Пластики в автомобилестроении
Федеральное агенство по образованию РФ Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Тверской государственный технический университет
Кафедра “Технология металлов и материаловедения ”
Реферат по дисциплине ”Материаловедение” на тему “Пластики в автомобилестроении”
Выполнил: Шепелёв Д.С. Специальность: 190701-ОПУТ Обозначение работы: Р-ОПУТ-0609-ДО Принял: Лаврентьев А.Ю.
Тверь,2007
Printed with FinePri nt -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Содержание: Введение………………………………………………………………………………стр.3 Определение термина пластмассы…………………………………………………..стр.3 Свойствапластиков…………………………………………………………………..стр.3-4 Полиолефины…………………………………………………………………………стр.4 Полиэтилен……………………………………………………………………………стр.4-5 Полипропилен ………………………………………………………………………..стр.5 Полистирольные пластики…………………………………………………………..стр.5-6
Поливинилхлориды………………………………………………………………….стр.6 Фторопласты………………………………………………………………………….стр6 Полиамиды……………………………………………………………………………стр.7-9
Поликарбонат………………………………………………………………………...стр.9 Полиформальдегиды…………………………………………………………………стр.9 Фенопласты…………………………………………………………………………...стр.10-11 Заключение……………………………………………………………………………стр.11 Библиографический список …………………………………………………………стр.13 Рекомендация по выбору полимерных материалов для изготовления основных узлов и деталейавтомобиля……………………………………………………………………стр.12-13
Printed with FinePri nt -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Пластики в автомобилестроении.
Введение. Применение пластмасс(пластиков) в конструкции автомобилей приобретает всй более широкие масштабы.Это объясняется в первую очередь тем, что по ряду показателей – плотности, коррозионной стойкости, антифрикционным и электротехническим, а также технологическим свойствам – пластики значительно превосходят традиционные материалы, используемве при изготовлении автомобиля.За последние 10 лет произошли принципиальные сдвиги в области применения пластмасс в автомобилестроении.Ранее из пластиков изготавливали детали только электротехнического, декоративного назначения.
Основные факторами, обусловливающими значительное внедрение пластмасс в конструкцию автомобилей, являются ;
- Во-первых, машина становится легче, а это означает, что снижается расход топлива.
- Во-вторых, открывается возможность для новых конструкционных решений, поскольку термопластичные полимеры легко поддаются переработке и, следовательно, позволяют воплотить любые дизайнерские идеи. Благодаря этому можно получать детали самых хитроумных форм и цветов без дополнительных операций по механической обработке и окраске.
- В-третьих, применение пластиков помогает не только отказаться от дорогостоящих цветных металлов и нержавеющих сталей, но и сократить энерго-и трудозатраты в процессе производства, а значит, снизить стоимость автомобиля.
- В-четвёртых, повышение долговечности и эксплуатационных характеристик автомобиля
Пластическими массами (пластмассами, пластиками) принято называть материалы, представляющие собой композицию полимера или олигомера с различными ингредиентами, находящуюся при формовании изделий в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии, а при эксплуатации -в стеклообразном (аморфном) или кристаллическом состоянии. В качестве ингредиентов могут входить наполнители-тальк, каолин, слюда, древесная мука, стеклянные, органические, углеродные и др. волокна; пластификаторы, отвердители, стабилизаторы и т.д. По характеру связующего вещества пластики подразделяются на а)термопластичные пластмассы (термопласты), получаемые на основе термопластичных полимеров, и б)термореактивные пластмассы (реактопласты), т.е. неразмягчающиеся.
а)Термопластичные пластмассы (термопласты)
В настоящее время в конструкции автомобилей применяются разнообразныеполимеры: полиолефины, ПВХ, полистирол, фторопласты, полиметилакрилат, полиамиды, полиформальдегид, поликарбонат, стеклопластики, фенольные пластики, полиуретаны, этролы, аминопласты, волокниты, текстолиты и др. Самое главное преимущество пластиков в том, что они обладают комплексом свойств, необходимых для конкретного конструкционного элемента А от того, насколько соответствует материал условиям эксплуатации, зависит надежность детали и, в конечном итоге, безопасность автомобиля, а также комфорт водителя и пассажиров Для пластиков характерны следующие свойства:
- низкая плотность(обычно 1,0-1,8 г/см , в некоторых случаях до 0,002-0,04 г/см)
- высокая коррозионная стойкость.Пластмассы не подвержены электрохимической коррозии,на них не действуют слабые кислоты и щёлочи
Printed with FinePri nt -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- высокие диэлектрические свойства
- механические свойства широкого диапозона.В зависимости от природы выбранных полимеров и наполнителей пластики могут быть твёрдыми и прочными или же гибкими и упругими.Ряд пластиков по своей механической почности превосходят чугун и бронзу. При одной и той же массе пластмассовая конструкция может по прочности соответствовать сальной.
