ПА-610 представляет собой продукт поликондесации соли СГ (соли себациновой кислоты с гексаметилендиамином.)По значению показателя текучести расплава и модуля упругости он превосходит практически все термопласты, а сочетание небольшого водороглощения с хорошими прочностными свойствами и тепломорозостойкостью делает возможным использования ПА-610 в ответственных деталях антиырикционного назнвчения.Однако применение ограничено его высокой стоимостью. Из ПА-610 изготовляют методом литья под давлением вкладыши и втулки опорных тяг рулевой трапеции, ручки фиксаторов шарнира, вкладыши и рычаги управления коробкой передач, фильтр топливного насоса, зубчатые передачи, уплотнительные устройства, муфты,подшипники скольжения, лопасти винтов,стойкие к действию щелочей, масел, а так же антифрикционные покрытия металлов и др. втулки и вкладыши.
ПА-12 - продукт гидролитической полимеризации додекалактама в присутствии кислых катализаторов. Этот материал имеет небольшую плотность, отличается незначительным водопоглощением. Свойства и размеры изделий из него отличаются сиабильнотью. ПА-12 хорошо работает на знакоперменный изгиб, это самый эластичный из рассматриваемых ПА, имеет хорошие антифрикционные и электрические свойства.К недостаткам материала относятся низкая теплостойкост по сравнению с другими ПА. Применяется для изкотовления скоб, хомутов,трубок, языков замка дверей, защёлок замков.
ПА-6 - продукт полимеризации капролактама.ПА-6 самый дешёвый материал из полиамидов.По механическим свойствам он превосходит другие ПА, имеет хорошие антифрикционные свойства.В автомобилестроении применяется для изготовления втулок валика педали сцепления, валика акселератора, изолирующей втулки рычага указателя и др. втулок, пластины опоры педали акселератора, пробки горловины бачков, поводка тяги выключения замка двери,опоры шаровой тяги привода управления коробки передачи, штуцеров,шайб,корпусов распределителя нагретого воздуха.
ПА-66(анид) - продукт поликондексации соли АГ (хим. название- полигексаметиленадипамид).По сравнению с другими ПА имеет высокую прочномть, хорошую теплостойкость,антифрикционные и электроизоляционные свойства.В автомобилестроении из ПА-66 выпускаются автомобильные детали типа втулок педалей сцепления и тормоза, распорных втулок, втулок дуги обивки крыши, ограничительных втулок, гаек-барашков крепления запасного колеса, шестерён корпуса привода спидометра,шайб, колодок контактных для наружных и внутренних штеккреов, каркасов катушек, пистонов крепления, вкладышей шарового кольца, скоб, вентиляторов системы охлождения.
Стеклонаполненные ПА, содержащие 20-30% стекловолокна. Механическая прочность и теплостойкость ПА, наполненных стекловолокном, увеличивается по сравнения с ненаполненными в 2-3 раза. Значительно возрастает и сопротивление ползучести, усталостная прочность, износостойкость.В автомобилестроении Стеклонаполненные ПА для изготовления деталей с жёстким размерными допусками, работающих в интервале температур от -60 до 150 С, а так же деталей, несущих нагрузки. Это - ограничители хода шестерни, рычаги включения привода, крыльчатки, шестерни, корпуса предохранителей, корпус клапана бензобака и карбюратора, крышки картера сцепления, бачки радиатора отопителяю, чашка нижняя шарнира наружного зеркпла, детали топливной аппаратуры,различные втулки.
Таблица№3. Физико-механические свойства ПА вышеуказанных модификаций.
Материал | Плотность | Прочность,МПа | Ударная вязкость,кДж/м*м | Модуль упругости | Отно. Удлинение при разрыве % | Твёрдость по Бринеллю,МПа | |||||
При растяжении | При статическом изгибе | При сжатии | Без надреза | С надрезом | При растяжении | При изгибе | |||||
ПА-610 | 1090-1110 | 50-60 | 45-70 | - | 100-120 | 5-10 | 1500-1700 | - | 100-200 | 100-150 | |
ПА-12 | 1020 | 40-45 | 55-65 | 60-63 | 80-90 | 5-9 | 1600-1800 | 1200-1300 | 200-280 | 75 | |
ПА-6 | 1130 | 55-77 | 90-100 | 85-100 | 90-130 | 5-10 | 1200-1500 | - | 100-150 | 100-120 | |
ПА-66 | 1140 | 80-85 | 80 | - | 90-95 | 5-8 | 3100 | - | 40-150 | 100-170 | |
Стеклонаполненные | 1350-1380 | 115-150 | 180-230 | 110 | 35-45 | 8-10 | 8000 | 9000 | 2,0-3,5 | 140 |
Поликарбонат
Поликарбонат - термопластичный полимер на основе дифенилолпропана и фостена, выпускаемый под названием дифлон.Поликарбонат характеризуется низкой водопоглощаемостьюи газонипроницаемостью, хоршими диэлектрическими свойствами, высокой жёсткостью, теплостойкостью и химической стойкостью,прозрачен, хорошо окрашивается.Стоек к световому старению и действию окислителей даже принагреве до 120 С, допускается при работе изделий в интервале от -100 до 135 С.Это один из наиболее удпропрочных термопластов, что позволяет использоватьего в качестве конструкционного материала, заменяющего металлы.В автомобилестроении из поликарбоната изготавливают шестерни, подшипники, корпуса,крышки,клапаны.
