Головна

кераміка

  1. конструкційна металокераміка

Полікристалічний матеріал на основі сполук металів. Якщо такий матеріал змішується з металами, то в результаті виходять металокерамічні матеріали.

металокерамічні матеріали виготовляються методами порошкової металургії. В основі ці матеріали являють суміш кераміки з металами. Таке поєднання дозволяє створювати матеріали, що мають високі термічну міцність, зносостійкість, корозійну стійкість і стійкість до агресивних хімічних середовищ.

Технологія виготовлення таких виробів включає отримання порошків металів (а також їх сумішей з неметалевими порошками), пресування і подальше спікання в прес-формах. Отримані таким чином деталі не вимагають подальшої механічної обробки. В результаті такої технології обробки матеріали можуть виходити пористими, причому пористість досягає 10 ... 30%. Такі матеріали, що мають низький коефіцієнт тертя який для контакту f= 0,05 ... 0,09, доцільно використовувати в якості фільтрів і антифрикційних матеріалів, а також вкладишів підшипників.

Металокерамічні матеріали використовуються також і в інших випадках, де їх застосування виправдане завдяки описаним вище властивостям.

Пластмаси (пластичні маси)

Все більш широке застосування отримують пластмаси.пластмасами називають матеріали, одержувані на основі природних або синтетичних смол (полімерів), які за певних температурі і тиску набувають пластичність, а потім тверднуть, зберігаючи форму при експлуатації. Крім сполучного речовини (полімеру) до складу пластмас входять наповнювачі, пластифікатори, отверджувачі, барвники. Наповнювачі вводять в смоли для підвищення механічної міцності, теплостійкості, зменшення усадки і зниження вартості пластмаси. Наповнювачі можуть бути в газовій (пінопласти) і твердій фазі, мати органічне (деревне борошно, бавовняні пачоси, целюлоза, папір, бавовняна тканина) і неорганічне (графитная, азбестова і кварцова мука; вуглецеве і скловолокно; склотканина) походження. Механічна міцність пластмас істотно залежить від наповнювача. Пластмаси з порошкоподібними, коротковолокністий, довжиною 2 ... 4 мм, наповнювачами по міцності наближаються до дуралюмина і деяким сортам стали. Для деталей, що працюють у вузлах тертя, широко застосовують теплопроводящие наповнювачі, наприклад, графіт.

Пластифікатори збільшують плинність, еластичність і зменшують крихкість пластмас. Затверджувачі прискорюють процес затвердіння пластмас, барвники надають пластмасам потрібний колір.

Пластмаси мають цінними властивостями: легкістю, міцністю, тепло- і електроізоляції, стійкістю проти дії агресивних середовищ, фрикційні або антифрикційних, високим коефіцієнтом лінійного розширення (в 10 ... 30 разів більше, ніж у сталі), можливістю отримувати вироби складної форми високопродуктивними методами (литтям під тиском, штампуванням). Негативними властивостями пластмас є невисока теплостійкість, низький модуль пружності, схильність до так званого старіння, яке супроводжується поступовою зміною механічних характеристик в процесі експлуатації.

По поведінці при нагріванні полімерів пластмаси ділять на термопластичні (термопласти) і термореактивні (реактопласти).

термопласти (Поліетилен, фторопласт, полістирол, поліаміди та ін.) Мають властивості оборотності: при повторних нагрівання вони переходять у пластичний або в'язкотекучий стан і їм можна надати необхідну форму, а потім вони знову тверднуть при охолодженні. Перехід термопластів з одного фізичного стану в інший може здійснюватися неодноразово без зміни хімічного складу. Термопласти легко формуються і надійно зварюються в вироби складних форм, стійкі до ударних і вібраційних навантажень, мають гарні антифрикційними властивостями. Властивості термопластів сильно залежать від температури.

Фторопласт - Полімерний матеріал, що отримується хімічним шляхом. Фторопласт містить атоми фтору, завдяки чому має високу хімічну стійкість. Погано розчиняється або розчиняється в багатьох органічних розчинниках, не розчинний у воді і не змочується нею. Фторопласти характеризуються широким діапазоном механічних властивостей, хорошими діелектричними властивостями, високою електричною міцністю, низьким коефіцієнтом тертя, низькими значеннями зносу; стійки до дії різних агресивних середовищ при кімнатній і підвищеній температурі, атмосферо, корозійно та радіаційностійких, слабо газопроникність, не горючі або самозагасають при загорянні. Дуже висока нагревостойкость (до 300 ° С). Матеріал має холодної плинністю.

поліетилен - Продукт полімеризації безбарвного газу етилену, що відноситься до кристалізується полімерів. Теплостійкість поліетилену невисока, тому тривало його можна застосовувати при температурах до 60 - 100 ° С. Морозостійкість поліетилену досягає - 70?С і нижче. Поліетилен використовують для виготовлення труб, литих і пресованих несилових деталей, поліетиленових плівок для ізоляції проводів і кабелів, чохлів, облицювання водойм; крім того, поліетилен служить покриттям на металах для захисту від корозії, вологи, електричного струму і ін.