- антифрикционные свойства. Пластики могут служить полноценными заменитлями антифрикционных сплавов(оловянистых бронз, баббитов и др.)Например полиамидные подшипники скольжения длительное время могут работать без смазки.
- высокие теплоизоляционные свойства.Все пластики,как правило, плохо проводят теплоту.
- высокие адгезионные свойства
- хорошие технологические св-ва .Изделия из пластика изготавливают способами безотходной технологии-литьём, прессованием, формованием с применением невысоких давлений или в вакууме.
Полиолефины.
Полиолефины -высокомолекулярные углеводородные алифатического ряда, получаемые полимеризацией соответствующих олефинов( этилена,пропилена, и т.д.). В этих полимерах удачно сочетаются механическая прочность, химическая стойкость, высокая морозостойкость, низкая газо-и влагопроницаемость, и хорошие диэлектрические показатели. В автомобильной промышленности из полиолефинов широко применяются полиэтилены, полипропилены, а так же различные их модификации.
Полиэтилен-(-CH2-CH2-)n
высокомолекулярный продукт полимеризации этилена, который имеет макромолекулы линейного строения с небольшим числом боковых ответвлений.
Полиэтилен высокого давления Полиэтилен низкого давления (ПЭВД) (ПЭНД)
Полиэтилен высокого давления(ПЭВД)-лёгкий,прочный, эластичный материал с низкой газо-, паропроницаемостью, хороший диэлектрик, отличается высокой хим. стойкостью к органическим растворителям, низким водопоглощением и отличной морозостойкостью.К недостаткам его можно отнести низкую теплопроводность, высокий коэффициент линейного расширения,низкие,по сравнению с другими полиолефинами, механические свойства и недостаточную стойкость к УФ-излучению. В автомобилестроении используются в основном следующие марки ПЭВД: 17703-010, 10703-020, 10903-020, 11503-035 (ГОСТ 16337-77) для изляции электропроводов и кабелей, в качестве заменителя стекла, для защиты металла от коррозии, для изготовления крышек подшипников, уплотнительных проеладок, детали вентиляторов и насосов,гайки, шайбы, колпачки для защиты резьбы, пробки топливных баков,трубки, шланги, бочки опрыскивателя ветрового стекла и расширителя.
Полиэтилен низког дваления(ПЭНД)-более прочный и жёсткий материал по сравнению с ПЭВД, механическая прочность его в 1,5-2 раза выше,чем у ПЭВД может эксплуатироваться в широком интервале температур. Хороший диэлектрик.Обладает высокой химической стойкостью.Нестоек к воздействию УФ-лучей.В
Printed with FinePri nt -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
автомобилестроении используют марки ПЭНД (по ГОСТ 16338-85):20908-040, 20708-016, 21008-075, 20608-012).Из ПЭНД изготавливают педали привода акселератора, бачки главного цилиндра тормоза и сцепления, оболочки внутреннего заднего троса привода ручного тормоза, втулки крепления уплотнения, крыльчатки, корпус лампы распределителя заднего отопитнля,коробы вентиляции передка.
Полипропилен (-CH2-CH-) n CH3
– продукт полимеризации пропилена при низком давлении.По сравнению с полиэтиленом полипропилен имеет более высокую механическую прочность и жёсткость, большую теплостойкость и меньшую стойкость к старению.Имеет хорошие химические и диэлетрические свойства.Разрушающее напряжение при растяжении достгает 25-4- МПа. Недостатком полипропилена является его невысокая морозостойкость (-20 С).В автомобилестроении полипропилен применяется для изготовления колец и прокладок изолирующих пружин подушки опоры двигателя, расширительного бачка,чехла защитного рычага привода ручного тормоза, крышки и корпуса блока предохранителей, для антикоррозионной фетеровки резервуаров, элетроизоляционных деталей, а так же изготоаления деталей применяемых при работе в агрессивных средах, корпусные детали автомобилей и корпуса аккумуляторов, прокладки, фланцы, корпуса воздушных фильтров, конденсаторы, вставки демпфирующих глушителей, зубчатые и червячные колёса, ролики, подшипники скольжения, фильтры масляных и воздушных систем, рабочие детали вентиляторов, насосов, уплотнения, кулачковые механизмы, изоляция проводов и пружин.