Таблица№4. Теплофизические свойства поликарбоната
Материал | Температура эксплуатации в С | Темп. Хрупкости при изгибе, морозостойкость.С | Темп. Размягчения по Вика, С | Теплостойкость по Мартенсу,С, в скобках-теплостойкость при деформации под нагрузкой в1,86МПа | Коэффициент линейного теплового расширения, | |
Дифлон | -100 +135 | -100 | 150-160 | 120-130 | 6 |
Полиформальдегиды(полиацетали)
Полиформальдегиды(ПФ) - это продукт полимеризации формальдегида и триоксана с диоксоланом(СТД).Они сочетают высокий модуль упругости при растяжении и изгибе с достаточно большой ударной вязкостью.По показателям долговременной прочности при растяжении и изгибе и по усталостной прочности эти материалы превочходят все другие термопласты , включая полиамиды, поликарбонаты.Теплостойкость при изгибе при высоких нагрузках у образцов из ПФ выше, чем у других термопластов, включая ПА-610, а коэффициент трения по стали близок к этому показателю для ПА.Антифрикционные марки ПФ имеют коэффициент трения 0,15-0,20.Полиформальдегиды значительно превосходят ПА по водостойкости:при эксплуатации в водной среде механические свойства материалов изменяются незначительно.Эти материалы удачно сочетают хорошие электротехнические свойства с механической прочностью и водостойкостью.
При нормальных и пониженных температурах они устойчивы ко всем без исключения органическим растворителям, слабым кислотами основаниям.Полиформальдегиды имеют хорошую сырьевую базу и в перспективе являются интересным конструкционным материалом.В настоящее время стоимость ПФ высока, что ограничивает их применение.К недостаткам этих материалов следует отнести невысокую стойкость к воздействию УФ-лучей и светостойкость.Основной метод переработки- литьё под давлением.
В автомобильной промышленности применяются полиформальдегиды марок ПФ-Л-1, ПФ-Л-2, ПФ-Л-3.Из них изготавливают корпуса жиклёра омывателя, поводок пружины замка капота, кольца распорные, втулки, кулачки, поршни, толкатели, корпуса клапанов, детали карбюратора(муфты и др.), топливных насосов, трубопроводов, ручки дверей, переключатели.
б)Термореактивные пластмассы (реактопласты)
Фенопласты
Фенопласты(фенольные пластики) - пластмассы основе фенолоформальдегидных смол.В зависимости от наполнителя фенопласты подразделяются на порошкообразные, волокнистые, слоистые материалы.Фенопласты, содержащие порошкообразные наполнители(древесную муку, минеральные наполнители.), наз. - пресс-порошками.Фенопласты, содержащие наполнитель в виде хлопчатобумажных волокон, наз. - волокнитами, а в виде стеклянных волокон - стекловолокнитами.Если фенопласты имеют в качестве наполнителя ткани,то - текстолиты, если бумагу - гетинаксами. Отличительной особенностью фенопластов является хорошие диэлектрические показатели, высокие механические свойства, низкое водопоглощение, хорошие химические свойства.В автомобилестроении для производства деталей применяются следующие фенопласты:
Пресс-порошки типа О - общего назначения - рекомендованы для ненагруженных и неармированных деталей общего назначения, к механическим свойствам которых не предъявляются высокие требования. Из пресс-порошка типа О изготавливают держатели фланцев, изолирующие втулки, шайбы, ручки.
Пресс-порошки типа Вх - для изготовления деталей электротехнического назначения, работающих в условиях повышенной влажности и высоких температур.
Волокниты типа У- Особенность изделий из Волокнит -- высокая ударная
прочность, кроме того, они стойки к действию воды, минерального масла, бензина, слабых кислот и растворителей; разрушаются растворами щелочей, сильных кислот, хлора, применяются для изготовления деталей технического назначения, к которым предъявляются требования повышенной прчности на ударный и статический изгиб, кручение, например кожух радиатора отопителя, крышки аккумкляторов, втулок, шкивов, маховиков.
Стекловолокнит АГ-4В - отличаются высокой прочностью, тепло- и морозостойкостью, хорошей ударноу вязкостью и электротехническими свойствами.Из стекловолокнита изготавлиают кожух вентиляторв отопителя, крушку аккумуляторной батареи, корпус вентилятора отопителя задка, стакан фильтра.
Текстолиты - материалы с хорошими механическими, электротехническими и теплофизическими свойствами.Применение этого материала ограничено необходимиостью получения изделия из отпрессованной заготовки механической обработкой.Из текстолита изготавливают шестерни распределительного вала, крыльчатка водяног насоса, шайбы уплотнительные и изолирующие, кнопки клапанов топливного насоса, изолирующие покладки, а так же некоторые детали антифрикционного назначения. . Из текстолит-крошки изготовляют детали с хорошими механическими и антифрикционными свойствами (сальники, ролики, шестерни, втулки, вкладыши подшипников и др.).
