книги из ГПНТБ / Пластмассы заменяют металлы
..pdfВид брака
П узы ри
В зд ути я , выпучины
У садочны е раковины
Продолжение таблицы ,?
|
|
Причина брака |
|
|
|
Способы его устранения |
||||||||
3 . |
Н едостаточ н ое |
дав - |
|
У величить |
давлени е |
|||||||||
лен и е |
|
|
|
|
|
|
|
порш ня |
|
|
|
|
||
1. |
П овы ш енное |
содер - |
|
Зам ени ть |
м атериал или |
|||||||||
ж ан и е |
летучи х |
в |
м ат е |
просуш и ть |
его |
|
||||||||
риале |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 . |
В ы сокая |
тем перату - |
|
У м еньш ить |
тем перату- |
|||||||||
ра в |
цилиндре |
|
|
|
|
ру в цилиндре |
|
|||||||
3 . |
Н и зкое давл ен и е |
на |
|
У величить |
давлени е |
|||||||||
пластик |
|
|
|
|
|
|
порш ня |
|
|
|
|
|||
1. |
И здели я извлекаю т- |
|
У величить |
вы держ ку |
||||||||||
ся из формы н еотверден - |
в |
ф орм е |
|
|
|
|
||||||||
ными |
|
и |
заклю ченны е |
в |
|
|
|
|
|
|
||||
них |
газы |
|
преодолеваю т |
|
|
|
|
|
|
|||||
сопротивление |
пластика, |
|
|
|
|
|
|
|||||||
вспучивая |
его |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2. |
П овы ш енное |
с о д ер |
|
П росуш и ть сы рье |
||||||||||
ж ан и е |
летучи х |
в |
м ассе |
|
|
|
|
|
|
|||||
3 . |
В ы сокая |
тем перату - |
|
С ни зить |
|
тем пературу |
||||||||
ра в |
цилиндре |
|
|
|
|
в |
цилиндре |
|
|
|
||||
4 . |
Н и зкое |
давл ен и е |
на |
|
У величить |
д авлен и е |
||||||||
пластик |
|
|
|
|
|
|
порш ня |
|
|
|
|
|||
1. |
М алое |
давл ен и е |
на |
|
О трегу л и р о вать |
дози- |
||||||||
пластик — в цилиндре н е |
ровочное |
приспособление |
||||||||||||
д остаточн о |
пластика |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2. |
М алое |
сечени е |
вы- |
|
П овы сить |
|
тем пературу |
|||||||
пускны х к ан алов , |
низкая |
формы |
|
|
|
|
||||||||
тем пература |
формы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3 . |
|
З н ач и тел ьн ая |
раз- |
|
П ри |
проектировании |
||||||||
ность |
|
тем ператур оф ор- |
прессф орм учиты вать рав- |
|||||||||||
м ляю щ их |
частей |
формы |
ном ерность |
|
охлаж дени я |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
формы |
|
|
|
|
|
4 . |
В ы сокая |
тем перату- |
|
С ни зить |
|
|
тем пературу |
|||||||
ра массы |
|
|
|
|
|
|
в |
цилиндре |
|
|
|
|||
5 . |
М алая |
вы держ ка под |
|
У величить |
вы держ ку |
|||||||||
давлением |
|
|
|
|
|
|
под давлением в |
форме |
70
Окончание таблицы 8
Вид брака |
Причина брака |
Способы его устранения |
К оробление
Т рещ ины
Мороз
Серебристо сть ,
расслоени я
1. |
М алая вы держ ка под |
У величить |
|
вы держ ку |
|||||
давлением |
|
|
|
под давлением |
|
||||
2. |
О хлаж д ен и е изделия |
|
|
|
|
|
|||
вн е |
формы |
|
|
|
П ри |
конструировании |
|||
3 . |
Р азн о сть |
тем пера- |
|||||||
тур |
оф орм ляю щ их частей |
прессф орм учиты вать рав- |
|||||||
формы |
|
|
|
ном ерность |
охлаж дени я |
||||
|
|
|
|
|
формы |
|
|
|
|
1. |
Р азн о сть |
|
тем пера- |
П ри |
конструи ровани и |
||||
ту р |
оф орм ляю щ их частей |
прессф орм у ч и ть в а т ь рав- |
|||||||
формы |
|
|
|
и омер ность |
охлаж ден и я |
||||
|
|
|
|
|
формы |
и |
располож ен ие |
||
2 . |
Р езк о е перем ещ ение |
литниковы х |
каналов |
||||||
|
|
|
|
|
|||||
потоков м ассы |
|
|
|
П роизводить терм ообра- |
|||||
3 . |
Значительны й пере- |
||||||||
пад |
тем ператур |
м еж ду |
ботку : |
м едленны й нагрев |
|||||
м ассой и формой |
|
изделий |
д о |
тем пературы |
|||||
|
|
|
|
|
теплостойкости |
и м ед лен |
|||
|
|
|
|
|
ное охлаж ден и е |
||||
1. |
П опадание |
неболь- |
С ледить |
за состоянием |
|||||
ш их |
количеств |
воды |
в |
формы |
|
|
|
|
|
полость формы |
|
|
|
|
|
|
|
||
2. |
Н едостаточны й |
ра- |
У величить |
|
тем перату - |
||||
зогрев м атериала |
|
ру м ассы |
|
|
|
||||
1. |
Н аличи е в м атериале |
В ы суш ить |
|
м атериал , |
|||||
з и ач ител ьн ы х |
|
ко л ич еств |
зам ен ить |
м атериал |
|||||
вл аги |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Н аличие |
в |
м атериа- |
С ледить |
за |
качеством |
|||
л е литников, |
потерявш их |
литников, |
идущ их во ВТО- |
||||||
п ласти ч н ость |
|
|
|
ричную |
переработку |
||||
3 . |
Н али чи е |
больш их |
|
|
|
|
|
||
внутрен них |
напряж ений |
|
|
|
|
|
|||
в изделии |
|
|
|
• |
|
|
|
|
71
капролактама, минуя процесс полимеризации и гра нулирования поликапролактама (т. е. получение пер вичного пли вторичного капрона);
отливка может быть получена любого веса и раз мера, любой толщины с однородной кристаллической структурой;
литье производится без давления, а следовательно, форма может иметь упрощенную и облегченную кон струкцию;
оборудование для отливки конструктивно неслож но и занимает небольшие производственные площади; отливки по всей толщине получаются стабильными (по механическим свойствам), показатели их значи тельно превышают показатели отливок, полученных обычным литьем под давлением: предел прочности при растяжении — 800 кг/см2, при сжатии — 1100 кг/см2, при изгибе— 1500 кг/см2, твердость— 18—19 кг/мм2,
теплостойкость по Вик’а -(-220° С; метод блочной полимеризации дает возможность
получать отливки с нужными свойствами путем до бавления в расплав капролактама различных компо нентов.
В условиях индивидуального машиностроения мож но отливать капролактамовые заготовки (блоки) лю бого профиля с последующим получением деталей
.любой конструкции. Однако метод блочной полимери зации капролактама имеет и недостатки.
Во-первых, продолжительность полимеризации от ливки в форме составляет около 1 часа, что приемле мо только в условиях индивидуального производства. Производительность установки можно повысить, толь ко увеличив количество прессформ.
Во-вторых, при необходимости иметь чистые по верхности отливок, не требующие механической обра ботки, нельзя отливать изделия в формы из углероди стой стали, т. к. поверхность изделия окисляется, покрываясь белым налетом, а поверхность формы темнеет. В таких случаях формы необходимо делать
Р и с. 30. Технологическая схема процесса блочной полимеризации капролактама:
I — верхний реактор, 2 — нижний реактор, 3 — смеситель, 4 — форма, 5 — тележка, 6 —.термопечь, 7 — термос
из нержавеющей стали или из углеродистой стали с покрытием хрома, силумина или других цветных ме таллов.
Процесс отливки деталей на установке Уралхим- -машзавода сводится к следующему (рис. 30): в верх ний реактор (1) загружается капролактам, имеющий вид белой соли. Реактор емкостью 250 л снабжен обо гревающей рубашкой. Нагрев производится горячей водой, температура плавления капролактама т|-,680С.
73
После расплава капролактама желательно произ водить его очистку отгонкой фракции под вакуумом с помощью вакуум-насоса. Затем капролактам постут
пает в два нижних |
(малых) |
реактора |
(2) емкостью по |
50 литров каждый |
(емкость |
малых |
реакторов долж |
на быть кратной емкости большого реактора). Малые реакторы также снабжены обогревающими рубашка ми, и температура в них доводится до +138—140° С и поддерживается в определенных интервалах автома тически. Реакторы имеют мешалки.
В один реактор подается катализатор — металли ческий натрий, в другой — ацетилкапролактам. Ме таллический натрий хранится в керосине. Компо ненты поступают в очень небольших, но строго опре деленных соотношениях к объему жидкого капро лактама. Ацетилкапролактам приготовляется здесь же, только в отдельной аппаратуре пли колбах. Хранится он в сосудах с хорошо притертыми пробками.
Оборудование изготовлено из нержавеющей ста ли. Вся система находится под небольшим избыточ ным давлением очищенного от кислорода и осушенно го азота или другого инертного газа. В реакторах капролактам может оставаться в расплавленном виде некоторое время, не меняя своих свойств.
Вязкость расплава капролактама несколько ниже вязкости воды. Перед заливкой в форму (4) жидкости из малых реакторов поступают в смеситель (3) с оди наковой скоростью для смешения в пропорции 1:1, и оттуда смесь поступает в форму самотеком. Форма
после заливки |
идет |
в печь (6), |
где |
при температуре |
+ 180° С происходит |
полимеризация |
изделия. Формы |
||
сверху ничем |
не закрываются, |
поэтому верхний слон |
74
Рис. 31. Заготовки~и изделия из капролона
75
изделия, окисленный и содержащий мономер, удаля ется.
Охлаждение изделия вместе с формой после поли меризации желательно производить медленно, в изо лированных ящиках-термосах (7). Это устраняет ко робление и растрескивание деталей. Формы перед заливкой подаются к соплу смесителя с помощью те лежки (5), на этой же тележке они направляются и в термопечь.
Максимальный вес одной отливки 72 кг. На рис. 31 показаны заготовки изделий, полученные описанным методом.
На многих предприятиях Средне-Уральского сов нархоза применяются пластмассовые покрытия для защиты химической аппаратуры от действия кислот, щелочей, соляных растворов и окислителей, для изо ляции деталей, узлов, приборов и машин, для защит ных и декоративных покрытий.
В гальваническом отделении термического цеха Алапаевского металлургического комбината для изо ляции подвесок применяются защитные покрытия на основе эпоксидных смол. Защита гальваноподвесок позволяет экономить дефицитные цветные металлы, электроэнергию, повышает культуру производства.
На заводе «Уралэлектротяжмаш» применяется ме тод вихревого напыления для изоляции покрытий деталей высоковольтных аппаратов. Вихревое напы ление взамен бандажирования, опрессовки и намотки дает значительную экономию и увеличивает произво дительность труда в сотни раз. Замена изоляции
76
Р и с . 32. Ванна для вихревого напыления пластмассовых покрытий:
I — корпус ванны, 2 — механизм встряхивания, 3 — пневмопривод (вибратор), 4 — распределительная перегородка
1000 катушек на покрытие поливинилбутералем мето дом вихревого напыления дает экономию около 250рублей. Кроме того, повышается качество и на дежность изоляции.
Следует, однако, отметить, что из-за отсутствия практического опыта промышленного применения и технологии производства машиностроительные пред приятия еще недостаточно используют пластмассовые покрытия в конструкциях машин и аппаратов.
Остановимся несколько подробнее на одном из перспективных методов нанесения полимерных покры-
7 7
тий — вихревом напылении. По сравнению с газопла менным, он, как показывает практика Уралхнммашзавода, более экономичен и в настоящее время все больше применяется для антикоррозионной защиты химической аппаратуры и различных деталей.
Технология нанесения покрытий сравнительно про ста и состоит из следующих операций: подготовки по верхности под покрытие, подогрева изделия, напыле ния, охлаждения и исправления дефектов покры тий.
Вихревое напыление пластмасс производится в. аппаратах, один из которых показан на рис. 32. Аппа рат состоит из корпуса ванны (1), внутри которой иа высоте 50—100 мм от днища укреплены пористая распределительная перегородка (4), механизм встря хивания (2). Под пористую перегородку от вентиля тора либо через редуктор от компрессора подается воздух, инертный газ. Воздух перед подачей в аппа рат проходит через масловлагоотделитель, где тща тельно очищается. При работе с полиамидами ввиду высокой их окисляемости вместо воздуха подводится азот. Слой порошка под воздействием проходящего через пористую перегородку воздуха •— псевдоожижа ется, вскипает. Объем порошка в состоянии кипения увеличивается в 2—2,5 раза и уменьшается по объем ному весу во столько раз, что позволяет ему течь со скоростью жидкости. Металлические изделия, на гретые до определенной температуры, погружаются в ванну с псевдоожиженным материалом и выдержива ются несколько десятков секунд. Для равномерного распределения покрытия по поверхности детали в не которых конструкциях аппаратов используются пред-
78
ййри'гельиый подогрев воздуха до 60—80*0 и вибра ция сеткой нижележащих слоев порошка в процессе псевдоожижения при помощи специальных пневмати ческих вибраторов (3).
Распределительная перегородка ванны изготовля ется из пористого стекла либо из керамики— карбокарита (карборунд с силикатной смолой) с зернисто стью 12. Карбокарит имеет следующие свойства: удельный вес— 1,9 г/см3, предел прочности на раз рыв — 200 кг/см2, объем пор — 40 проц. от общего объе ма материала, величина пор — 250—300 мк. Толщина пористых перегородок зависит от габарита ванны и величины применяемого рабочего давления. При дав лении воздуха 800—1100 мм водяного столба, габари тах ванны 1000X1600 мм толщина перегородки со ставляет 10—20 мм. Высота рабочей части ванны вих ревого напыления должна быть равна сумме высот: псевдоожиженного слоя материала, высоты объема вытесняемого материала при погружении изделий и свободной высоты, равной 200—300 мм.
Для покрытий методом вихревого напыления ис пользуют мелкодисперсные порошкообразные пласт массы: полиэтилен высокого давления, полипропилен, полиамиды, поливиннлбутераль. Применяются также композиции из этих материалов в смеси с различными красителями и пигментами (сернистый кадмий, хро мовая смесь с баритом, двуокись титана), с металли ческими порошками и графитом.
Пигменты смешивают с порошком в шаровой мель нице. Для нанесения покрытий применяют полиэтилен только высокого давления. Полиэтилен низкого дав ления не применяется в связи с тем, что качество по-
79