Вопрос № 1 Характеристики и области применения синтетических материалов в ремонтном производстве.
Применение полимерных материалов при ремонте автомобилей по сравнению с другими способами позволяет снизить трудоемкость восстановления на 20... 30 %, себестоимость ремонта — на 15...20%, расход материалов — на 40...50%. Это обусловлено следующими особенностями их использования: не требуется сложного оборудования и высокой квалификации рабочих; возможностью восстановления деталей без разборки агрегатов; отсутствие нагрева детали; не вызывает снижения усталостной прочности восстановленных деталей; во многих случаях позволяет не только заменить сварку или наплавку, но и восстанавливать детали, которые другими известными способами восстановить невозможно или опасно с точки зрения безопасности труда; позволяет миновать сложные технологические процессы нанесения материала и его обработку.
Полимеры — это высокомолекулярные органические соединения искусственного или естественного происхождения. Пластмассы — композиционные материалы, изготовленные на основе полимеров, способные при заданных температуре и давлении принимать определенную форму, которая сохраняется в условиях эксплуатации. Кроме полимера, являющегося связующим веществом, в состав пластмассы входят наполнители, пластификаторы, отвердители, ускорители, красители и другие добавки. Содержание наполнителей (металлический порошок, цемент, графит, ткань и др.) может достигать 70%.
Полимеры делят на две группы:
термопластичные (термопласты) — полиэтилен, полиамиды и другие материалы — при нагревании способны размягчаться и подвергаться многократной переработке;
термореактивные (реактопласты) — эпоксидные композиции, текстолит и другие материалы — при нагревании вначале размягчаются, а затем в результате химических реакций затвердевают и необратимо переходят в неплавкое и нерастворимое состояние.
Пластмассы применяют для восстановления размеров деталей, заделки трещин и пробоин, герметизации и стабилизации неподвижных соединений, изготовления некоторых деталей и пр.
Пластмассы наносят намазыванием, газопламенным напылением, вихревым, вибрационным способами, литьем под давлением, прессованием и др.
Для обеспечения надежной адгезии полимера с деталью ее поверхность должна быть тщательно подготовлена, для чего производятся очистка от грязи, механическая обработка или зачистка поверхности шлифовальной шкуркой, тщательное обезжиривание (в щелочных растворах, ацетоном, бензином и др.) с последующей сушкой. Для увеличения сцепляемости полимера с поверхностью детали у последней сверлят отверстия, нарезают канавки, резьбу, проводят струйную обработку и т. д.
В ремонтном производстве используют составы на основе эпоксидных смол (табл. 18.1), чаще всего смолу ЭД-16. Она отвердевает под действием отвердителей: полиэтиленполиамина (ПЭПА), ароматических аминов (АФ-2), низкомолекулярных полиаминов (Л-18, JI-19 и JI-20). Для повышения эластичности и ударной прочности в состав вводят пластификатор, в основном дибутилфталат. Введение в состав композиции наполнителей (железный и алюминиевый порошки, асбест и др.) позволяет улучшить физико- механические свойства и снизить стоимость.
Технология приготовления эпоксидной композиции включает сле- Дущие операции: эпоксидную смолу разогревают в термошкафу или емкости с горячей водой до жидкого состояния (60...80°С); проводят отбор необходимого количества жидкой эпоксидной смолы; Добавляют небольшими порциями пластификатор (дибутилфталат); перемешивают смеси в течении 5...8 мин; вводят в состав необходимые наполнители; перемешивают смеси в течение 8... 10 мин
Состав эпоксидных композиций (в частях по массе)
Компонент | А | Б | В | Г | Д | Е |
Смола ЭД-16 | — | |||||
Компаунд-115 | — | — | — | — | — | |
Дибутилфталат | 10...15 | — | ||||
Полиэтиленполиамин | 8...9 | — | — | |||
Олигоамид JI-19 | — | — | — | — | — | |
Отвердитель АФ-2 | — | — | — | — | — | |
Железный порошок | — | — | — | — | ||
Цемент | — | — | — | — | — | |
Алюминиевая пудра | — | — | — | — | — | |
Графит | — | — | — | — |
Полученная композиция (состав) сохраняется длительное время. Непосредственно перед ее применением добавляют отверди- тель и тщательно перемешивают в течение 5...7 мин. Время использования полученного состава находится в пределах 20...30 мин.
Для герметизации и восстановления посадок неподвижных соединений находят широкое распространение эластомеры и герметики (табл. 18.2), в том числе анаэробные. Эластомеры представля-
Таблица 18.2
Характеристики эластомеров и герметиков
Марка | Максимальный зазор соединения мм | Разрушающее напряжение при сдвиге МПа | Время набора полной прочности (при 20 °С), ч |
«Анатерм-1» (АН -1) | 0,07 | ||
«Анатерм-4» (АН-4) | 0,15 | ||
«Анатерм-6» (АН-6) | 0,7 | 8...15 | |
«Анатерм-8» (АН-8) | 0,6 | ||
«Анатерм-17» (АН-17) | 0,1...0,45 | 0,5...3 | |
«Уникерм-1» (УГ-1) | 0,4 | 5...12,5 | |
«Уникерм-3» (УГ-3) | 0,4 | 4...12 | |
«Уникерм-7» (УГ-7) | 0,15 | 3 • • • 3 | |
«Уникерм-8» (УГ-8) | 0,45 | 1...6 | |
«Уникерм-11» (УГ-11) | 0,25 | — | 3 •«• 5 |
Эластомер ГЭН-150(B) | 0,12...0,16 | — | 0,7 (при 115°С) |
Герметик 6Ф Герметик | 0,2 | — | 3 (при 150... 160°С) |
«Эластосил 137-83», ком | 0,8 | — | |
паунд ПТ-75Т | |||
Замазка У-20А | 0,25 | 0,015 | — |
Условия получения и характеристики клеевых соединений
Марка | Условие нанесения | Условие затвердевания | Характеристика соединения | ||||
Температура, | Время выдержки, мин | Давление, МПа | Темпера тура, °С | Вре мя, ч | Рабочая температура, °С | Прочность на сдвиг, МПа | |
БФ-2 | 15...25 | 30...60 | 1...2 | 140... 150 | 1...2 | ||
80...90 | |||||||
БФ-4 | 15...25 | 30...60 | 1...2 | 140... 150 | 1...2 | ||
ВС-ЮТ | 15...25 | 0,05... 0,20 | 1...2 | ||||
ВС-350 | 0,1.-0,2 | 180...200 | |||||
БФ-6 | 0,02 | — | — | ||||
№88 | 15...25 | 8...10 | 0,01... 0,05 | 15...20 | — |
Таблица 18.4 Области применения полимерных материалов
Материал | Область применения |
Эпоксидный состав А (см. табл. 18.1) Эпоксидный состав А, стеклоткань или техническая бязь Эпоксидный состав Б Эпоксидный состав Б, стеклоткань Эпоксидный состав Б, стальная пластина | Устранение трещин длиной до 20 мм, склеивание металлических изделий, вклеивание подшипников и других деталей при зазоре до 0,2 мм Устранение трещин и обрывов трубопроводов Ремонт чугунных и стальных деталей, устранение трещин длиной до 20 мм, восстановление подвижных и неподвижных соединений с последующей механической обработкой или формованием, восстановление резьбовых соединений и др. Устранение трещин длиной до 20... 150 мм у чугунных и стальных деталей Устранение пробоин и трещин длиной более 150 мм у чугунных и стальных деталей |
Продолжение табл. 18.4
Материал
Область применения
Эпоксидный состав В
Эпоксидный состав В, стеклоткань
Эпоксидный состав В, стальная пластина
Эпоксидный состав Г
Эпоксидный состав Д
Эпоксидный состав Е
Клей БФ-2 и БФ-4
Клей ВС-ЮТ и ВС-350
Клей БФ-6 и № 88
Эластомер ГЭН-150 (В)
Герметик 6Ф
Анаэробные герметики АН-4, УГ-7
Анаэробные герметики АН-17, УГ-1, УГ-3, УГ-8
Ремонт алюминиевых деталей: устранение трещин длиной до 20 мм, восстановление посадочных поверхностей, ремонт резьбовых соединений, уплотнение сварных швов
Устранение трещин длиной до 20... 150 мм у алюминиевых деталей
Устранение пробоин и трещин длиной более 150 мм у алюминиевых деталей
Восстановление неподвижных соединений с последующей механической обработкой
Восстановление подвижных и неподвижных соединений с последующей механической обработкой
Восстановление и стабилизация резьбовых соединений
Склеивание металлов, стекла, керамики, древесины и др.