Таблица №1. Физико-механические свойства полеолефинов
| Прочность,МПа | Ударная | Модуль | Отно. | Твёрдос | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Материал | Плотность 3/ мкг | вязкость,кДж/м*м | упругости | Удлин ение при разры ве % | ть по Бринел ю,МПа | |||||
| При растяжени и | При статическ о изгибе | При сжат ии | Без надреза | С надрезом | При растя жени и | При изгиб е | ||||
| ПЭВД | 917-930 | 10-16 | 12-17 | 12 | Не разру | шается | - | 140250 | 500600 | 14-25 |
| ПЭНД | 948-959 | 20-30 | 20-38 | 20- | Не | 2-50 | - | 600 | 300- | 45-59 |
| 36 | разрушае | 850 | 800 | |||||||
| тся | ||||||||||
| Полипропи | 900-910 | 25-40 | 70-80 | 60 | 33-80 | 5-8 | 800 | 670 | 200- | 60-65 |
| лен | 108 | 1190 | 800 | |||||||
| 0 | ||||||||||
Полистирольные пластики. (-CH2-CH-) n
C6H5
Полистирольные пластики – полимеры, полученные полимеризацией стирола или сополимеризацией этого мономера с другими мономерами.Полистирол,т.е. полимер, полученный полимеризацией стирола, обладает высокой водостойкостью, прекрасными диэлектрическими свойствами, хорошей химической стойкостью.Основными недостатками полистирола: низкая атмосферостойкость, невысокая термическа стойкость, склонность к растрескиванию, низкие прочностные свойства.Поэтому чистый
Printed with FinePri nt -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
полистирол не применяется в конструкции автомобиля.Широкое применение находят сополимеры стирола – АБС-тройной сополимер акрилонитрилбутадиена и стирола.
Сополимеры АБС, или АБС-пластики, обладает высокой механической прочностью, достаточной тепло-, морозо-и атмосферостойкостью.Они стойки к воздействию бензина и смазочных масел.Детали из АБС-пластика имеют хороший декоративный вид.
В автомобильной промышленности применяются для изготовления кожуха вентилятора отопителя, кожух облицовочногоьвала руля, решётку радиатора, кожух радиатора отопителя,корпу сопла, ручки и заслонки воздуховодов, облицовки стоек,дверей, боковины.
Поливинилхлориды(-CH2-CH-) n---Cl
Поливинилхлориды(ПВХ)– представляют собой высокомолекулярные продукты полимеризации винилхлорида, содержащие до 56.8% связанного хлора.Это обеспечивает им пониженную горючесть.ПВХ способны пластифицироваться различными пластификаторами, что позволяет получить на их основе как жесткие, так и эластичные материалы.Пластмассы на основе ПВХ можно разделить на 2 группы: Содержащие пластификаторы Не содержащие пластификаторы
Пластикат ПВХ Винипласт
Пластикат ПВХ – получают смешением ПВХ с пластификаторами, которые снижают температуру стеклования ивязкого течения материала. С увеличением содержания пластификатора повышается морозостойкость, возростает относительное разтяжение при удлинении, но понижается механическая прочность, ухудшаются диэлектрические свойства.В автомобилестроении применяются для водо-, бензо-,антифризостойких гибких трубок, изолирующих прокладок, элементы насосов и вентиляторов .
Винипласты -жёсткие пластмассы на основе ПВХ – получают смешением ПВХ со стабилизаторами и наполнителями.Материал имеет достаточно высокие механические свойства, хорошую химическую, водо-и грибостойкость.Недостатком является невысокая теплостойкость и низкая ударопрочность. В автомобилестроении винипласт приминяется для изоляционных кожухов,прокладок, вибропоглощающих материалов.
