Композиционные триботехнические материалы на основе олигомеров сшивающихся смол
содержащих жидкие смазки,
является ограниченность ресурса работы узла трения. Это связано с
относительно небольшим количеством жидкой смазки, которую можно ввести в
полимерный материал без существенного усложнения технологии изготовления и
переработки, а также без снижения и сходных физико-механических
характеристик полимерного связующего. Частично данные недостатки
устраняются при использовании специальных поглотителей жидкой смазки,
которые могут адсорбировать значительные объемы жидкости при небольших
собственных объемах. Таким образом, появляется возможность перерабатывать
композиции, содержащие до 40-50% об. жидкой смазки, на стандартном
технологическом оборудовании. В качестве поглотителей (адсорбентов) смазки
используют порошки металлов, оксидов, графита, полимеров, силикатов и др.
веществ.
Эксплуатационный диапазон применения полимерных антифрикционных
материалов часто определяется теплостойкостью полимерного связующего,
теплопроводностью композиции. Так, при скачкообразном изменении нагрузочно-
скоростных режимов эксплуатации, вызванном экстремальными ситуациями,
основной причиной отказа металлополимерного узла трения является тепловое
разрушение подшипника.
Интересен метод повышения износостойкости узлов трения, заключающийся
во введении в полимерное связующее добавок, способных к полимеризации,--
трибополимеров. Образование трибополимерной пленки в зоне трения
обеспечивает снижение износа узла. Дефицитность трибополимеризующих
присадок и ограниченный диапазон проявления этого эффекта сдерживают
развитие этого направления.
Перспективным направлением повышения износостойкости полимерных
материалов и композитов на их основе является диффузионное насыщение
поверхностных слоев деталей трения целевыми добавками. Это позволяет
достичь значительного эксплуатационного эффекта при относительно небольших
экономических затратах на модификацию изделий.
В последние годы активное развитие получил трибохимический принцип
создания металлополимерных узлов трения. Суть развиваемого принципа состоит
в направленном использовании физико-химических процессов в зоне трения с
целью обеспечения благоприятного режима эксплуатации узла.
Продукты трибохимических реакций в некоторых случаях могут выполнять
роль противоизносных добавок, так называемых ингибиторов изнашивания.
Поэтому важнейшей задачей триботехнического материаловедения является
создание трибосистем, в которых развиваются физико-химические процессы
образования ингибиторов изнашивания. В связи с этим еще на стадии
проектирования узла трения необходимо учесть трибохимические аспекты его
эксплуатации. Это будет способствовать повышению надежности и
долговечности, обеспечению требуемого ресурса работы техники. Реализация
трибохимического принципа создания металлополимерных узлов трения позволила
разработать группу самосмазывающихся материалов и методов повышения
износостойкости узлов трения.
4.2. Изготовление изделий методом контактного формования
Метод контактного формования не требует сложного оборудования, и
поэтому он широко применяется при изготовлении объемных и плоских деталей
из стеклопластиков в строительстве, машино-, приборо-, автомобиле- и
судостроении. При контактном формовании отверждение материала происходит,
как правило, при комнатной температуре, однако для ускорения процесса можно
применять обогреваемые формы или проводить отверждение при повышенных
температурах (60-1000С).
Контактное формование изделий из стеклопластика осуществляют в формах,
изготавливаемых из дерева, гипса, стеклопластика, металла и т.д. Рабочую
поверхность шаблона или формы обезжиривают обычно бензином или ацетоном,
контролируя чистоту, гладкость, отсутствие задиров и других дефектов
поверхности.
На подготовленную оснастку (форму, шаблон) наносится плоской кистью,
тампоном или распылителем разделительный слой -- адгезионная смазка,
которую необходимо просушить при температуре 18 -- 20 0С до исчезновения
липкости.
К антиадгезионному средству предъявляется ряд специфических
требований: обеспечение легкого съема отвержденного изделия с формы,
быстрое высыхание, нетоксичность, неприлипание к изделию, а также
возможность получения изделий с глянцевой или матовой поверхностью.
В качестве антиадгезионных средств используют полимерные
пленкообразующие материалы, в том числе водные и водно-спиртовые растворы
поливинилового спирта, раствор ацетата целлюлозы в ацетоне, каучуке. Их
наносят на поверхность форм плоскими кистями или распылением.
Наиболее широко применяют водно-спиртовые растворы поливинилового
спирта, скорость высыхания которых регулируется изменением соотношения воды
и этилового спирта.
