Глава 18. Восстановление деталей с применением синтетических материалов

18.1. Общие сведения

Применение полимерных материалов при ремонте автомоби­лей по сравнению с другими способами позволяет снизить тру­доемкость восстановления на 20... 30 %, себестоимость ремонта — на 15...20%, расход материалов — на 40...50%. Это обусловлено следующими особенностями их использования: не требуется слож­ного оборудования и высокой квалификации рабочих; возмож­ностью восстановления деталей без разборки агрегатов; отсут­ствие нагрева детали; не вызывает снижения усталостной проч­ности восстановленных деталей; во многих случаях позволяет не только заменить сварку или наплавку, но и восстанавливать дета­ли, которые другими известными способами восстановить невоз­можно или опасно с точки зрения безопасности труда; позволяет миновать сложные технологические процессы нанесения матери­ала и его обработку.

Полимеры — это высокомолекулярные органические соедине­ния искусственного или естественного происхождения. Пластмас­сы — композиционные материалы, изготовленные на основе по­лимеров, способные при заданных температуре и давлении при­нимать определенную форму, которая сохраняется в условиях эксплуатации. Кроме полимера, являющегося связующим веще­ством, в состав пластмассы входят наполнители, пластификато­ры, отвердители, ускорители, красители и другие добавки. Содер­жание наполнителей (металлический порошок, цемент, графит, ткань и др.) может достигать 70%.

Полимеры делят на две группы:

термопластичные (термопласты) — полиэтилен, полиамиды и другие материалы — при нагревании способны размягчаться и под­вергаться многократной переработке;

термореактивные (реактогогасты) — эпоксидные композиции, текстолит и другие материалы — при нагревании вначале размяг­чаются, а затем в результате химических реакций затвердевают и необратимо переходят в неплавкое и нерастворимое состояние.

Пластмассы применяют для восстановления размеров деталей, заделки трещин и пробоин, герметизации и стабилизации непод­вижных соединений, изготовления некоторых деталей и пр.

Пластмассы наносят намазыванием, газопламенным напыле­нием, вихревым, вибрационным способами, литьем под давлени­ем, прессованием и др.

Для обеспечения надежной адгезии полимера с деталью ее по­верхность должна быть тщательно подготовлена, для чего произ­водятся очистка от грязи, механическая обработка или зачистка поверхности шлифовальной шкуркой, тщательное обезжиривание (в щелочных растворах, ацетоном, бензином и др.) с последую­щей сушкой. Для увеличения сцепляемости полимера с поверхно­стью детали у последней сверлят отверстия, нарезают канавки, резьбу, проводят струйную обработку и т. д.

18.2. Характеристика и области применения синтетических материалов

В ремонтном производстве используют составы на основе эпок­сидных смол (табл. 18.1), чаще всего смолу ЭД-16. Она отвердева­ет под действием отвердителей: полиэтиленполиамина (ПЭПА), ароматических аминов (АФ-2), низкомолекулярных полиаминов (Л-18, Л-19 и Л-20). Для повышения эластичности и ударной проч­ности в состав вводят пластификатор, в основном дибутилфталат. Введение в состав композиции наполнителей (железный и алю­миниевый порошки, асбест и др.) позволяет улучшить физико-механические свойства и снизить стоимость.

Технология приготовления эпоксидной композиции включает сле-Дущие операции: эпоксидную смолу разогревают в термошкафу или емкости с горячей водой до жидкого состояния (60...80°С); про­водят отбор необходимого количества жидкой эпоксидной смолы; Добавляют небольшими порциями пластификатор (дибутилфталат); перемешивают смеси в течении 5...8 мин; вводят в состав не­обходимые наполнители; перемешивают смеси в течение 8... 10 мин.

Таблица 18. Состав эпоксидных композиций (в частях по массе)

Компонент	А	Б	В	Г	Д	Е
Смола ЭД- 16	100	100	100	100	—	100
Компаунд- 1 1 5	-	-	-	-	120	-
Дибутилфталат	10. ..15	15	15	-	-	45
Полиэтиленполиамин	8. ..9	10	10	-	-	9
Олигоамид Л- 19	-	-	-	30	-	-
Отвердитель АФ-2	-	-	-	-	30	-
Железный порошок	-	160	-	120	-	-
Цемент	-	-	-	60	-	-
Алюминиевая пудра	-	-	25	-	-	-
Графит	-	-	-	-	70	-

Полученная композиция (состав) сохраняется длительное вре­мя. Непосредственно перед ее применением добавляют отвердитель и тщательно перемешивают в течение 5...7 мин. Время ис­пользования полученного состава находится в пределах 20...30 мин.

Для герметизации и восстановления посадок неподвижных со­единений находят широкое распространение эластомеры и герме­тики (табл. 18.2), в том числе анаэробные. Эластомеры представляют собой вальцованные листы типа твердой резины, толщиной 2... 5 мм. Раствор эластомера приготавливают растворением в аце­тоне. Одну весовую часть, например ГЭН-150 (В) или 6Ф, раство­ряют соответственно в 6,2 или 5 частях ацетона (ГОСТ 2768—79). Необходимое количество эластомера режут на кусочки 10х 10 мм и помещают в стеклянную емкость, заливают расчетным количеством ацетона и оставляют на 10... 12 ч для разбухания и растворения. Емкость должна быть плотно закрыта резиновой или притертой стеклянной пробкой. Работу производят на столе, оборудованным вытяжным шкафом.

Таблица 18.2 Характеристики эластомеров и герметиков

Марка	Макси- мальный зазор сое- динения, мм	Разрушаю- щее напря- жение при сдвиге, МПа	Время набора полной прочности (при20°С), ч
«Анатерм-1» (АН-1)	0,07	5	24
«Анатерм-4» (АН-4)	0,15	8	24
«Анатерм-6» (АН-6)	0,7	8. ..15	8
«Анатерм-8» (АН-8)	0,6	6	8
«Анатерм-17» (АН-17)	0,1. ..0,45	0,5... 3	8
«Уникерм-1» (УГ-1)	0,4	5. ..12,5	24
«Уникерм-3» (УГ-3)	0,4	4. ..12	24
«Уникерм-7» (УГ-7)	0,15	15	3...5
«Уникерм-8» (УГ-8)	0,45	15	1...6
«Уникерм-11» (У Г- 11)	0,25	-	3...5
Эластомер ГЭН-150(В)	0,12. ..0,16	-	0,7(при115°С)
Герметик 6Ф Герметик	0,2	-	3 (при 150... 160 °С)
«Эластосил 137-83», ком-паунд ПТ-75Т	0,8	-	6
Замазка У-20А	0,25	0,015	-

Таблица 18.3 Условия получения и характеристики клеевых соединений

Марка	Условие нанесения		Условие затвердевания			Характеристика соединения
	Тем- пера- тура, °С	Время выдер- жки, мин	Давление, МПа	Темпера- тура, С	Вре- мя, ч	Рабо- чая темпе- ратура, °С	Проч- ность на сдвиг, МПа
БФ-2	15. ..25 80. ..90	30. ..60 15	1...2	140. ..150	1...2	60	30
БФ-4	15. ..25 60	30. ..60 15	1...2	140. ..150	1...2	60	30
ВС-10Т	15. ..25	60	0,05. ..0,20	180	1...2	300	18
ВС-350	20	60	0,1. ..0,2	180. ..200	2	350	18
БФ-6	80	20	0,02	180	2	—	—
№88	15. ..25	8. ..10	0,01... 0,05	15. ..20	24	—	20

Таблица 18.4 Области применения полимерных материалов

Материал

Область применения

Эпоксидный состав А (см. табл. 18.1) Эпоксидный состав А, стекло­ткань или техническая бязь Эпоксидный состав Б Эпоксидный состав Б, стеклоткань Эпоксидный состав Б, стальная пластина Эпоксидный состав В Эпоксидный состав В, стеклоткань Эпоксидный состав В, стальная пластина Эпоксидный состав Г Эпоксидный состав Д Эпоксидный состав Е Клей БФ-2 и БФ-4

Устранение трещин длиной до 20 мм, склеивание металлических изделий, вклеивание подшипников и других деталей при зазоре до 0,2 мм Устранение трещин и обрывов трубопроводов Ремонт чугунных и стальных деталей, устранение трещин длиной до 20 мм, восстановление подвижных и непод­вижных соединений с последующей механической обработкой или формо­ванием, восстановление резьбовых сое­динений и др. Устранение трещин длиной до 20... 1 50 мм у чугунных и стальных деталей Устранение пробоин и трещин длиной более 150 мм у чугунных и стальных деталей Ремонт алюминиевых деталей: устране­ние трещин длиной до 20 мм, восста­новление посадочных поверхностей, ремонт резьбовых соединений, уплот­нение сварных швов Устранение трещин длиной до 20...150 мм у алюминиевых деталей Устранение пробоин и трещин длиной более 150 мм у алюминиевых деталей Восстановление неподвижных соедине­ний с последующей механической обработкой Восстановление подвижных и непод­вижных соединений с последующей механической обработкой Восстановление и стабилизация резьбовых соединений Склеивание металлов, стекла, керамики, древесины и др.

продолжение табл. 18.4

материал

область применения

Клей ВС-10Т и ВС-350 Клей БФ-6 и № I Эластомер ГЭН-150 (В) Герметик 6Ф Анаэробные герметики АН-4, УГ-7 Анаэробные герметики АН-17, УГ-1, УГ-3, УГ-8 Анаэробные герметики АН-6, АН-8 Герметик «Эластосил 137-83» Компаунд ЛТ-75Т Уплотнительная замазка У-20А Герметик УН-25 Уплотняющая жидкая про­кладка: ГИП -242 ТИП -244 Полиамид, полиэтилен, полипропилен

Склеивание металлов, текстолита, пенопласта и т.д. Склеивание ткани, кожи, резины, вой­лока между собой и приклеивание их к металлу, дереву и другим материалам Восстановление неподвижных соедине­ний при зазоре: до 0,06 мм — без термо­обработки, до 0,16 мм - с термообра­боткой при 115°С Восстановление неподвижных соедине­ний при зазоре: до 0,06 мм - без термо­обработки, до 0,2 мм - с термообра­боткой при 160°С Фиксация, уплотнение и восстановле­ние неподвижных соединений при за­зоре до 0,15 мм. Стопорение резьбовых соединений Фиксация, уплотнение и восстановле­ние неподвижных соединений при за­зоре до 0,4 мм. Стопорение резьбовых соединений Фиксация, уплотнение и восстанов­ление неподвижных соединений при зазоре до 0,6 мм. Стопорение резьбовых соединений Герметизация неподвижных соедине­ний (без прокладок), работающих в водной, воздушной и масляной средах при зазоре до 0,8 мм То же, включая топливную среду Герметизация в сочетании с проклад­ками разъемных соединений, работаю­щих в водной и воздушной средах Герметизация в сочетании с проклад­ками разъемных соединений, работаю­щих в среде воды, масла, бензина Герметизация неподвижных соедине­ний, работающих в водяной и воздуш­ной средах То же, включая маслобензиновую среду Восстановление и изготовление деталей литьем под давлением

Анаэробные полимерные составы — это смеси жидкостей различ­ной вязкости, способные длительное время оставаться в исходном состоянии без изменения свойств и быстро отвердевать с образо­ванием прочного полимерного слоя в узких зазорах между поверх­ностями при температурах 15...35°С при условии прекращения Контакта с кислородом воздуха. Скорость отверждения и время Достижения максимальной прочности соединений зависит от температуры окружающей среды. При температуре ниже 15 °С полиме­ризация замедляется. Благодаря высокой проникающей способно­сти анаэробные полимерные материалы плотно заполняют трещи­ны, микродефекты сварных швов, зазоры.

В табл 18.3 приведены условия получения и характеристики не­которых клеевых соединений, применяемых при ремонте машин.

Примерные области применения полимерных материалов при ремонте машин приведены в табл. 18.4.