полістирол - Твердий, жорсткий, прозорий, аморфний полімер. За діелектричними характеристиками близький до поліетилену, зручний для механічної обробки, добре забарвлюється. Недоліками полістиролу є його невисока теплостійкість, схильність до старіння, утворення тріщин. З полістиролу виготовляють деталі для радіотехніки, телебачення і приладів, деталі машин, судини для води і хімікатів, плівки стирофлекс для електроізоляції.

Поліаміди - Це кристалізуються полімери. У них низька щільність. Поліаміди мають низький коефіцієнт тертя, тривалий час можуть працювати на стирання; крім того, поліаміди ударостійкі і здатні поглинати вібрацію. Вони стійкі до лугів, бензину, спирту; стійкі в тропічних умовах. З поліамідів виготовляють шестерні, втулки, підшипники, болти, гайки, шківи, ??деталі ткацьких верстатів, ущільнювачі гідросистем, колеса відцентрових насосів, турбін, турбобуров, буксирні канати і т. Д. Поліаміди використовують в електротехнічній промисловості, медицині і, крім того, як антифрикційні покриття металів.

реактопласти не переходять у пластичний стан при повторному нагріванні. Вони мають більш високі, ніж термопласти, показники по твердості, модулю пружності, теплостійкості, опору втомної міцності. Їх властивості не так різко залежать від температури. Залежно від наповнювача розрізняють монолітні (карболіт), шаруваті (текстоліт, гетинакс) і композиційні пластмаси, де наповнювачем використовуються волокна. У термореактивних пластмасах сполучними є епоксидні, кремнійорганічні і інші смоли.

карболіт, Один з видів синтетичних фенолоальдегідних смол, одержуваний поліконденсацією фенолу (крезолів) з формальдегідом у присутності нафтових сульфокислот.

текстоліти (Наповнювач - бавовняна тканина) широко використовують в машинобудуванні як конструкційний і антифрикційний матеріал: У них вигідно поєднуються висока механічна міцність з низькою щільністю, зносостійкість і хорошими діелектричними властивостями. Текстолит застосовують для виготовлення підшипників, зубчастих коліс і різних силових деталей загального і спеціального машинобудування.

Древоліти - Древеснослоїстиє пластики (ДСП). Древоліт є пластики, що складаються з правильно укладених шарів тонкого (0,6 ... 1 мм) деревної шпони, просочених фенольной смолою і термічно оброблених під високим тиском.

Гетінакс (В якості наповнювача застосовується папір) має високі діелектричні властивості і задовільною механічною міцністю. Випускається у вигляді листів, плит, труб і різних пресованих деталей. Широко застосовується як електроізоляційний матеріал.

Алкіди. Це сімейство ливарних компаундов, що виготовляються з ненасичених поліестерних смол. Властивості алкід: висока твердість і жорсткість, стабільність розмірів при підвищених температурах; низьке вологопоглинання; висока діелектрична міцність і стійкість до електричних розрядів; збереження електроізоляційних властивостей в умовах вологості. Типове застосування: власники щіток автомобільних електромоторів, електроізолятори, елементи телевізорів, електричні вимикачі, елементи систем запалювання в автомобілях; оболонки резисторів і конденсаторів.

Феноли. Сімейство ливарних компаундов, що отримується в результаті реакції фенолу і формальдегіду з додаванням волокнистих наповнювачів. Властивості фенолів: висока твердість і міцність, теплова і хімічна стійкість, хороші електричні властивості. Застосування: в автомобілях - кришки розподільників запалювання, корпуси електрообладнання; ротори і обкладання гальм; в електроніці - роз'єми, вимикачі; в домашньому господарстві - ручки каструль і начиння, підставки, корпусу електроінструменту і електроприладів.

Поліестерні смоли. Ці смоли зазвичай використовуються з волокнистими наповнювачами при виробництві шаруватих склопластиків. Вироби з поліестерних смол тверді, жорсткі і температуростойкостью; вони знайшли широке застосування в якості корпусів і кришок вузлів автомобілів, ємностей і труб для химикалиев, будівельних панелей.

Діалілфталат (DAP)-широко використовувана полімеризується смола. вироби з DAP після пресування мають прекрасну розмірну стабільність, високу електроізоляційну стійкість, опір електричних розрядів і хімічну стійкість. Широко використовується в електроніці як роз'ємів, вимикачів, корпусів і інших деталей.

Меламін. Добре фарбуються ливарні компаунди. Зберігають температуростойкость і вологостійкість при температурах до 100 ° С. Застосування: домашній посуд, ручки, кнопки, корпусу домашніх приладів, електричні вимикачі.

Сечовина. Смоли на основі сечовини застосовуються в якості ливарних компаундов у випадках, коли вимоги до виробів нижче, ніж до меламіну. Зберігають температуростойкость і вологостійкість при температурах до 75 ° С. Смоли добре фарбуються. Застосування: домашні вимикачі, розетки, інші стінові панелі.