Для повышения стабильности раствора поливинилового спирта в состав
раствора вводится мыло[5,6].
В промышленности при переработке полиэфирных стеклопластиков с
использованием деревянных шаблонов и форм применяют смазку следующего
состава.
Таблица №5
Состав смазки при переработке полиэфирных стеклопластиков
|Уайт-спирит |100 мас. ч. |
|Церезин М-80 | 17,1 мас. ч. |
|Воск буроугольный | 17,1 мас. ч. |
|Полиэтиленовый воск ПВ-300 | 4,29 мас. ч. |
|Полиэтиленовый воск окисленный |4,29 мас. ч. |
Смазка обеспечивает до 15-25 съемов изделий. Ее готовят путем
растворения смеси сухих компонентов в уайт-спирите в течении 3-4 часов при
80-90 0С на водяной бане. Для повышения эффективности смазки рекомендуется
в состав ее вводить ускорители отверждения.
После высыхания разделительного слоя рабочую поверхность оснастки
покрывают равномерным слоем формовочного состава, включающего полиэфирную
смолу, красители, загустители, добавки, снижающие ингибирующее действие
кислорода воздуха, и т.д. Затем укладывают стеклоткань по длине (ширине)
стола, шаблона. Стыки полотнищ стеклоткани шириной не менее 20 мм,
необходимо равномерно смещать по длине (ширине) формовочной оснастки во
избежание утолщений готовых изделий.
Выклейку заготовки из слоев стеклоткани можно производить различными
способами, при этом ткань иногда пропитывают заранее в пропиточных машинах
или кистью вручную на специальных рамках, которые могут быть смонтированы в
установке кассетного типа.
При изготовлении деталей со сложными контурами применять заранее
пропитанную стеклоткань неудобно. Поэтому сухую стеклоткань прикрепляют к
столу, первый слой пропитывают формовочным составом, после чего покрывают
стеклоткань следующим слоем сухой стеклоткани и приглаживают кистью без
связующего до его появления на поверхности ткани. Уплотнение слоев
производят валиками. Затем на стеклоткань дополнительно наносят связующее
до полной ее пропитки, после чего укладывают последующий слой ткани.
Процесс повторяют до получения нужной толщины изделия. Как правило, при
изготовлении изделий из стеклопластиков используют несколько видов
стеклоткани для повышения прочностных характеристик.
Для получения определенного количества связующего в стеклопластике
необходимо контролировать его расход при пропитке. Он зависит от типа
стеклоткани.
Пропитанная стеклоткань отверждается непосредственно на оснастке при
температуре не ниже 180 С и влажности не более 65% в течении 30-60 мин с
последующим доотверждением при 60-700. С в течение 2-3 часов. Готовые
стеклопластиковые изделия снимают с оснастки через 72-96 часов и обрезают
до необходимого размера алмазными кругами. Такой метод широко используется
при изготовлении корпусов судов, лодок, кузовных частей автомобилей,
резервуаров и других крупногабаритных деталей[10].
4.3. Изготовление изделий методами свободного и центробежного литья
Широкое применение метод свободного литья нашел при переработке
ненасыщенных полиэфирных смол в производстве деталей радиотехнического
назначения, электрического оборудования кабельных муфт, наливных полов,
листовых и стержневых заготовок для получения пуговиц, пряжек и бижутерии и
т.д.
К заливочным композициям предъявляется следующие требования: они
должны иметь невысокую вязкость, умеренную усадку, небольшой
экзотермический эффект при отверждении, а в отвержденном состоянии
повышенную ударную прочность и в ряде случаев высокие показатели
электроизоляционных свойств, улучшенную прозрачность, теплопроводность,
износостойкость и химическую стойкость.
Заливку в открытые и закрытые формы осуществляют, как правило, после
введения отверждающей системы без применения внешнего давления, но иногда
используют простейшие приспособления для заливки под давлением сжатого
воздуха 0,02-0,2 МПа[10].
Необходимое время гелеобразования и отверждения обеспечивается
соотношением и количеством компонентов отверждающей системы. Для ускорения
отверждения изделий формы нагревают, причем температура нагрева зависит от
применяемой системы отверждения.
Ускорение процесса отверждения может быть достигнуто путем обработки
смолы токами высокой частоты. При этом достигается повышение твердости на
10-22% и снижение абразивного износа на 11-18%. Свободную отливку можно
произ
| |  скачать работу |
Композиционные триботехнические материалы на основе олигомеров сшивающихся смол |