Фторопласты – полимеры фторпроизводных этиленового ряда.Своим внешним видом и поверхностью полимеры напоминыют парафин, имеют очень низкий,по сравнению с большинством веществ, коэффициент трения. Имеют прочность при растяжении 15-35 МПа , при изгибе 10-15 МПА, относительное удлинение при разрыве 250-350% . Наиболее широкое распостранение получил фторопласт-4, или политетрафторэтилен(тефлон).Характерезуются высокой плотностью(2,1-2,3г/см), термо-и морозостойкостью.Интервал рабочих температур при эксплуатации изделий из фторопласта-4 составляет от-269 до 260 С.Фторопласт-4 имеет хорошие диэлектрические свойства и высокую коррозионную стойкость.По химстойкости фторопласт-4 превосходит все известные материалы, включая золото и платину. Он стоек к воздействию всех минеральных и органических щелочей, кислот.При температуре 260 С невзрывоопасен.В автомобилестроении фторопласт-4 применяется для изготовления подшипников скольжения без смазок.Для уменьшения износа подшипника во фторопласт вводят 15-30% наполнителя(графита, дисульфита молибдена, стеклянного волокна).Так же фтолропласт применяется для изготовления тепло-и морозостойких деталей(втулок, пластин,дисков, прокладок, сальников, клапанов), для облицовки внутренних поверхностей различных криогенных емкостей.
Printed with FinePri nt -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Полиамиды(ПА) Полиамиды – представляют собой высокомолекулярные полимеры, содержащие в основной цепи макромолекулы амидную группу.Соотношение метиленовых и амидных групп в составе ПА определяет такие основные свойства полимера, как температура плавления, водопоглощение, эластичность, морозостойкость. Удачное сочетание высокой механической прочности и малой плотности с хорошими антифрикционными и диэлектрическим свойствами, химической стойкостью к маслам и бензину делают ПА одним из важнейших конструкционных материалов. Детали из ПА выдерживают нагрузки, близкие к нагрузкам , допустимым для цветных металлов и сплавов. Исследование антифрикционных свойств ПА, особенно наполненные, значительно превосходят фторопласты, полиформальдегид и поликарбонат.При этом, чем выше давление, тем меньше коэффициент трения ПА.Данные о зависимости динамического коэффициента трения ПА-6 и ПА-610 по стали от состояния поверхности трения и нагрузки(скорость 1,17 см/с) приведены в табл.№2. Значения коэффициентов трения некоторых ПА по стали приведены ниже:
ПА-610 0,26-0,32 ПА-12 0,28-0,3 ПА-6 0,2-0,22
Таблица№2. Зависимость коэффициента трения полиамида по стали от нагрузки.
| Нагрузка, МПа 6 10 15 20 25 30 35 40 | Сухое трение 0,124 0,115 0,106 0,100 0,095 0,092 0,092 - | ПА-6 Смазка водой Смазка маслом 0,134 0,1 0,120 0,097 0,106 0,092 0,096 0,088 0,084 0,084 0,082 0,080 0,077 0,075 -- | Сухое трение 0,117 0,108 0,098 0,094 0,091 0,088 0,085 0,082 | ПА-610 Смазка водой 0,113 0,104 0,095 0,091 0,090 0,088 0,085 0,084 | Смазка маслом 0,094 0,093 0,091 0,089 0,087 0,085 0,083 0,080 |
Для изготовления автомобильных деталей нашли применение следующие ПА и их стеклонаполненные модификации – ПА-610, ПА-12, ПА-6, ПА-66, стеклонаполненные.
ПА-610 представляет собой продукт поликондесации соли СГ (соли себациновой кислоты с гексаметилендиамином.)По значению показателя текучести расплава и модуля упругости он превосходит практически все термопласты, а сочетание небольшого водороглощения с хорошими прочностными свойствами и тепломорозостойкостьюделает возможным использования ПА-610 в ответственных деталях антиырикционного назнвчения.Однако применение ограничено его высокой стоимостью. Из ПА-610 изготовляют методом литья под давлением вкладыши и втулки опорных тяг рулевой трапеции, ручки фиксаторов шарнира, вкладыши и рычаги управления коробкой передач, фильтр топливного насоса, зубчатые передачи, уплотнительные устройства, муфты,подшипники скольжения, лопасти винтов,стойкие к действию щелочей, масел, а так же антифрикционные покрытия металлов и др. втулки и вкладыши.