Склеивание металлов, текстолита, пенопласта и т. д.
Склеивание ткани, кожи, резины, войлока между собой и приклеивание их к металлу, дереву и другим материалам
Восстановление неподвижных соединений при зазоре: до 0,06 мм — без термообработки, до 0,16 мм — с термообработкой при 115°С
Восстановление неподвижных соединений при зазоре: до 0,06 мм — без термообработки, до 0,2 мм — с термообработкой при 160°С
Фиксация, уплотнение и восстановление неподвижных соединений при зазоре до 0,15 мм.
Стопорение резьбовых соединений
Фиксация, уплотнение и восстановление неподвижных соединений при зазоре до 0,4 мм.
Стопорение резьбовых соединений
Окончание табл. 18.4
Материал | Область применения |
днаэробные герметики АН-6, ДН-8 Герметик «Эластосил 137-83» Компаунд J1T-75T Уплотнительная замазка У-20А Герметик УН-25 Уплотняющая жидкая прокладка: ГИП -242 ГИП -244 Полиамид, полиэтилен, полипропилен | Фиксация, уплотнение и восстановление неподвижных соединений при зазоре до 0,6 мм. Стопорение резьбовых соединений Герметизация неподвижных соединений (без прокладок), работающих в водной, воздушной и масляной средах при зазоре до 0,8 мм То же, включая топливную среду Герметизация в сочетании с прокладками разъемных соединений, работающих в водной и воздушной средах Герметизация в сочетании с прокладками разъемных соединений, работающих в среде воды, масла, бензина Герметизация неподвижных соединений, работающих в водяной и воздушной средах То же, включая маслобензиновую среду Восстановление и изготовление деталей литьем под давлением |
ют собой вальцованные листы типа твердой резины, толщиной 2...5 мм. Раствор эластомера приготавливают растворением в ацетоне. Одну весовую часть, например ГЭН-150 (В) или 6Ф, растворяют соответственно в 6,2 или 5 частях ацетона (ГОСТ 2768—79). Необходимое количество эластомера режут на кусочки 10 х 10 мм и помещают в стеклянную емкость, заливают расчетным количеством ацетона и оставляют на 10... 12 ч для разбухания и растворения. Емкость должна быть плотно закрыта резиновой или притертой стеклянной пробкой. Работу производят на столе, оборудованным вытяжным шкафом.
Анаэробные полимерные составы — это смеси жидкостей различной вязкости, способные длительное время оставаться в исходном состоянии без изменения свойств и быстро отвердевать с образованием прочного полимерного слоя в узких зазорах между поверхностями при температурах 15...35°С при условии прекращения контакта с кислородом воздуха. Скорость отверждения и время Достижения максимальной прочности соединений зависит от температуры окружающей среды. При температуре ниже 15 °С полимеризация замедляется. Благодаря высокой проникающей способности анаэробные полимерные материалы плотно заполняют трещины, микродефекты сварных швов, зазоры.
В табл 18.3 приведены условия получения и характеристики некоторых клеевых соединений, применяемых при ремонте маши