Ема 16. Відновлення деталей синтетичними матеріалами.

1. СИНТЕТИЧНІ МАТЕРІАЛИ,ВЖИВАНІ ПРИ ВІДНОВЛЕННІ

ДЕТАЛЕЙ

У авторемонтному виробництві все більш широке застосування при відновленні деталей знаходять різні види синтетичних матеріалів (пластмас). Їх використовують при усуненні механічних пошкоджень на деталях (тріщин, пробоїн, відколовши і т. п.), при компенсації зносу робочих поверхонь деталей, а також при з'єднанні деталей склеюванням.

Велика увага до використовування синтетичних матеріалів при відновленні деталей пояснюється простотою технологічного процесу і вживаного устаткування, невисокою трудомісткістю процесу, достатньо високими фізико-механічними властивостями пластмас, низькою їх вартістю.

Головним складником пластмас є полімери. Багато пластмас є чистими полімерами (полістирол, поліетилен, поліпропілен і ін.), але є пластмаси, до складу яких, окрім полімерів, входять і інші компоненти.

До таких компонентів відносяться наповнювачі, пластіфікатори, фарбники, отвердителі і інші добавки, що повідомляють пластмаси необхідні властивості.

Всі полімери підрозділяються на дві великі групи:

• реактопласти (термореактівні)
• і термопласти (термопластичні).

Реактопласти при нормальній температурі можуть бути в рідкому або твердому стані, але при нагріві до певної температури переходять у вязкотекучий стан, а при подальшому нагріві тверднуть і залишаються в такому стані незалежно від температури. Цей процес необоротний, оскільки перевести реактопласти знову в пластичний стан неможливо.

Термопласти при нормальній температурі знаходяться в твердому стані, а при нагріві розм'якшуються. У цьому стані їм можна надати будь-яку форму. Після охолоджування вони знову тверднуть. При повторному нагріві термопласти зберігають пластичні властивості, тобто придатні для подальшого використовування.

З реактопластов найширше застосування при відновленні деталей автомобілів знайшли епоксидні смоли ЕД-16 і ЕД-20, що є в'язкою рідиною світло-коричневого кольору.

При відновленні деталей застосовують епоксидні композиції, до складу яких, окрім епоксидної смоли, входять отвердителі, пластіфікатори і наповнювачі.

Отвердителі призначені для того, щоб перевести епоксидну смолу в необоротно твердий стан.

Існують два види отвердителей — холодні і гарячі.

Як холодні отвердителі застосовують:

· поліетіленполіамін (ПЕПА)

· і амінофенол (АФ-2).

При використовуванні цих отвердителів епоксидна смола переходить в твердий стан при кімнатній температурі, але для прискорення процесу отвердіння його звичайно ведуть при температурі 6О...7О°С.

При гарячому отвердінні смоли використовують малєїновий ангідрид. Процес отвердіння при застосуванні цього отвердителя рекомендується проводити при температурі 12О...16О°С.

Для підвищення пластичних властивостей епоксидного складу в нього вводять пластифікатори, як які найчастіше використовують дібутілфталат (ДБФ):

• низькомолекулярну аліфатічеськую смолу ДЕГ-1
• і тіокол НВБ-2.

Для додання епоксидному складу необхідних фізико-механічних властивостей в нього вводять наповнювачів:

· сталевий або чавунний порошок,

· аеросил,

· алюмінієву пудру,

· пороші слюди,

· тальку,

· азбесту

· і графіту.

Для приготування епоксидних складів можуть бути використані готові композиції К-П5 і К-153, що поставляються промисловістю, які не містять наповнювачів і отвердителів.

З термопластов найбільше застосування знайшли:

· поліетілени,

· поліпропілени,

· полістироли,

· вініпласти,

· поліаміди

· і фторопласти.

Ці матеріали володіють хорошою адгезією з металами, достатньо висо-

кой механічною міцністю і зносостійкістю. Вони випускаються промисловістю у вигляді гранул і застосовуються при відновленні поверхонь деталей, що працюють в умовах тертя ковзання.

Для підвищення твердості, зносостійкості і інших властивостей в поліамідні смоли вводять наповнювачів:

• графит,
• тальк,
• дісульфід молібдену
• і металеві порошки.

Ці матеріали використовуються також для виготовлення невеликих деталей, арматури кузова і т.п.

2. ЗАСТОСУВАННЯ ЕПОКСИДНИХСКЛАДІВ ПРИ ВІДНОВЛЕННІ

ДЕТАЛЕЙ

Епоксидні склади застосовують для закладення тріщин, раковин, пробоїн і інших механічних пошкоджень в корпусних деталях, а також для відновлення в них посадочних поверхонь під підшипники.

