнистых пластиков являются следующие материалы:

-стеклопластики- материалы на полимерной матрице, армированной стеклянными волокнами. У них высокая прочность сочетается со сравнительно низкими плотностью и теплопроводностью, высокими электроизоляционными характеристиками. Их применяют в транспортном машиностроении для изготовления кузовов автомобилей, цистерн и др.,

-асбопластики- термостойкие КПМ, матрица которых наполнена асбестовыми материалами. Они длительное время сохраняют механические свойства при температурах до 400ºС. Из асбопластиков изготовляют лопатки ротационных насосов, тормозные колодки, элементы тепловой защиты двигателей.,

-волокниты- пресс-материалы, состоящие из рубленного волокна, пропитанного термореактивной синтетической смолой. Волокниты, содержащие хлопковое или химическое волокно, называются органоволокнитами, углеродное- карбоволокнитами, борное- бороволокнитами. Из волокнитов изготовляют детали с высоким сопротивлением ударным нагрузкам: корпуса и крышки агрегатов, шестерни, втулки и др.,

-углеродопласты (карбопласты, углепласты)- КПМ, содержащие в качестве упрочняющего наполнителя углеродные волокна. Это прочные, жесткие, термически и химически ус



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-26 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: