книги из ГПНТБ / Кузнецов В.И. Машиностроительные материалы и технология их обработки

ки, корпуса машин и моторов, детали воздуходувок, вен­ тиляторов, холодильников, светотехнической аппаратуры, трубопроводы и т. д.

Из поликарбоната можно изготовлять прозрачные аккумуляторные баки и другие детали аккумуляторов, корпуса катушек, контактные планки, коробки, штепсели, розетки, детали телефонных, измерительных и регули­ рующих приборов.

*

Термореактивные пластические массы

К термореактивным пластическим массам относятся фенопласты, монолиты, аминопласты, бакелиты, волок­ нистые материалы и др. Особую группу термореактив­ ных пластических масс составляют слоистые пластиче­ ские массы типа текстолита, гетинакса, древеснослои­ стых пластиков, стеклопластов и др.

Фе н о п л а с т ы представляют собой прессованные материалы в основном из феноло-формальдегидной смо­ лы с органическими или минеральными наполнителями. Фенопласты различаются порошковые, крошкообразные, волокнистые и слоистые.

Порошковые фенопласты (пресс-порошки) получили широкое распространение для изготовления различных изделий в машиностроении, приборостроении и в быту. Они практически не размягчаются при нагреве, не горят, не поддаются действию горячего масла и органических растворителей, отличаются высоким постоянством свойств. При использовании специальных наполнителей из них получается материал, близкий по прочности к чу­ гуну, заменяющий свинец, а также нержавеющую сталь в химическом машиностроении.

110

ламино-формальдегидных смол и различных наполните­ лей: сульфитной целлюлозы, асбеста, слюды и др.

Аминопласты обладают бесцветностью, светостой­ костью, отсутствием запаха и выделений при действии воды. Их легко окрашивать в цвета разнообразных от­ тенков. Кроме того, аминопласты обладают способностью при воздействии электрической дуги выделять азот и во­ дород,'которые гасят дугу, в связи с чем они использу­ ются для изготовления электротехнических деталей, приборов зажигания, деталей шахтного оборудования и во всех случаях, когда изделие должно обладать не толь­ ко диэлектрическими свойствами, но и дугостойкостью.

Аминопласты стойки против воздействия слабых кислот, керосина, бензина, масел, спирта, ацетона, бен­ зола и других растворителей, нс разрушаются сильными кислотами и щелочами. При повышенных температурах они имеют недостаточную водостойкость. При длитель­ ном действии повышенной температуры аминопласты стойки до 80°С, а при кратковременном — до ПО—120°С. Более высокие температуры вызывают быстрое старение аминопластов.

Аминопласты применяются главным образом для из­ готовления изделий широкого потребления и таких тех­ нических деталей, которым не предъявляются требова­ ния высокой водостойкости и высоких диэлектрических свойств, как например штепселей, выключателей, корпу­ сов и ручек телефонов, дверных ручек, плафонов, аба­ журов, ламп, посуды и т. п.

Б а« е л и т ы являются одними из самых распростра­ ненных видов пластических масс. Они изготовляются на основе феноло-формальдегидной смолы. Бакелиты нашли исключительно многостороннее применение. Детали ав­ томашин, самолетов, музыкальных инструментов, бил­ лиардные шары, части медицинских инструментов, те­

111

лефонные аппараты, дверные ручки, клеи, лаки изготов­ ляются из феноло-формальдегидных пластических масс.

К а р б о л и т , в о л о к н и т и с т е к л о в о л о к н и т широко используются для изготовления изделий электро­ промышленности, в частности деталей для машин, рабо­ тающих в условиях повышенных температур, влажности и значительных механических нагрузок, а также для из­ готовления машиностроительных деталей — стоек, крон­ штейнов, роликов экскаваторов и транспортеров-и т. п.

Слоистые -пластические массы изготовляются из спрес­ сованных волокнистых наполнителей (бумага, ткань, шпон и др.), пропитанных различными связующими ве­ ществами типа смол. К ним относятся гетинакс, тексто­ лит, стеклотекстолит, асботекстолит, древеснослоистые

поддается механической обработке и штамповке. Основ­

ткань. Он менее хрупок и менее гигроскопичен, чем гетинакс. Применяется текстолит для изготовления пане­ лей аппаратов, вкладышей подшипников скольжения, сепараторов шарикоподшипников, шестерен, фрикцион­ ных колес, деталей электродвигателей (клемм, вывод­ ных втулок и т. п.). На деталях, изготовленных из тек­ столита, можно нарезать резьбу.

112

Текстолит имеет цвет от светло-желтого до темнокоричневого и даже черного.

С т е к л о т е к с т о л и т — прочный материал из груп­ пы слоистых пластических масс. Стеклотекстолит ис­ пользуется как конструкционный материал в самолето­ строении, автостроении, электро- и радиотехнике, судо­

ством в виде феноло-формальдегидпой смолы. Он при­ меняется в основном в тормозных устройствах в дета­

березового или 'букового шпона, пропитанного смолами, главным образом феноло-фбрмальдегидными. Они обла­ дают высокой прочностью и износостойкостью и хоро­ шими антифрикционными свойствами, но отличаются сравнительно высоким водопоглощением.

ДСП изготовляются в виде листов, плит и прутков, из которых путем механической обработки получают различные части машин. Изделия несложной формы иногда получают прессованием.

Из древеснослоистых пластиков изготовляют зубча­ тые и червячные колеса, вкладыши подшипников и другие силовые детали машин.

Стекловолокнистые анизотропные материалы

Новым классом 'материалов, обладающих большими технико-экономическими преимуществами не только по сравнению с остальными видами стеклопластиков, но

также и с рядом других высокоэффективных материа­ лов, широко используемых в технике, являются стекло­ волокнистые анизотропные материалы (СВАМ).

Стекловолокнистые анизотропные материалы получа­ ют из стеклянного волокна и клеящей среды (синтети­ ческих смол). Метод получения СВАМ состоит в ориен­

Такие стекловолокнистые материалы названы стекло - шп о н о м и с т е к л о ф а н е р о й .

Путем соответствующей укладки листов стеклошпона перед их прессованием можно получать стеклофанеру с заданными механическими свойствами.

СВАМ представляет собой новый вид синтетических материалов, обладающих основными преимуществами дерева и стали (анизотропия и высокая удельная проч­ ность), но в то же время не имеющих таких недостат­ ков, как большой удельный вес, подверженность загни­ ванию и коррозии. Все это делает данные материалы не­ заменимыми в таких отраслях техники, как авиация, электроника, электротехника, автомобилестроение, судо­ строение, строительство и др.

Кремнийорганичесние, эскапоновые и привитые полимеры

Кремнийорганичесние полимеры представляют собой особый класс пластических масс. Это полимеры, у кото­ рых цепи молекул образованы из атомов кремния и кис­ лорода.

114

изготовления изделий, работающих при очень низких или очень высоких температурах. Силиконовые каучуки способны сохранять эластичность в пределах от —70 до + 400°С, а при температурах до +250°С исправно слу­ жить длительное время. Силиконовые каучуки отлича­ ются хорошими электроизолирующими свойствами. На их основе можно изготовлять электроизоляцию, отлича­ ющуюся легкостью и высокой термоустойчивостью.

Недостатком силиконовых каучуков является их ма­ лая устойчивость к действию таких жидкостей, как ави­ ационное горючее, смазочные материалы, эфиры крем­ ниевой кислоты, используемые в качестве гидравлических жидкостей, эфирные масла и др. Этот недостаток можно устранить, введя в силиконовый каучук фтор. Фторсиликоновый каучук сочетает свойства фторуглеродных пластических масс и силиконового каучука. Такой кау­ чук пригоден для изготовления уплотнительных колец и прокладок топливных баков, гидравлических систем, смазочных систем, а также для различных уплотнитель­ ных деталей люков, убирающихся шасси, смотровых стекол, воздухопроводов, диафрагм авиашлангов и др.

Получены прозрачные разновидности силиконовых каучуков, которые найдут широкое применение в тех областях техники, где от материала требуется сочета­ ние эластичности, прозрачности и термоустойчивости. Он может применяться для замены обычной пластмас­ совой прослойки ветровых стекол сверхзвуковых само­ летов.

Кремнийорганические материалы совершенно неза­ менимы в электродвигателях и устройствах, работаю­ щих в условиях высокой температуры и влажности, в таких, как врубовые машины в угольной промышлен­ ности, различные транспортные устройства, машины для стран с тропическим климатом и др.

Применение жаростойких кремнийорганических ма­ териалов позволяет уменьшить ‘габариты и вес всевоз­ можной электротехнической аппаратуры, повысить на­ дежность ее работы при высоких температурах, высо­ кой влажности и в условиях тропического климата.

Кремнийорганические полимеры широко использу­ ются для производства различных электроизолирую­ щих лаков. Эти лаки делятся на покровные, пропиточ­ ные и клеящие. Они с успехом используются в электро­ технике в тех случаях, когда необходимо считаться со значительной влажностью воздуха и необычно высоким нагревом изоляционного материала.

Кремнийорганические лаки успешно применяются и в качестве связующих для жаростойких материалов, например для порошкообразных окислов металла, ас­ беста, стекла, слюды и т. д.

Применение кремнийорганических полимеров для ■производства высококачественной слюдяной изоляции позволило использовать не только крупнокристалличе­ скую слюду, но и порошкообразную. Изоляционные ма­ териалы на основе теплостойких синтетических .полиме­ ров и порошкообразной слюды известны под названием слюдинитовых материалов. Они начали широко приме­ няться в энергетике. Из слюдинита изготовляют самые разнообразные электроизоляционные детали. Его приме­ нение .позволило механизировать трудоемкие процессы производства электрической изоляции.

Кремнийорганические полимеры найдут в будущем

116

широкое техническое применение. Производство их обеспечено значительной сырьевой базой (кремний — третий по распространенности элемент после кислорода и водорода; его содержание в земной коре составляет

16,7%).

Эскапоновые полимеры. В Советском Союзе впервые в мире разработаны новые научные принципы превра­ щения различных марок синтетического каучука в про­ странственные полимеры, которые получили название эскапоновых. Эскапоновые материалы в виде твердой пластической массы, лака, смолы, лакотканей и т. п. об­ ладают рядом замечательных свойств: высокой тепло­ стойкостью, хорошими механическими и диэлектриче­ скими характеристиками, влагостойкостью, химической стойкостью.

Благодаря этому замечательному комплексу свойств эскапоновые материалы приобретают важное народно­ хозяйственное значение. На основе применения эскапо­ новых материалов разработаны конструкции корпусной изоляции электрических машин с повышенной электри­ ческой надежностью и без применения дефицитной до­ рогостоящей слюдяной изоляции, разработаны уплотне­ ния подшипников, работающих в воздушной среде при температуре 250°С, а также в полярных и тропических условиях. С помощью этих .материалов удалось повысить качество и эксплуатационную надежность электротехни­ ческого оборудования. Т в е р д ый э с к а л о п может быть получен в виде похожем на прозрачное стекло, сло­ новую кость, мрамор, яшму, малахит, агат и т. п. Он хо­ рошо обрабатывается механически, полируется, отли­ чается химической стойкостью к растворителям, щело­ чам, кислотам. Эскапон обладает хорошими электро­ изоляционными свойствами, которые почти не изменя­ ются до температуры 180—200°С.

117

Эскаттон нашел применение в качестве высокочастот­

ческой разрывной прочности и модулю упругости орга­ ническое стекло. Его следует считать весьма перспектив­ ным для получения более теплостойкого оргстекла.

Э с к а п о н о в ы е ц в е т н ые м а т е р и а л ы , отлича­ ющиеся исключительно красивой расцветкой, блеском, высокой твердостью и устойчивостью к повышенным температурам, применяются как отделочные, облицо­ вочные материалы.

Эскалоп применяется для изготовления различных электроизоляционных лаков и лакотканей. Их примене­ ние повышает надежность и увеличивает срок службы электрооборудования, а также высвобождает для на­ родного хозяйства значительное количество хлопчато­ бумажной ткани, растительных масел и других дефи­ цитных материалов.

Привитые полимеры. В последнее время стали при­ меняться так называемые привитые полимеры, которые, очевидно, найдут самое широкое распространение в технике.

Привитыми полимерами называются полимеры осо­ бого типа, в которых к отдельным звеньям макромоле­ кулы одного полимера присоединяются (прививаются) боковые отростки молекулы другого полимера.

Современная техника — техника сверхвысоких скоро­ стей и сверхвысоких энергий — предъявляет все большие требования к материалам, используемым при создании машин, аппаратов и приборов. Нужны материалы, ко­ торые обладают широким комплексом ценных свойств. Именно такие материалы получены на основе привитых полимеров. Например, путем соединения поливинил-

118

Таблица 15

Физико-механические характеристики основных пластических масс