Применение пластмасс в инструментальном производстве

Категория:
Инструментальные материалы


Применение пластмасс в инструментальном производстве

В инструментальном производстве пластмассы находят применение при изготовлении штампов, приспособлений и измерительного инструмента. Наибольшее распространение получили капролон, полиуретан, самотвердеющие пластмассы на основе полиметилметакрилата и эпоксидные компаунды.

Капролон — пластмасса из класса полиамидов, белого или кремового цвета. Химическая промышленность поставляет капролон в виде плит, брусков, круглых заготовок весом от 1 до 200 кг. Капролон хорошо обрабатывается резанием. Обладая высокой прочностью и низким коэффициентом трения, капролон нашел применение в качестве антифрикционного материала для втулок, зубчатых колес, направляющих и других деталей в узлах трения.

Детали из капролона склеиваются клеем марки ВК9 между собой, а также с латунью, сталью, резиной. Клей отверждается на воздухе при t — 20 °С в течение 24 часов, а при ? = 80—100° С — в течение 2—3 часов. При горячем отверждении прочность на сдвиг клеевого соединения капролона с капролоном — 28 кгс/см2, с латунью— 40 и со сталью — 93 кгс/см2.

Полиуретан — резиновый материал с регулируемой эластичностью — предназначен для матриц при вырубке, гибке, формовке листового материала толщиной 0,03— 5 мм.

Изготовление полиуретановых деталей осуществляется прессованием, свободной и вакуумной заливкой с последующей механической обработкой.

Применение полиуретана в инструментальном производстве позволяет:
1) исключить проектирование, изготовление и ремонт дорогих беззазорных штампов;
2) снизить стоимость оснастки;
3) сократить трудоемкость ручных доводочных работ;
4) улучшить качество штампуемых деталей.

Самотвердеющие пластмассы марок АСТ-Т и ТШ

способны затвердевать при комнатной температуре и атмосферном давлении. Эти пластмассы состоят из порошкообразного полимера и жидкого мономера, которые смешивают перед употреблением в заданном соотношении и после добавления ингибитора и ускорителя полимеризации используют для изготовления контрольных шаблонов, корпусов, кулачков, сборочных эталонов, литейных моделей, для крепления пуансонов, плит съемников штампов и кругов для обработки резины.

Процесс отверждения происходит с выделением тепла, что при заливке больших объемов может привести к пористости. В этих случаях необходимо обеспечить хороший отвод тепла от залитой массы или заливать ее малыми порциями.

Ниже приведены основные свойства самотвердеющих пластмасс марок АСТ-Т и ГШ.

Эпоксидные компаунды — композиции на основе эпоксидных смол и отвердителей — нашли широкое применение в инструментальном производстве. Помимо смолы и отвердителя в компаунды могут быть введены пластификаторы, наполнители, разбавители, ускорители отверждения. В зависимости от состава эпоксидные компаунды приобретают способность отверждаться при комнатной температуре или при нагревании. Им можно придать самые разнообразные свойства: твердость, прочность, эластичность, хорошую адгезию, повышенную теплостойкость. Эпоксидные компаунды не поставляются комплектно, со всеми входящими в их состав компонентами, а готовятся непосредственно на месте.

В Советском Союзе в настоящее время производятся эпоксидные смолы марок ЭД-5, ЭД-6, ЭД-20, Э-40, Э-41. Эпоксидные смолы термопластичны, они сами по себе не могут переходить в неплавкое и нерастворимое состояние. Для образования твердых, неплавких смол, не способных к дальнейшим превращениям, и для придания смолам заданных свойств необходимо воздействовать на них другими веществами (использовать реакцию отверждения). Следует иметь в виду, что при отверждении эпоксидных смол, как и при вулканизации каучу-ков, могут образовываться мягкие, эластичные материалы.

Эпоксидные смолы по совокупности своих свойств отвечают всем требованиям, предъявляемым к связующим для клеев, а именно: обладают хорошими адгезионными свойствами, нейтральны к склеиваемым материалам, не выделяют летучих, имеют малую усадку в процессе отверждения, обеспечивают эластичный клеевой шов, обладающий значительной прочностью, стойки к атмосферным воздействиям, повышенной влажности.

Клеевая композиция составляется из следующих компонентов: связующего (эпоксидной смолы), отвердителя, наполнителя, пластификатора и растворителя. Последние три составляющих вводят по мере необходимости. В качестве связующего наиболее широко используется дифенилпропановая смола ЭД-6.

Большое значение имеет выбор отвердителя для клеевого состава. Отвердитель определяет механические свойства клеевых соединений, режим отверждения клеев, их жизнеспособность.

В зависимости от используемого отвердителя эпоксидные клеи могут отверждаться на холоде или при нагревании.

Клеи холодного отверждения имеют небольшую жизнеспособность после введения отвердителя (30—40 мин) и отверждаются при 20 °С в течение 24 часов. Клеевые соединения, полученные холодным отверждением, менее прочны, чем на основе горячего отверждения. Однако их прочность может быть повышена за счет псогрева клеевого шва при 100—120 °С в течение 2—4 часов.

Прочность клеевых швов может быть увеличена введением в состав наполнителей. Наполнители позволяют регулировать вязкость клея, изменять модуль упругости клеевого шва, повышать коэффициент термического расширения, а тем самым — сопротивление ударным нагрузкам, тепло- и морозостойкость клеевого шва. Наполнители, кроме того, снижают стоимость клея. С повышением содержания наполнителя прочность клеевого шва повышается. Однако трудность перемешивания их в высоковязкой смоле не позволяет вводить более 100% наполнителя.

При нагреве клеевого соединения прочность его снижается. Существенное увеличение прочности (больше чем на 60%) может быть достигнуто применением в качестве наполнителей графита и окиси алюминия.

Введение алюминиевой пудры и асбеста позволяет получать морозостойкие клеи, выдерживающие минус 250 °С. При этом прочность соединения понижается незначительно.

Введение в состав клея пластификаторов (дибутил-фталата, трифенилфосфата, трекрезилфосфата) увеличивает гибкость клеевых швов и жизнеспособность клеевых составов.

Растворители вводят, когда для удобства нанесения клея необходимо снизить его вязкость. В качестве растворителей используют ацетон, бензол, этилметилкетон. Введение растворителей приводит к увеличению жизнеспособности клея. Перед соединением поверхностей растворитель должен быть полностью удален из клеевого шва.

Режим смешивания смолы и отвердителя имеет немаловажное значение. Если оба компаунда жидкие, то их смешивают либо при комнатной температуре, либо при непродолжительном нагревании не выше 50 °С. В том случае, когда отвердитель в виде порошка, его добавляют к нагретой смоле, предварительно растворив или расплавив, и выдерживают несколько минут при нагревании.

Смола, пластификатор, наполнитель смешиваются заранее, отвердитель вводится непосредственно перед применением. Склеиваемые поверхности должны быть предварительно очищены от окалины и ржавчины и тщательно обезжирены легколетучим органическим растворителем с помощью батистовой салфетки. Поверхности пластмасс и силикатного стекла рекомендуется перед склеиванием обработать абразивной бумагой. При склеивании чугунов необходимо предварительно очистить с поверхности графит, применив дихлорэтан. При склеивании клей наносится тонким слоем на обе склеиваемые поверхности, затем избыток клея выдавливается и удаляется деревянной палочкой.

За последние годы существенно расширилось применение клеев при изготовлении инструмента и приспособлений. Клеевые соединения имеют значительные преимущества по сравнению со сварными и заклепочными. Они уменьшают вес изделий, упрощают технологию, снижают трудоемкость изготовления, повышают надежность.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум