Федеральне агентство з освіти РФ
Державна освітня установаВищої професійної освіти
Тверський державний технічний університет
Кафедра "Технологія металів і матеріалознавства"
Реферат з дисципліни "Матеріалознавство"
на тему "Пластики в автомобілебудуванні"
Виконав: Шепелев Д.С.
Спеціальність: 190701-ОПуТ
Позначення роботи: Р-ОПуТ-0609-ДО
Прийняв: Лаврентьєв А.Ю.
Твер, 2007
Зміст:
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.3
Визначення терміна пластмаси ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. стор.3
Властивості пластиків ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. стор.3-4
Поліолефіни ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.4
Поліетилен ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.4-5
Поліпропілен ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. стор.5
Полістирольні пластики ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. стор.5-6
Полівінілхлорид ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... Стор.6
Фторопласти ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... Стр6
Поліаміди ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.7-9
Полікарбонат ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.9
Поліформальдегід ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.9
Фенопласти ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.10-11
Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.11
Бібліографічний список ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.13
Рекомендація по вибору полімерних матеріалів для виготовлення основних вузлів і деталей автомобіля ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.12-13
Пластики в автомобілебудуванні.
Введення.
Застосування пластмас (пластиків) у конструкції автомобілів набуває всй більш широкі масштаби.Ето пояснюється в першу чергу тим, що по ряду показників - щільності, корозійної стійкості, антифрикційним і електротехнічним, а також технологічним властивостям - пластики значно перевершують традиційні матеріали, іспользуемве при виготовленні автомобіля . За останні 10 років відбулися принципові зрушення в галузі застосування пластмас у автомобілестроеніі.Ранее із пластиків виготовляли деталі тільки електротехнічного, декоративного призначення.
Основні чинниками, які зумовлюють значне впровадження пластмас у конструкцію автомобілів, є;
1. По-перше, машина стає легше, а це означає, що знижується витрата палива.
2. По-друге, відкривається можливість для нових конструкційних рішень, оскільки термопластичні полімери легко піддаються переробці і, отже, дозволяють втілити будь-які дизайнерські ідеї. Завдяки цьому можна одержувати деталі найхитромудріших форм і кольорів без додаткових операцій по механічній обробці і забарвленням.
3. По-третє, вживання пластиків допомагає не тільки відмовитися від дорогих кольорових металів і нержавіючих сталей, а й скоротити енерго-і трудовитрати в процесі виробництва, а значить, знизити вартість автомобіля.
4. По-четверте, підвищення довговічності і експлуатаційних характеристик автомобіля
Пластичними масами (пластмасами, пластиками) прийнято називати матеріали, що представляють собою композицію полімеру чи олігомеру з різними інгредієнтами, що знаходиться при формуванні виробів у вязкотекучем або високоеластичному стані, а при експлуатації - в склоподібного (аморфному) або кристалічному стані. В якості інгредієнтів можуть входити наповнювачі-тальк, каолін, слюда, деревне борошно, скляні, органічні, вуглецеві та ін волокна; пластифікатори, отверджувачі, стабілізатори і т.д. За характером сполучного речовини пластики поділяються на а) термопластичні пластмаси (термопласти), одержувані на основі термопластичних полімерів, і б) термореактивні пластмаси (реактопласти), тобто неразмягчающіеся.
а) Термопластичні пластмаси (термопласти)
В даний час в конструкції автомобілів застосовуються різноманітні полімери: поліолефіни, ПВХ, полістирол, фторопласти, поліметілакрілат, поліаміди, полиформальдегид, полікарбонат, склопластики, фенольні пластики, поліуретани, етроли, амінопласти, волокніту, текстоліти та ін Найголовніша перевага пластиків в тому, що вони мають комплекс властивостей, необхідних для конкретного конструкційного елементу А від того, наскільки відповідає матеріал умов експлуатації, залежить надійність деталі і, в кінцевому підсумку, безпеку автомобіля, а також комфорт водія і пасажирів
Для пластиків характерні такі властивості:
1. Низька щільність (зазвичай 1,0-1,8 г / см, в деяких випадках до 0,002-0,04 г / см)
2. Висока корозійна стойкость.Пластмасси не схильні до електрохімічної корозії, на них не діють слабкі кислоти та луги
3. Високі діелектричні властивості
4. Механічні властивості широкого діапозона.В залежності від природи вибраних полімерів та наповнювачів пластики можуть бути твердими і міцними або ж гнучкими і пружними. Ряд пластиків за своєю механічною почності перевершують чавун і бронзу. При одній і тій же масі пластмасова конструкція може за міцністю відповідати сальної.
5. Антифрикційні властивості. Пластики можуть виступати повноцінними заменітлямі антифрикційних сплавів (оловяністих бронз, бабітів та ін) Наприклад поліамідні підшипники ковзання тривалий час можуть працювати без мастила.
6. Високі теплоізоляційні свойства.Все пластики, як правило, погано проводять теплоту.
7. Високі адгезійні властивості
8. Хороші технологічні св-ва. Вироби із пластику виготовляють способами безвідходної технології-литтям, пресуванням, формуванням з використанням невисоких тисків або у вакуумі.
Поліолефіни.
Поліолефіни - високомолекулярні вуглеводневі аліфатичного ряду, одержувані полімеризацією відповідних олефінів (етилену, пропілену, і т.д.). У цих полімерах вдало поєднуються механічна міцність, хімічна стійкість, висока морозостійкість, низька газо-і вологопроникність, і хороші діелектричні показники.
В автомобільній промисловості з поліолефінів широко застосовуються поліетилени, поліпропілени, а так само різні їх модифікації.
Поліетилен-(- CH 2-CH 2 -) n
високомолекулярний продукт полімеризації етилену, який має макромолекули лінійного будови з невеликим числом бічних відгалужень.
Поліетилен високого тиску Поліетилен низького тиску
(ПЕВТ) (ПЕНД)
Поліетилен високого тиску (ПЕВТ) - легкий, міцний, еластичний матеріал з низькою газо-, паропроникністю, гарний діелектрик, відрізняється високою хім. стійкістю до органічних розчинників, низьким водопоглинанням і відмінною морозостойкостью.К недоліків його можна віднести низьку теплопровідність, високий коефіцієнт лінійного розширення, низькі, у порівнянні з іншими поліолефінів, механічні властивості і недостатню стійкість до УФ-випромінювання. В автомобілебудуванні використовуються в основному такі марки ПЕВТ : 17703-010, 10703-020, 10903-020, 11503-035 (ГОСТ 16337-77) для ізляціі електропроводів і кабелів, як замінник скла, для захисту металу від корозії, для виготовлення кришок підшипників, ущільнювальних проеладок, деталі вентиляторів і насосів, гайки, шайби, ковпачки для захисту різьби, пробки паливних баків, трубки, шланги, бочки обприскувача вітрового скла і розширювача.
Поліетилен нізког дваленія (ПЕНД) - більш міцний і жорсткий матеріал у порівнянні з ПЕВТ, механічна міцність його в 1,5-2 рази вище, ніж у ПЕВТ може експлуатуватися у широкому інтервалі температур. Хороший діелектрік.Обладает високою хімічною стойкостью.Нестоек до впливу УФ-лучей.В автомобілебудуванні використовують марки ПЕНД (за ГОСТ 16338-85) :20908-040, 20708-016, 21008-075, 20608-012). З ПЕНД виготовляють педалі привода акселератора, бачки головного циліндра гальма і зчеплення, оболонки внутрішнього заднього троса приводу ручного гальма, втулки кріплення ущільнення, крильчатки, корпус лампи розподільника заднього отопітнля, короби вентиляції передка.
- Продукт полімеризації пропілену при низькому давленіі.По порівнянні з поліетиленом поліпропілен має більш високу механічну міцність і жорсткість, велику теплостійкість і меншу стійкість до старенію.Імеет хороші хімічні та діелетріческіе свойства.Разрушающее напруга при розтягуванні достгается 25-4 - МПа. Недоліком поліпропілену є його невисока морозостійкість (-20 С). В автомобілебудуванні поліпропілен застосовується для виготовлення кілець і прокладок ізолюючих пружин подушки опори двигуна, розширювального бачка, чохла захисного важеля приводу ручного гальма, кришки і корпусу блоку запобіжників, для антикорозійного фетеровкі резервуарів, елетроізоляціонних деталей , а так само ізготоаленія деталей застосовуються при роботі в агресивних середовищах, корпусні деталі автомобілів і корпуси акумуляторів, прокладки,
фланці, корпуси повітряних фільтрів, конденсатори, вставки демпфуючих глушників, зубчасті та черв'ячні колеса, ролики, підшипники ковзання, фільтри масляних і повітряних систем, робочі деталі вентиляторів, насосів, ущільнення, кулачкові механізми, ізоляція проводів і пружин.
| Матеріал | Щільність | Міцність, МПа | Ударна в'язкість, кДж / м * м | Модуль пружності | Відно. Подовження при розриві% | Твердість за Бринеллю, МПа | ||||||||||
| При розтягуванні | При статичному вигині | При стисканні | Без надрізу | З надрізом | При розтягуванні | При вигині | ||||||||||
| ПЕВТ | 917-930 | 10-16 | 12-17 | 12 | Чи не руйнуючої | шается | - | 140-250 | 500-600 | 14-25 | ||||||
| ПЕНД | 948-959 | 20-30 | 20-38 | 20-36 | Не руйнується | 2-50 | - | 600-850 | 300-800 | 45-59 | ||||||
| Поліпропілен | 900-910 | 25-40 | 70-80 | 60 | 33-80 | 5-8 | 800-1080 | 670-1190 | 200-800 | 60-65 | ||||||
Полістирольні пластики. (- CH 2 - CH -) n
C 6 H 5
Полістирольні пластики - полімери, отримані полімеризацією стиролу або сополимеризацией цього мономеру з іншими мономерамі.Полістірол, тобто полімер, отриманий полімеризацією стиролу, має високу водостійкість, прекрасними діелектричними властивостями, гарною хімічної стойкостью.Основнимі вадами полістиролу: низька атмосферостійкість, невисока термічна стійкість, схильність до розтріскування, низькі міцнісні свойства.Поетому чистий полістирол не застосовується в конструкції автомобіля.Шірокое застосування знаходять сополімери стиролу - АБС-потрійний сополімер акрілонітрілбутадіена і стиролу.
Сополімери АБС, або АБС-пластики, має високу механічну міцність, достатню тепло-, морозо-і атмосферостойкостью.Оні стійки до дії бензину і мастильних масел.Деталі з АБС-пластика мають гарний декоративний вигляд.
В автомобільній промисловості застосовуються для виготовлення кожуха вентилятора отопітеля, кожух обліцовочногоьвала керма, решітку радіатора, кожух радіатора нагрівника, корпу сопла, ручки і заслінки повітроводів, облицювання стійок, дверей, боковини.
Полівінілхлорид (ПВХ) - являють собою високомолекулярні продукти полімеризації вінілхлориду, що містять до 56.8% зв'язаного хлора.Ето забезпечує їм знижену горючесть.ПВХ здатні пластифікувати різними пластифікаторами, що дозволяє отримати на їх основі як жорсткі, так і еластичні матеріали.Пластмасси на основі ПВХ можна розділити на 2 групи:
Містять пластифікатори Чи не містять пластифікатори
Пластикат ПВХ Вініпласт
Пластикат ПВХ - отримують шляхом змішування ПВХ з пластифікаторами, які знижують температуру склування івязкого течії матеріалу. Із збільшенням змісту пластифікатора підвищується морозостійкість, зростає відносне разтяженіе при подовженні, але знижується механічна міцність, погіршуються діелектричні властивості. В автомобілебудуванні застосовуються для водо-, бензо-, антіфрізостойкіх гнучких трубок, ізолюючих прокладок, елементи насосів і вентиляторів.
Вініпласти - жорсткі пластмаси на основі ПВХ - отримують шляхом змішування ПВХ зі стабілізаторами і наполнітелямі.Матеріал має досить високі механічні властивості, хорошу хімічну, водо-і грибостойкость.Недостатком є невисока теплостійкість і низька ударостійкість. В автомобілебудуванні вініпласт приміняли для ізоляційних кожухів, прокладок, вибропоглощающих матеріалів.
Фторопласти - полімери етилену фторпроізводних ряда.Своім зовнішнім виглядом і поверхнею полімери напоміниют парафін, мають дуже низький, порівняно з більшістю речовин, коефіцієнт тертя. Мають міцність при розтягуванні 15-35 МПа, при вигині 10-15 МПА, відносне подовження при розриві 250-350% .
Найбільш широке розповсюдження отримав фторопласт-4, або політетрафторетилен (тефлон). Характерезуются високою щільністю (2,1-2,3 г / см), термо-і морозостойкостью.Інтервал робочих температур при експлуатації виробів з фторопласту-4 становить від-269 до 260 С.Фторопласт-4 має добрі діелектричні властивості і високу корозійну стійкість. За хімстійкість фторопласт-4 перевершує всі відомі матеріали, включаючи золото і платину. Він стійкий до дії всіх мінеральних і органічних лугів, кіслот.Прі температурі 260 З невзривоопасен. В автомобілебудуванні фторопласт -4 застосовується для виготовлення підшипників ковзання без смазок.Для зменшення зносу підшипника у фторопласт вводять 15-30% наповнювача (графіту, дісульфіта молібдену, скляного волокна). Так само фтолропласт застосовується для виготовлення тепло-і морозостійких деталей (втулок, пластин, дисків, прокладок, сальників , клапанів), для облицювання внутрішніх поверхонь різних кріогенних ємностей.
Поліаміди (ПА)
Поліаміди - представляють собою високомолекулярні полімери, що містять в основному ланцюзі макромолекули амідну группу.Соотношеніе метиленових і амідних груп у складі ПА визначає такі основні властивості полімеру, як температура плавлення, водопоглинання, еластичність, морозостійкість.
Вдале поєднання високої механічної міцності і малої щільності з хорошими антифрикційними і діелектричним властивостями, хімічною стійкістю до мастил та бензину роблять ПА одним з найважливіших конструкційних матеріалів. Деталі з ПА витримують навантаження, близькі до навантажень, допустимим для кольорових металів і сплавів. Дослідження антифрикційних властивостей ПА , особливо наповнені, значно перевершують фторопласти, полиформальдегид і полікарбонат. При цьому, чим вище тиск, тим менше коефіцієнт тертя ПА. Дані про залежність динамічного коефіцієнта тертя ПА-6 і ПА-610 по сталі від стану поверхні тертя і навантаження (швидкість 1, 17 см / с) наведено в табл. № 2. Значення коефіцієнтів тертя деяких ПА по сталі наведені нижче:
Поліаміди - представляють собою високомолекулярні полімери, що містять в основному ланцюзі макромолекули амідну группу.Соотношеніе метиленових і амідних груп у складі ПА визначає такі основні властивості полімеру, як температура плавлення, водопоглинання, еластичність, морозостійкість.