Епоксидні смоли. При твердінні набувають високу твердість і міцність, теплову та електростойкость, хімічну стійкість. При зміцненні скловолокна застосовуються в аерокосмічній техніці та електроніці для герметизації електронних компонентів; також застосовуються при виготовленні трубопроводів, резервуарів, посудин під тиском; використовуються як захисне покриття для промислового обладнання та приладів, а також як ущільнювальний матеріал.

Пластмаси є хорошими електроізоляційними матеріалами. Для них характерна висока хімічна і корозійна стійкість, мала щільність і теплостійкість. Вони відрізняються достатньою міцністю і пружністю. Деталі, виготовлені з пластмас, мають блискучу гладку поверхню різних кольорів. Пластмаси значно гірше, ніж метали, пручаються змінних навантажень; вони схильні до теплового, світлового і атмосферному старіння - процесу мимовільного незворотного зміни властивостей; багато з пластмас гігроскопічна.

Великою перевагою пластмас є їх висока технологічність, що забезпечує значне скорочення виробничого циклу. Виготовлення металевих деталей здійснюється за десятки операцій механічної обробки, а пластмасових - часто за одну технологічну операцію по формоутворення (пресування, видавлювання, лиття під тиском і ін.). Тому трудомісткість виготовлення пластмасових деталей зменшується в 5 ... 6 разів і більше, а собівартість продукції знижується в 2 ... 3 рази, при цьому отримують дуже високий коефіцієнт використання матеріалу, рівний 0,9 ... 0,95. Це призводить до значного зниження матеріаломісткості і через малу щільність пластмас (1,2 ... 1,9 Мг / м3), До зменшення маси конструкції в 4 ... 5 разів.

З пластмас виготовляють зубчасті і черв'ячні колеса, шківи, ??підшипники, ролики, корпуса, зубчасті ремені, ручки управління та інші деталі. Виробництво пластмас розвивається інтенсивніше, ніж таких традиційних матеріалів, як метали. Це пояснюється здешевленням виготовлення, поліпшенням ряду основних параметрів механізмів: зменшенням ваги і інерційності ланок, втрат на тертя, підвищенням швидкодії.

Таблиця 8. Фізико-механічні характеристики пластмас

 матеріал q, Кг / м3 ?p, МПа ?u, МПа  застосування
 ВолокнітТекстоліт ПтТекстоліт ПТКДревесно-шаруваті пластінкіКапрон  13,5-14,513-1413-1413-1411,3  30-40110-26060-84  50-80100-280  Вкладиші, деталі фрикційних передач, сепаратори подшіпніковскольженія, зубчасті колеса

Гума

Матеріал, що отримується вулканізацією суміші натурального або синтетичного каучуку з сіркою та іншими добавками (інгредієнтами). За ступенем вулканізації гуми поділяються на м'які (1-3% сірки), напівтверді і тверді (30% сірки) (ебоніт). Гума застосовується для виробів ущільнювачів, діафрагм, гнучких шлангів.

Гума відрізняється від інших матеріалів високими еластичними властивостями. Вона має також високу зносостійкість, хорошими діелектричними властивостями і тим, що здатна чинити опір багатьох агресивних середовищ. Гума може витримувати великі деформації, які, в свою чергу, повністю оборотні. Модуль пружності для гуми лежить в межах 1 ... 10 МПа, що в тисячі і десятки тисяч разів більше, ніж для інших матеріалів. Висока еластичність і визначає область застосування деталей з гуми. Гуму застосовують для виготовлення шин (камер і покришок) автомобілів, тракторів і літаків, приводних ременів, стрічок транспортерних і елеваторних, напірних рукавів, з'єднувальних шлангів, гумових підвісок, буферів, амортизаторів частин підшипників; для прокладок кілець, шнурів, пластин і клапанів, деталей електротехнічної та рентгенівської апаратури і т. п.

Серйозним недоліком є ??низька міцність гумових виробів. З цієї причини для підвищення міцності гуму армують текстильними матеріалами або сталевими елементами.

Таким чином, вибір конструкційних матеріалів відповідають службовим властивостям деталей, обгрунтування методів отримання заготовок, що забезпечують геометричну точність, структуру, якості поверхневого шару деталі є важливі складові якості машин. При цьому забезпечення зносостійкості хіміко-термічними і механічними методами, лазерної, іонно-плазмового і фінішною обробкою дає стабільне якості в процесі побудови. Ці комплексні чинники істотно впливають на забезпечення якості машин і виробництва.

 



Попередня   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   Наступна

III-середній нормальний; IV-легкий; V-особливо легкий | висновки та рекомендації | Основні машинобудівні матеріали | Залізо і сплави на його основі | Вуглецевої і легованої конструкційної сталі | Мідь і сплави на її основі | магнієві сплави | вольфрамові сплави | Алюміній і сплави на його основі | Термічна і термохімічних обробка металевих матеріалів |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати