Технология производства изделий из неметаллических материалов и металлических порошковРефераты >> Металлургия >> Технология производства изделий из неметаллических материалов и металлических порошков
Эту большую группу материалов можно подразделить в зависимости от области применения на материалы: общетехнического назначения, электроизоляционные, электроустановочные (жаростойкие), влагохимстойкие, специального назначения (фрикционные, антифрикционные, рентгеностойкие и т. д.).
Полуфабрикаты термореактивных пластмасс выпускают в виде твердосыпучих прессматериалов (пресспо-рошков, волокнистых и крошкообразных материалов, гранулированных смесей). При изготовлении деталей методом литья применяют полуфабрикаты в виде различных вязко-текучих композиций, заливочных и формовочных масс.
Из композиционных термореактивных пластмасс изготавливают корпуса приборов, панели, рукоятки, детали зажигания автотракторного электрооборудования, платы печатных схем, электроизоляционные детали, резьбовые соединения, технические детали с повышенными водостойкостью и химической стойкостью, подшипники скольжения, тормозные колодки и диски, аппаратуру теплообменников, детали насосов, краны, трубы, зубчатые колеса, изделия бытового назначения и т. д.
Физико-механические свойства типичных композиционных термореактивных пластмасс приведены в табл. 23.
ТЕРМОПЛАСТЫ ЛИТЬЕВЫЕ, ПЛЕНОЧНЫЕ И ЛИСТОВЫЕ
К ним относятся полиэтилен, поливинилхлорид, фторопласты, полистирол, полиметакрилаты и т. д. (табл. 24)
Полиэтилен является полимером аморфнокристалли ческого строения. Молекулярная масса полиэтилена ко леблется в различных пределах в зависимости от техно логии получения. Различают полиэтилен высокого давле ния (ПВД) и низкого давления (ПНД).
ПНД отличается от ПВД несколько большей плотно cтью и прочностью. Полиэтилен химически стоек к щелочам, многим кислотам, маслам, бензину. Он имеет отличные диэлектрические свойства и широко применяется как высокочастотный диэлектрик. Из полиэтилена изготавливают катушки и другие электро- и радиотехнические детали, изоляцию кабелей, химически стойкие емкости, трубы в химической промышленности, защитные от коррозии пленки и покрытия. Полиэтилен имеет невысокую прочность, его морозостойкость до —60° С.
Поливинилхлорид относится к группе аморфных полимеров. Пластифицированный поливинилхлорид называют пластикатом, непластифицированный, твердый листовой материал — винипластом.
Поливинилхлорид является хорошим низкочастотным диэлектриком. Он стоек к щелочам, кислотам, смазкам и бензину. Диапазон рабочих температур составляет от —40 до +60° С.
Во все композиции на основе поливинилхлорида вводят стабилизирующие вещества для защиты от действия тепла и света в процессе переработки, а также при эксплуатации.
Винипласт применяют для изготовления труб, деталей химического оборудования, фланцев, муфт, деталей насосов, вентиляторов, а также используют как электроизолирующий материал. Пластикаты применяют для изоляции и оболочек проводов и кабелей, для производства медицинских изделий, в строительной промышленности. Пасты из поливинилхлорида с пластификатором используют для защиты металлов от коррозии.
Фторопласты — это фторсодержащие полимеры ви-нильного типа. Наиболее распространенными материалами из этой группы являются фторопласт-3 и фторопласт-4. Фторопласты имеют высокую степень кристалличности (93—97%). Фторопласт-3 при нагреве выше 210° С переходит в вязко-текучее состояние, а при 310—315° С паз лагается. Фторопласт-4 при нагреве выше 327° С перехо' дит в аморфное состояние. При быстром охлаждении й этих материалах понижается степень кристалличности т. е. происходит «закалка».
Фторопласт-4 имеет уникальное сочетание свойств Он исключительно устойчив почти во всех агрессивных средах, является одним из наиболее качественных высо-кочастотных диэлектриков, может применяться в диапазоне температур от —269 до +250° С, имеет хорошие антифрикционные свойства. Недостатки фторопласта-4: склонность к хладнотекучести (при напряжениях 0,3— 0,5 кгс/мм2), технологические затруднения при переработке, высокая стоимость. Фторопласт-3 уступает по свойствам фторопласту-4, но более технологичен.
Изделия из фторопластов широко применяют в авиастроении, электротехнической промышленности, в радиотехнике, химической промышленности.
Полистирол и сополимеры стирола получили широкое распространение в промышленности благодаря высоким диэлектрическим свойствам, отсутствию хладотекучести, высокому коэффициенту лучепреломления, хорошим технологическим свойствам.
Полистирол водостоек и химически стоек в растворах многих щелочей и кислот, но набухает в смазках и топливе. Его можно применять при температурах от —40 до +60° С.
В зависимости от метода изготовления полистиролы подразделяют на блочный, эмульсионный и суспензионный. Сополимеры стирола менее склонны к растрескиванию и более прочны. Полистирол используют для изготовления деталей в электро- и радиотехнической промышленности, различных сосудов, аккумуляторных баков, щелевых фильтров в авто- и самолетостроении.
Полиамиды нейлон, капрон и др. являются продуктом поликонденсации аминокислот или диаминов с дикарбо-новыми кислотами, а также полимеризации лактамов. Практическое применение получили только полиамиды с молекулярной массой выше 20000.
Эти пластмассы имеют сравнительно высокую прочность, низкий коэффициент трения, хорошо сопротивляются абразивному износу. Их применяют для изготовления подшипников, зубчатых колес, кулачков и т. п. Капрон и нейлон стойки в воде, смазках, топливе, щелочах, разбавленных кислотах. Из этих пластмасс делают негниющие сети, парашютную ткань, канаты и т. д. Органическое стекло — термопласт на основе сложных эфиров акриловой и метакриловой кислот; наиболее широко применяют полиметилметакрилат. Органическое стекло оптически прозрачно, пропускает до 75% ультрафиолетовых лучей1, является атмосферостойким. Недостатком его является невысокая твердость. При нагреве до 80° С органическое стекло начинает размягчаться, Его широко применяют для остекления самолетов, зданий, в светотехнических устройствах, предохранительных щитках приборов и машин.
ГАЗОНАПОЛНЕННЫЕ ПЛАСТМАССЫ
Это — легкие материалы, имеющие пористую структуру, напоминающую застывшую пену. Различают пено-пласты с замкнутыми или изолированными ячейками (порами) и поропласты с открыто-пористой структурой, когда ячейки сообщаются между собой и с окружающей средой. Широкое применение получили пенопласты на основе полистирола, поливинилхлорида, полиуретана,
фенольных смол.
Основные свойства пенопластов: очень небольшая плотность от 0,025 до 0,5 г/см3 (иногда до 0,6—0,7 г/см3); высокие звукопоглощающие и теплоизолирующие свойства. Например, для пенополивинилхлорида с -у = 0.05-г —0,1 г/см3 коэффициент теплопроводности Х= = 0,03 ккал/(м-ч-° С), т. е. примерно в три-пять раз меньше, чем у стеклотекстолитов, в 3000 раз меньше,