Вдале поєднання високої механічної міцності і малої щільності з хорошими антифрикційними і діелектричним властивостями, хімічною стійкістю до мастил та бензину роблять ПА одним з найважливіших конструкційних матеріалів. Деталі з ПА витримують навантаження, близькі до навантажень, допустимим для кольорових металів і сплавів. Дослідження антифрикційних властивостей ПА , особливо наповнені, значно перевершують фторопласти, полиформальдегид і полікарбонат. При цьому, чим вище тиск, тим менше коефіцієнт тертя ПА. Дані про залежність динамічного коефіцієнта тертя ПА-6 і ПА-610 по сталі від стану поверхні тертя і навантаження (швидкість 1, 17 см / с) наведено в табл. № 2. Значення коефіцієнтів тертя деяких ПА по сталі наведені нижче:
ПА-610 0,26-0,32
ПА-12 0,28-0,3
ПА-6 0,2-0,22
Таблиця № 2. Залежність коефіцієнта тертя поліаміду по сталі від навантаження.
| Навантаження, МПа | ПА-6 | ПА-610 | ||||
| Сухе тертя | Мастило водою | Мастило маслом | Сухе тертя | Мастило водою | Мастило маслом | |
| 6 | 0,124 | 0,134 | 0,1 | 0,117 | 0,113 | 0,094 |
| 10 | 0,115 | 0,120 | 0,097 | 0,108 | 0,104 | 0,093 |
| 15 | 0,106 | 0,106 | 0,092 | 0,098 | 0,095 | 0,091 |
| 20 | 0,100 | 0,096 | 0,088 | 0,094 | 0,091 | 0,089 |
| 25 | 0,095 | 0,084 | 0,084 | 0,091 | 0,090 | 0,087 |
| 30 | 0,092 | 0,082 | 0,080 | 0,088 | 0,088 | 0,085 |
| 35 | 0,092 | 0,077 | 0,075 | 0,085 | 0,085 | 0,083 |
| 40 | - | - | - | 0,082 | 0,084 | 0,080 |
ПА-610 являє собою продукт полікондесаціі солі СГ (солі себаціновой кислоти з гексаметилендиамина.) За значенням показника текучості розплаву і модуля пружності він перевершує практично всі термопласти, а поєднання невеликого водороглощенія з хорошими властивостями міцності та тепломорозостойкостью робить можливим використання ПА-610 у відповідальних деталях антіирікціонного назнвченія.Однако застосування обмежене його високою вартістю. З ПА-610 виготовляють методом лиття під тиском вкладиші і втулки опорних тяг рульової трапеції, ручки фіксаторів шарніра, вкладиші і важелі управління коробкою передач, фільтр паливного насоса, зубчасті передачі, ущільнюючі пристрої, муфти, підшипники ковзання, лопаті гвинтів, стійкі до дії лугів, масел, а так само антифрикційні покриття металів та ін втулки і вкладиші.
ПА-12 - продукт гідролітичної полімеризації додекалактама в присутності кислих каталізаторів. Цей матеріал має невелику щільність, відрізняється незначним водопоглинанням. Властивості і розміри виробів з нього відрізняються сіабільнотью. ПА-12 добре працює на знакоперменний вигин, це самий еластичний з розглянутих ПА, має хороші антифрикційні та електричні свойства.К недоліків матеріалу належать низька теплостійкість в порівнянні з іншими ПА. Застосовується для ізкотовленія скоб, хомутів, трубок, мов замка дверей, засувок замків .
ПА-6 - продукт полімеризації капролактама.ПА-6 найдешевший матеріал з поліамідов.По механічними властивостями він перевершує інші ПА, має хороші антифрикційні властивості. В автомобілебудуванні застосовується для виготовлення втулок валика педалі зчеплення, валика акселератора, ізолюючої втулки важеля покажчика та ін втулок, пластини опори педалі акселератора, пробки горловини бачків, повідця тяги вимикання замка дверей, опори кульової тяги приводу управління коробки передачі, штуцерів, шайб, корпусів розподільника нагрітого повітря.
ПА-66 (анид) - продукт полікондексаціі солі АГ (хім. назва-полігексаметіленадіпамід). У порівнянні з іншими ПА має високу прочномть, хорошу теплостійкість, антифрикційні та електроізоляційні властивості. В автомобілебудуванні з ПА-66 випускаються автомобільні деталі типу втулок педалей зчеплення і гальма, розпірних втулок, втулок дуги оббивки даху, обмежувальних втулок, гайок-баранчиків кріплення запасного колеса, шестерні корпусу приводу спідометра, шайб, колодок контактних для зовнішніх і внутрішніх штеккреов, каркасів котушок, пістонів кріплення, вкладишів кульового кільця, скоб, вентиляторів системи охложденія .
Склонаповнені ПА, що містять 20-30% скловолокна. Механічна міцність і теплостійкість ПА, наповнених скловолокном, збільшується в порівняння з ненаповненими в 2-3 рази. Значно зростає і опір повзучості, втомна міцність, зносостійкість. В автомобілебудуванні стеклонаполненного ПА для виготовлення деталей з жорстким розмірними допусками, що працюють в інтервалі температур від -60 до 150 С, а так само деталей, несуть навантаження. Це - обмежувачі ходу шестірні, важелі включення приводу, крильчатки, шестерні, корпуса запобіжників, корпус клапана бензобака і карбюратора, кришки картера зчеплення, бачки радіатора отопітеляю, чашка нижня шарніра зовнішнього зеркпла, деталі паливної апаратури, різні втулки.
Таблиця № 3. Фізико-механічні властивості ПА вищевказаних модифікацій.
| Матеріал | Щільність | Міцність, МПа | Ударна в'язкість, кДж / м * м | Модуль пружності | Відно. Подовження при розриві% | Твердість за Бринеллю, МПа | ||||||||||
| При розтягуванні | При статичному вигині | При стисканні | Без надрізу | З надрізом | При розтягуванні | При вигині | ||||||||||
| 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 | ||||||
| Склонаповнені | 1350-1380 | 115-150 | 180-230 | 110 | 35-45 | 8-10 | 8000 | 9000 | 2,0-3,5 | 140 | ||||||
Полікарбонат - термопластичний полімер на основі дифенілолпропану і Фост, що випускається під назвою діфлон. Полікарбонат характеризується низькою водопоглощаемостьюі газоніпроніцаемостью, Хоршем діелектричними властивостями, високою жорсткістю, теплостійкістю і хімічну стійкість, прозорий, добре окрашівается.Стоек до світлового старіння і дії окисників навіть прінагреве до 120 С , допускається при роботі виробів в інтервалі від -100 до 135 С. Це один з найбільш удпропрочних термопластів, що дозволяє використовуватися в якості конструкційного матеріалу, що заміняє металли.В автомобілебудуванні з полікарбонату виготовляють шестірні, підшипники, корпуси, кришки, клапани.
Таблиця № 4. Теплофізичні властивості полікарбонату
| Матеріал | Температура експлуатації в С | Темп. Крихкості при вигині, морозостойкость.С | Темп. Розм'якшення за Віка, З | Теплостійкість по Мартенсу, С, в дужках-теплостійкість при деформації під навантаженням в1, 86МПа | Коефіцієнт лінійного теплового розширення |
| Діфлон | -100 +135 | -100 | 150-160 | 120-130 | 6 |
Поліформальдегід (ПФ) - це продукт полімеризації формальдегіду і тріоксана з діоксоланом (СТД). Вони поєднують високий модуль пружності при розтягуванні і вигині з досить великою ударної вязкостью.По показниками довгострокової міцності при розтягуванні і вигині і по втомної міцності ці матеріали превочходят всі інші термопласти , включаючи поліаміди, поликарбонаты.Теплостойкость при згині при високих навантаженнях у зразків з ПФ вище, ніж у інших термопластів, включаючи ПА-610, а коефіцієнт тертя по сталі близький до цього показника для ПА. Антифрикційні марки ПФ мають коефіцієнт тертя 0,15 - 0,20. Поліформальдегід значно перевершують ПА за водостійкістю: при експлуатації у водному середовищі механічні властивості матеріалів змінюються незначітельно.Еті матеріали вдало поєднують хороші електротехнічні властивості з механічною міцністю і водостійкістю.
При нормальних і знижених температурах вони стійкі до всіх без винятку органічних розчинників, слабким кислотами основаниям.Полиформальдегиды мають хорошу сировинну базу і в перспективі є цікавим конструкційним матеріалом.В даний час вартість ПФ висока, що обмежує їх прімененіе.К недоліків цих матеріалів слід віднести невисоку стійкість до впливу УФ-променів і светостойкость.Основной метод переробки-лиття під тиском.
В автомобільній промисловості застосовуються полиформальдегид марок ПФ-Л-1, ПФ-Л-2, ПФ-Л-3.Із них виготовляють корпуса жиклера омивача, повідець пружини замку капота, кільця розпірні, втулки, кулачки, поршні, штовхачі, корпуси клапанів, деталі карбюратора (муфти та ін), паливних насосів, трубопроводів, ручки дверей, перемикачі.
б) Термореактивні пластмаси (реактопласти)
Фенопласти
Фенопласти (фенольні пластики) - пластмаси основі фенолоформальдегідних смол.В залежно від наповнювача Фенопласти поділяються на порошкоподібні, волокнисті, шаруваті матеріали.Фенопласти, що містять порошкоподібні наповнювачі (деревну муку, мінеральні наповнювачі.), наз. - Прес-порошкамі.Фенопласти, що містять наповнювач у вигляді бавовняних волокон, зв. - Волокніту, а у вигляді скляних волокон - стекловолокнітамі.Еслі Фенопласти мають в якості наповнювача тканини, то - текстоліти, якщо папір - гетинакс. Відмінною особливістю фенопластов є хороші діелектричні показники, високі механічні властивості, низьке водопоглинання, хороші хімічні свойства.В автомобілебудуванні для виробництва деталей застосовуються наступні Фенопласти:
Прес-порошки типу О - загального призначення - рекомендовані для ненавантажених і неармованих деталей загального призначення, до механічних властивостей яких не пред'являються високі вимоги. З прес-порошку типу Про виготовляють утримувачі фланців, ізолюючі втулки, шайби, ручки.
Прес-порошки типу Вх - для виготовлення деталей електротехнічного призначення, що працюють в умовах підвищеної вологості і високих температур.
Волокніту типу В - Особливість виробів з волокна - висока ударна
міцність, крім того, вони стійкі до дії води, мінерального масла, бензину, слабких кислот і розчинників; руйнуються розчинами лугів, сильних кислот, хлору, застосовуються для виготовлення деталей технічного призначення, до яких пред'являються вимоги підвищеної прчность на ударний і статичний вигин, крутіння, наприклад кожух радіатора нагрівника, кришки аккумкляторов, втулок, шківів, маховиків.
Скловолокно АГ-4В - відрізняються високою міцністю, тепло-і морозостійкістю, хорошою ударноу в'язкістю і електротехнічними властивостями. З стекловолокніта ізготавліают кожух вентіляторв отопітеля, крушку акумуляторної батареї, корпус вентилятора отопітеля задка, стакан фільтру.
Текстоліти - матеріали з хорошими механічними, електротехнічними і теплофізичними свойствамі.Прімененіе цього матеріалу обмежено необходіміостью отримання вироби з відпресовані заготівлі механічної обработкой.Із текстоліту виготовляють шестірні розподільного валу, крильчатка водяног насоса, шайби ущільнювальні та ізолюючі, кнопки клапанів паливного насоса, ізолюючі покладки, а так само деякі деталі антифрикційного призначення. . З текстоліт-крихти виготовляють деталі з хорошими механічними й антифрикційними властивостями (сальники, ролики, шестерні, втулки, вкладиші підшипників тощо).
Асбоволокніти - володіють гарними фрикційними (гальмівними) властивостями і теплостійкістю.
Дозуючі стекловолокніти - у порівнянні з матеріалом АГ-4В мають покращені технологічні властивості, і більше однорідні за механічним свій Свамі. З дозуючих стекловолокнітов пресують деталі електроізоляційного призначення - кожухи вентиляторів, кришки акумуляторних Ботар.
. Таблиця № 5.Фізіко-механічні властивості
| матеріал | Щільність | Міцність, МПа | Ударна в'язкість, КДж / м * м | Модуль упругост.МПа | Относ. Подовження при розриві.% | Твердість за Бринеллю, МПа | ||||||
| При розтягуванні | При статичному вигині | При стисканні | Без надрізу | З надрізом | При розтягуванні | При вигині | ||||||
| Прес-порошки типу Про | 1450 | 35-40 | 60-70 | 160-200 | 5,0-6,0 | 1,96 | 7500-8000 | - | 0,6-0,8 | 250-300 | ||
| Прес-порошки типу Вх | 1750 | 24 | 35-45 | 120-150 | 8 | - | 5600-8400 | - | - | - | ||
| Волокніту | 1450 | 35-35 | 80 | 100 | 9 | 4 | 6000-8500 | - | 0,38 | 250 | ||
| Скловолокно | 1700-1900 | 57 | 150 | 130 | 50 | - | 1400 | 14800 | - | 400-450 | ||
| Текстоліти | 1300-1400 | 85-100 | 140-150 | 1300-2300 | 35 | - | 4000-6500 | - | 1-1,5 | 250-350 | ||
Висновок.
Перспективи применеия пластмас у конструкції автомобіля
Застосування пластиків в конструкції автомобіля дозволяє знизити масу, поліпшити експлуатаційні характеристики автомобіля, підвищити його травмобезопасность і комфортабельность.В середньому в одному легковому автомобілі застосовується 45кг пластмас, в перспективі передбачається збільшення цієї кількості до 80-110кг.В основному впровадження пластмас у автомобіль відбувається при розробці нових конструкцій базових моделей.Основним напрямком розширення застосування пластмас в конструкції автомобіля є впровадження великогабаритних наружних деталей кузова з композиційних полімерних матеріалів, що забезпечують зниження маси і підвищення довговічності за рахунок корозійної стойкості.Разработка високоміцних композиційних матеріалів з полімерною матрицею і скляними, вуглецевими та іншими волокнами дозволила перейти до використання їх у навантажених силових деталях, таких як карданні вали, ресори, обода коліс.
Таблиця № 6.Рекомендація за вибором полімерних матеріалів для виготовлення основних вузлів і деталей автомобіля.
|
Бібліографічний список:
1. Матеріалознавство: Підручник для вищих технічних навчальних закладів, Б. Н. Арзамас, І. І. Сидорин, Г. Ф. Косолапов.
2. "Хіміки автолюбителям" за загальною редакцією професора А.Я. Малкіна
3. Матеріалознавство під редакцією Ю.П. Солнцева, Є.І. Пряхина
4. Матеріалознавство: Підручник 3-тє видання, Ржевсая С.В.
5. Матеріалознавство: Підручник для вузів, Н.А Волгін, Л.Л Рибаківська
1. Матеріалознавство: Підручник для вищих технічних навчальних закладів, Б. Н. Арзамас, І. І. Сидорин, Г. Ф. Косолапов.
2. "Хіміки автолюбителям" за загальною редакцією професора А.Я. Малкіна
3. Матеріалознавство під редакцією Ю.П. Солнцева, Є.І. Пряхина
4. Матеріалознавство: Підручник 3-тє видання, Ржевсая С.В.
5. Матеріалознавство: Підручник для вузів, Н.А Волгін, Л.Л Рибаківська