книги из ГПНТБ / Пластмассы заменяют металлы

крытий получается неудовлетворительное. В полиэти­ лен для повышения стойкости против старения реко­ мендуется добавлять до 0,3 проц. сажи. Введение в полиамид 0,1—0,5 проц. сернистого молибдена значи­ тельно повышает антифрикционные свойства покры­ тия.

Перед нанесением покрытия производится тщатель­ ная подготовка поверхности изделия посредством пес­ коструйной или дробеструйной обработки. Кромки на изделии не должны иметь острых краев и заусениц (радиус закругления 0,5—1 мм), на поверхности не должно быть раковин, волосовин, пористости, свар-' ных швов. Адгезия полимеров с металлами значитель­ но увеличивается при шероховатой поверхности. Мас­ ла органического происхождения удаляются с поверх­ ности изделий при помощи обработки в обезжирива­ ющем растворе (едкая щелочь — 30 г/л, каустическая ■сода — 20 г/л, присадка ОП-7—2 г/л). Минеральные Масла удаляются промывкой трихлорэтиленом, бензи­ ном или другими растворителями. Подготовка поверх­ ности под покрытие должна быть выполнена непо­ средственно перед нагревом изделия. Предваритель­ ный нагрев изделий производится в термошкафах или нагревательных печах. Лучше всего производить на­ грев в установках ТВЧ. Температура нагрева изделия должна превышать температуру плавления полиме­ ров в среднем на 60—120° С. Для массивных изделий применяются низкие температуры, более высокие — для тонкостенных, легких деталей. Недостаточная тем­ пература предварительного нагрева вызывает шеро­ ховатость покрытия.

Наиболее оптимальные температуры предвари-

80

ТеЛьного нагрева для различных материалов и видов покрытий указаны в таблице 4.

Напыление производится посредством погружения нагретого изделия в псевдоожиженный слой порошка. Длительность выдержки изделия в порошке зависит от температуры предварительного подогрева изделия, требуемой толщины покрытия, качества дисперсии по­ рошка и не превышает 10—15 секунд.

^Качество полиэтиленовых и полиамидных покры­ тий в значительной степени зависит от дисперсного со­ става порошка.

против кавитации данного типа покрытия не Ниже стойкости стали 1Х18Н9Т. Полиамиды обладают хо­ рошей стойкостью против кавитационного разруше­ ния, но гигроскопичность этого материала ие позво­ ляет применять его в водных средах, поскольку вода, проникая через покрытие, вызывает коррозию метал­ ла и отслаивание покрытия. Полиэтиленовый слой обеспечивает хорошее сцепление с металлической по­ верхностью и предотвращает коррозию металла, отслаивание покрытия.

Таким образом, сочетание наиболее эффективных свойств этих двух видов покрытий повышает качест­ венные характеристики пластмассового покрытия и значительно расширяет область его применения в про­ мышленности. Каждый вид покрытия, наносится мето­ дом вихревого напыления.

Технологическая схема нанесения полиэтиленполиамидиого покрытия такова: подготовка поверхно­ сти изделия пескоструйной или дробеструйной обра­ боткой; напыление полиэтиленового покрытия; поверх­ ностное окисление полиэтиленового покрытия с по­ мощью открытого пламени; обдувка изделий сжатым воздухом; напыление полиамидного покрытия; обра­ ботка изделий в холодной воде.

Для данного типа покрытий возможно применение и других марок материалов и их композиций взамен полиэтилена — полипропилен, композиции полиизобу­ тилена с полиэтиленом и т. д. Большой интерес пред­ ставляет комбинированное покрытие полипропиленполиамидом. Этот вид покрытия имеет более высокий температурный предел эксплуатации в жидких агрес­ сивных средах— 100—110° С. Полиэтиленполиамид-

ные покрытия имеют хорошую стойкость и проч-- ность в водяных и слабощелочных средах. В кис­ лых средах применение данных покрытий не рекомен­ дуется.

Покрытия пластмассами методом напыления могут также заменять гальванические и лакокрасочные по­ крытия, они дешевле их в шесть-семь раз и одновре­ менно могут служить в качестве электроизоляционно­ го слоя.

Для соединения пластмассовых и металлических деталей применяют различные методы: резьбовые н болтовые соединения, сварку, склеивание. Одним из распространенных способов соединения изделий из пластмасс является склеивание.

Склеивание — универсальный метод, который по­ зволяет соединять пластмассы с металлом, стеклом,, керамикой, резиной, кожей. В противоположность, сварке возможно склеивание не только термопластич­ ных, но и термореактивных пластмасс.

Склеивание имеет ряд преимуществ перед сварны­ ми, клепаными и винтовыми соединениями; процесс может быть механизирован, сопрягаемые детали не подвержены воздействию высоких температур, отсут­ ствует механическое повреждение изделий.

Клеевые соединения широко применяются в произ­ водстве крупногабаритных изделий из пластмасс, а также в случае, когда изготовление прессформ, из-за сложности конфигурации и малого тиража изделий, экономически неэффективно. Клеевые соединения при­ меняются также в конструкциях машин и аппаратов, в различной оснастке для соединения деталей из ме-

84

талла и неметаллических материалов взамен клепки, сварки, пайки.

Применение клея позволяет по-новому решать во­ просы технологии изготовления и сборки изделий, сни­ жать трудоемкость их производства, экономить дефи­ цитные цветные металлы и сплавы, исправлять брак. Так, на Нижне-Тагильском заводе медицинской аппаратуры шарниры к крышке и корпусу футляра для гирь крепятся посредством клеевых соединений на основе эпоксидных смол, что исключило механическую обработку стандартных деталей (винты). Внедрение в производство пластмассовых футляров взамен дере­

станков основан на приклеивании эпоксидным клеем текстолитовых и чугунных наделок на направляющие салазок и на трущиеся плоскости изношенных клинь­ ев. В результате значительно увеличивается срок службы станков, снижается - трудоемкость ремонта, экономится металл.

Технологический процесс склеивания пластмассо­ вых и металлических изделий -имеет ряд специфиче­ ских особенностей. Успех склеивания больше, чем при других способах соединения, зависит от предваритель­ ной подготовки поверхности. Только чистую, свобод­ ную от масла, окалины, ржавчины, окислов поверх­ ность можно достаточно смачивать клеем и получить необходимую прочность сцепления клеящего веще­ ства. В зависимости от марки материала применяют­ ся и различные методы подготовки поверхности —

85

механическая, химическая, электрохимическая и дру­ гие. Склеивание должно производиться по возможно­ сти сразу же после окончания процесса подготовки поверхности.

При соединении изделий необходим определенный зазор между склеиваемыми поверхностями. Этот за­ зор может составлять 0,1—0,2 мм (толщина слоя клея 0,05—0,15 мм). Клеевые соединения должны быть та­ кими, чтобы при нагрузке в клеевом слое возникали лишь напряжения на сдвиг.

Наиболее применяемые марки клеев для пласт­ масс и металлов, их эскплуатационные характеристи­ ки и технология склеивания приведены в таблице 5. (Таблица составлена по материалам ЦБТИ При­ балтийского совнархоза.)

На предприятиях Средне-Уральского совнархоза широко применяется контактная и газопламенная сварка при изготовлении изделий из термопластичных пластмасс. Больше всего в сварных изделиях и узлах применяются такие полимерные материалы, как вини­ пласт, полиэтилен, полиметилметакрилат, полистирол, полипропилен, полиамиды.

За последние годы разработаны новые высокопро­ изводительные и экономичные способы сварки термо­ пластов: токами высокой частоты, ультразвуком. Внедрение в производство этих новых методов сварки значительно расширяет применение пластмасс в ма­ шиностроении и повышает качество сварных изделий. Особенно эффективна сварка для крупногабаритных конструкций и сложных узлов, для производства кото­ рых требуются дорогостоящие прессформы.

Технология и оборудование для сварки пластмасс

86

достаточно полно освещены в специальной литературе. Остановимся подробнее лишь на специальном методе сварки пластмасс, освоенном на Уралхиммашзаводе.

Известно, что изделия из фторопласта-4 нельзя сваривать методами, применяемыми для сварки тер­ мопластов, так как фторопласт-4 при нагревании не переходит в вязкотекучее состояние. Однако сварива­ ние все же возможно методом, напоминающим куз­ нечную сварку; если два куска фторопласта-4 очень плотно прижать друг к другу и нагреть до +370° С, то после охлаждения они окажутся сваренными.

Как правило, заготовку прокладки делают из пла­ стины нужной толщины, вырезая из нее на токарном станке архимедову спираль с шагом, равным ширине прокладки. Затем отдельные спирали нагревают до 80—100° С и придают им нужную форму (по радиусу прокладки). Концы заготовок, подлежащие сварке, срезают на 30—40 мм и накладывают друг на друга так, чтобы общая толщина была на 0,5 мм больше толщины материала прокладки.

Для сварки применяется специальное приспособ­ ление— клещи. Клещи имеют две щеки, обогреваемые электричеством, при этом расчетная температура на­ грева достигает 410—420° С. Мощность обогрева 500—800 вт, напряжение 36 в. Клещи имеют съемные прессформы, пазы которых соответствуют размерам свариваемых деталей. Шов должен располагаться по середине съемных форм.

Для контроля температуры в процессе сварки и ре­ гулирования в клещи вмонтирована термопара. Дета­ ли в месте шва нагревают до температуры 380-^385° С, после чего производят выдержку в течение 3—5 минут.

87

88 .