Перед виконанням цих робіт спочатку готують епоксидний склад (пасту). Для цього епоксидну смолу підігрівають до температури 50 ... 60 °З, вводять в неї пластифікатор і ретельно перемішують. Потім в пасту при безперервному перемішуванні вводять в необхідній кількості наповнювачів. Одержаний склад охолоджують до кімнатної температури. За 30... 40 мін до застосування в епоксидний склад вводять отвердітель.

При закладенні тріщин в корпусних деталях їх спочатку готують до нанесення епоксидного складу: як і перед заваркою виробляють оброблення тріщин під кутом 90... 120°, засверлівають їх кінці, зачищають кромки від оксидів і знежирюють розчинниками (ацетоном, бензином).

Далі в засверленні отвори вставляють азбестові пробки і за допомогою шпателя в підготовлений шов наносять епоксидну пасту в два шари.

Спочатку наносять тонкий шар для того, щоб тільки покрити оброблений шов, а потім другим шаром повністю заповнюють шов з перекриттям кромок на 5... 10 мм.

Отверждення пасти виробляють в сушильній шафі. При застосуванні холодного отвердітеля (поліеті-ленполіаміна) деталь нагрівають до температури 60... 70 °З і витримують при цій температурі протягом 4... 5 ч.

При усуненні пробоїни краю пошкодження зачищають до металевого блиску.

Із стеклоткані вирізують накладку, розміри якої повинні бути такими, щоб вона на 15... 20 мм перекривала краї пробоїни. Після цього на очищені і знежирені краї пробоїни наносять тонкий шар епоксидного складу і на нього накладають стеклоткань і накочують її роликами. Далі на поверхню накладки наносять шар епоксидної пасти і його знову покривають стеклотканью і т.д. Залежно від розмірів пробоїни може бути 3... 5 шарів. Після нанесення останнього шару виробляють отвержденіє пасти в сушильній шафі.

3. ВІДНОВЛЕННЯ РОЗМІРІВ ДЕТАЛЕЙ НАНЕСЕННЯМ ПОЛІМЕРІВ

При відновленні циліндрових поверхонь деталей застосовують термопласти.

Нанесення цих полімерів на деталі виробляється шляхом занурення деталей в розплав пластмаси, литвом під тиском і різними способами напилення порошків.

Найширше застосування знайшли наступні способи напилення:

· вихровий,

· вібраційний,

· газополум'яний

· і напилення порошку на нагріту поверхню деталі.

Перед напиленням гранули полімерів перетворюють механічним або хімічним шляхом в порошко образний стан з розміром частинок 0,1 .. .0,15 мм.

Мал. .1. Схема установки для вихрового напилення пластмасових покриттів:

I — уловлювач порошку; 2 — напилювана деталь; 3 — ізоляція; 4 — камера; 5 — пориста перегородка

При вихровому напиленні деталь, заздалегідь знежирену і підігріту до температури 280 ...300 °З, поміщають в спеціальну камеру із звихреним (псевдозжиженним) порошком пластмаси (мал. 1).

Камера вихрового напилення розділена пористою перегородкою на дві частини. У нижню частину камери поступає стисле повітря або азот. Зверху на пористу перегородку завантажують порошок пластмаси шаром завтовшки Но. Стислий газ, проходячи через пористу перегородку, звихрює порошок до висоти Нк.

Стикаючись з нагрітою поверхнею деталі, частинки порошку оплавляються і утворюють на поверхні деталі покриття. Час витримки деталі в камері залежить від необхідної товщини покриття. Після напилення покриття піддають термообробці для зняття внутрішніх напруг шляхом нагріву в маслі до температури 140... 160°С протягом 15. . .60 хв.

Мал. 2. Схема вібраційної установки

для нанесення пластмасових покриттів:

1 — електромагнітний вібратор; 2 — камера; 3 —напилювана деталь

При вібраційному напиленні порошок пластмаси приводять в псевдозріджений стан в спеціальній віброкамере (мал. 2) за допомогою електромагнітного вібратора. Вібраційний спосіб напилення не вимагає підігріву деталі до високої температури, оскільки вона не охолоджується потоком стислого газу, як це має місце при вихровому напиленні.

Проте остаточне оплавлення порошку в цьому випадку виробляють в спеціальній нагрівальній шафі при температурі плавлення пластмаси.

Експериментально встановлено, що найефективнішою для нанесення пластмасових покриттів є частота вібрації в межах 50...100 Гц, при якій прискорення напилюваних частинок досягає 30 м/с2. Вібраційним напиленням можна наносити покриття завтовшки до 1,5 мм.

Нанесення пластмасових порошків можна виробляти також шляхом їх напилення на заздалегідь підігріту поверхню деталі. При цьому деталь підігрівають до температури плавлення пластмаси. Частинки порошку, потрапляючи на нагріту поверхню деталі, розплавляються і утворюють покриття.

Описаними способами напилення полімерів можна відновлювати втулки, виготовлені з антифрикційних матеріалів, а також посадочні поверхні на інших деталях.

При газополум'яному напиленні пластмасовий порошок розплавляється в полум'ї спеціального пальника і розпилюється струменем стислого повітря. Цей спосіб напилення пластмас застосовують для усунення нерівностей після правки на поверхні кузовів.

При цьому використовується спеціальний порошок ПФН-12 або ТПФ-37. Перед нанесенням покриття поверхню кузова очищають від іржі і старої фарби, знежирюють, а потім додають їй шорсткість за допомогою електрошліфувальної машини грубозернистим кругом або дробе-

струменевою обробкою.

Підготовлену таким чином ділянку поверхні кузова нагрівають полум'ям газового пальника до температури 200 °С і лише після цього включають подачу порошку і виробляють напилення. Напилену поверхню перед забарвленням шліфують шкіркою.

.4. ЗАСТОСУВАННЯ СИНТЕТИЧНИХ КЛЕЇВ

Синтетичні клеї застосовують при ремонті автомобілів для приклеювання накладок на пробоїни в баках, бачках радіаторів і інших деталях, а також при відновленні кузовів і для наклейки фрикційних накладок на гальмівні колодки. У авторемонтному виробництві знайшли застосування наступні синтетичні клеї: ВС-350, БФ-2, ВС-10Т, МПФ-1, ВК-200, епоксидні клеї і ін.

Перед склеюванням поверхні деталей ретельно очищають від забруднень, знежирюють розчинниками і додають їм деяку шорсткість. Після цього на поверхні, що сполучаються, наносять 2... 3 шари клею завтовшки близько 0,1 мм. Враховуючи, що більшість клеїв (окрім епоксидних) містить летючі розчинники, після нанесення першого і подальших шарів клею їх потрібно підсушити. Час витримки при підсушуванні залежить від марки клею і звичайно приводиться в правилах застосування.

Так, наприклад, при застосуванні клеївши ВС-10Т, який використовують для наклейки фрикційних накладок на гальмівні колодки, необхідно після нанесення першого шару клею витримати деталь на повітрі протягом 15... 20 хв, а після нанесення другого шару — протягом 10. .. 15 хв. Витримка на повітрі може бути замінена сушкою в сущильном шафі протягом 5 хв при температурі 60 °С.

Після підсушування клею сполучають склеювані поверхні.

При цьому дуже важливо строго витримати режим отвержденні клею:

· зусилля притиснення поверхонь,

· температуру

· і тривалість витримки при отвержденії.

Так, при застосуванні клею ВС-ЮТ повинно бути забезпечено питомий тиск між поверхнями, що сполучаються, в межах 0,5... 1,0 МПа.

Отвердіння повинне вироблятися при температурі 180 °З шляхом загального нагріву деталей протягом 45 хв або шляхом місцевого нагріву склеюваних поверхонь электронагревачем, паяльною лампою і іншими джерелами тепла.

Охолоджування деталей після склеювання необхідно виробляти поволі.

Склеювання синтетичними клеями— це порівняльно простий і економічно ефективний процес з'єднання деталей, що забезпечує в той же час високу міцність.

На закінчення необхідно вказати, що при роботі з синтетичними клейовими складами і особливо з епоксидними смолами потрібно строго дотримувати правила техніки безпеки, оскільки багато речовин, що входять в їх склад, є токсичними і вогненебезпечними.

5. ОРГАНІЗАЦІЯ РОБОЧОГО МІСЦЯ І ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

Ділянка відновлення деталей із застосуванням синтетичних матеріалів повинна бути ізольований від інших виробничих приміщень.

На робочому місці відновлення деталей повинне бути встановлене наступне основне устаткування: робочий стіл, стелаж для деталей, витяжна шафа для приготування епоксидних складів, сушильна шафа. Все устаткування повинне бути розташоване так, щоб забезпечити необхідну робочу зону і в той же час, щоб робітник не робив зайвих рухів.

Пластичні маси в отвердінному стані, як правило, не токсичні і абсолютно безпечні. Проте окремі компоненти, що входять в їх склад, шкідливі для здоров'я працюючих. До таких компонентів відносяться отвердітелі і пластіфікатори. Небезпечна робота з скловолокном. Шкідливо діють на здоров'я також продукти розкладання пластмас при їх перегріві.

Тому при роботі з пластмасами необхідно робочі місця обладнати витяжною вентиляцією. Загальна вентиляція ділянки повинна бути приточування-витяжною з 4 ... 5-кратним обміном повітря в годину.

Крім загальнозахисних засобів, робочих необхідно забезпечити індивідуальними засобами захисту.

Працювати з рідкими компонентами слід в гумових рукавичках, а із стеклотканью — в респіраторі і захисних окулярах.

На робочому місці повинні бути вивішені докладні інструкції за правилами безпечної роботи.