Асбоволокниты - обладают хорошими фрикционными(тормозными) свойствами и теплостойкостью.
Дозирующие стекловолокниты - по сравнению с материалом АГ-4В имеют улучшенные технологические свойства, и более однородны по механическим свой свам.Из дозирующих стекловолокнитов прессуют детали электроизоляционного назначения - кожухи вентиляторов, крышки аккумуляторных ботарей.
. Таблица№5.Физико-механические свойства
материал | Плотность | Прочность,МПа | Ударная вязкость,КДж/м*м | Модуль упругост.МПа | Относ. Удлинение при разрыве.% | Твёрдость по Бринеллю,МПа | |||||
При растяжении | При статическом изгибе | При сжатии | Без надреза | С надрезом | При растяжении | При изгибе | |||||
Пресс- порошки типа О | 1450 | 35-40 | 60-70 | 160-200 | 5,0-6,0 | 1,96 | 7500-8000 | - | 0,6-0,8 | 250-300 | |
Пресс-порошки типа Вх | 1750 | 24 | 35-45 | 120-150 | 8 | - | 5600-8400 | - | - | - | |
Волокниты | 1450 | 35-35 | 80 | 100 | 9 | 4 | 6000-8500 | - | 0,38 | 250 | |
Стекловолокнит | 1700-1900 | 57 | 150 | 130 | 50 | - | 1400 | 14800 | - | 400-450 | |
Текстолиты | 1300-1400 | 85-100 | 140-150 | 1300-2300 | 35 | - | 4000-6500 | - | 1-1,5 | 250-350 |
Заключение.
Перспективы применеия пластмасс в конструкции автомобиля
Применение пластиков в конструкции автомобиля позволяет снизить массу, улучшить эксплуатационные характеристики автомобиля, повысить его травмобезопасность и комфортабельность.В среднем в одном легковом автомобиле применяется 45кг пластмасс, в перспективе предусматривается увеличение этого количества до 80-110кг.В основном внедрение пластмасс в автомобиль происходит при разработке новых конструкций базовых моделей.Основным направлением расширения применения пластмасс в конструкции автомобиля является внедрение крупногабаритных наружних деталей кузова из композиционных полимерных материалов, обеспечивающих снижение массы и повышение долговечности за счёт коррозионной стойкости.Разработка высокопрочных композиционных материалов с полимерной матрицей и стеклянными, углеродными и другими волокнами позволила перейти к использованию их в нагруженных силовых деталях, таких как карданные валы, рессоры, обода колёс.
Таблица№6.Рекомендация по выбору полимерных материалов для изготовления основных узлов и деталей автомобиля.
Группы узлов и деталей автомобилей ПЭНД ПЭВД Полипропилен Полистиролы АБС - пластики Термопласты армированные стекловолокном Стеклопластики Полиуретаны Полифениленоксиды Полиамиды Полиформальдегиды Поликарбонаты Фенопласты Акрилаты Полиэтилентрефталат Лавсан Детали внешней облицовки: решётки радиаторов,спойлеры, колпаки колёс + + + + + Детали пассивной защиты: панель приборов, бамперы,рулевые колёса и др. + + + Амортизационные детали: прокладки, подушки и спинки сидений + Емкостные детали для хранения жидкостей: топливные баки, маслобаки, ящики аккумуляторных батарей, бачки для тормозной жидкости + + Детали зацепления и ременных передач: зубчатые и червячные колёса, звёздочки, шкивы, храповики. + + + + Детали узлов трения: подшипники скольжения, втулки, вкладыши шарниров. + + + + + + Детали, подвергающиеся электромеханическим нагрузкам , электроизоляционного назначения: крышки распределителей, коллекторы, катушки, переключатели, контактные колодки, платы. + + + + + Детали систем питания, охлаждения и смазки двигателя: трубки, пробки, масленики , фильтры + + + + + + + + Детали общего назначения: рукоятки, щитки, кнопки, ручки колпачки. + + + + + + + + Крупногабаритные детали кузовов : крылья, капоты, багажники, панели дверей. + + + + + Корпусные детали: кожухи, крышки корпусов, коробки, кожухи отопителей , корпуса воздушных фильтров. + + + + + Рабочие органы крыльчатки вентиляторов, насосов, компрессоров.: + + + + Светотехнические детали: плафоны, рассеиватели , задние фонари, указатели поворотов. + + + Детали информационного назначения: фирменные таблички, шкалы. + Детали внутренней отделки: салона кузова декоративные профили, прошвы. + + + Детали теплошумоизоляции кузова,пола,капота. + |
Библиографический список:
1. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений, Б.Н.Арзамасов, И.И.Сидорин,Г.Ф.Косолапов.
2. “Химики автолюбителям” под общей редакцией профессора А.Я. Малкина
3. Материаловедение под редакцией Ю.П. Солнцева,Е.И. Пряхина
4. Материаловедение: Учебник 3-е издание,Ржевсая С.В.
5. Материаловедение: Учебник для вузов, Н.А Волгин,Л.Л Рыбаковский
Страницы: 1, 2