Printed with FinePri nt -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
ПА-12 – продукт гидролитической полимеризации додекалактама в присутствии кислых катализаторов. Этот материал имеет небольшую плотность, отличается незначительным водопоглощением. Свойства и размеры изделий из него отличаются сиабильнотью. ПА-12 хорошо работает на знакоперменный изгиб, это самый эластичный из рассматриваемых ПА, имеет хорошие антифрикционные и электрические свойства.К недостаткам материала относятся низкая теплостойкост по сравнению с другими ПА. Применяется для изкотовления скоб, хомутов,трубок, языков замка дверей, защёлок замков.
ПА-6 – продукт полимеризации капролактама.ПА-6 самый дешёвый материал из полиамидов.По механическим свойствам он превосходит другие ПА, имеет хорошие антифрикционные свойства.В автомобилестроении применяется для изготовления втулок валика педали сцепления, валика акселератора, изолирующей втулки рычага указателя и др. втулок, пластины опоры педали акселератора, пробки горловины бачков, поводка тяги выключения замка двери,опоры шаровой тяги привода управления коробки передачи, штуцеров,шайб,корпусов распределителя нагретого воздуха.
ПА-66(анид)– продукт поликондексации соли АГ (хим. название-полигексаметиленадипамид).По сравнению с другими ПА имеет высокую прочномть, хорошую теплостойкость,антифрикционные и электроизоляционные свойства.В автомобилестроении из ПА-66 выпускаются автомобильные детали типа втулок педалей сцепления и тормоза, распорных втулок, втулок дуги обивки крыши, ограничительных втулок, гаек-барашков крепления запасного колеса, шестерён корпуса привода спидометра,шайб, колодок контактных для наружных и внутренних штеккреов, каркасов катушек, пистонов крепления, вкладышей шарового кольца, скоб, вентиляторов системы охлождения.
Стеклонаполненные ПА, содержащие 20-30% стекловолокна. Механическая прочность и теплостойкость ПА, наполненных стекловолокном, увеличивается по сравнения с ненаполненными в 2-3 раза. Значительно возрастает и сопротивление ползучести, усталостная прочность, износостойкость.В автомобилестроении Стеклонаполненные ПА для изготовления деталей с жёстким размерными допусками, работающих в интервале температур от -60 до 150 С, а так же деталей, несущих нагрузки. Это – ограничители хода шестерни, рычаги включения привода, крыльчатки, шестерни, корпуса предохранителей, корпус клапана бензобака и карбюратора, крышки картера сцепления, бачки радиатора отопителяю, чашка нижняя шарнира наружного зеркпла, детали топливной аппаратуры,различные втулки.
Printed with FinePri nt -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Таблица№3. Физико-механические свойства ПА вышеуказанных модификаций.
| Прочность,МПа | Ударная | Модуль | Отно. | Твёрд | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Материал | Плотность 3/ мкг | вязкость,кДж/м*м | упругости | Удлин ение при разры ве % | ть по Брине ю,МПа | |||||
| При растяжени и | При статическ ом изгибе | При сжат ии | Без надреза | С надрезом | При растя жени и | При изгиб е | ||||
| ПА-610 | 1090-1110 | 50-60 | 45-70 | - | 100-120 | 5-10 | 1500 | - | 100 | 1001 |
| - | 200 | |||||||||
| 1700 | ||||||||||
| ПА-12 | 1020 | 40-45 | 55-65 | 6063 | 80-90 | 5-9 | 1600 -1800 | 1200 -1300 | 200280 | 75 |
| ПА-6 | 1130 | 55-77 | 90-100 | 85- | 90-130 | 5-10 | 1200 | - | 100 | 1001 |
| 100 | - | 150 | ||||||||
| 1500 | ||||||||||
| ПА-66 | 1140 | 80-85 | 80 | - | 90-95 | 5-8 | 3100 | - | 40150 | 1001 |
| Стеклонапо лненные | 1350-1380 | 115-150 | 180-230 | 110 | 35-45 | 8-10 | 8000 | 9000 | 2,0-3,5 | 140 |
Поликарбонат Поликарбонат -термопластичный полимер на основе дифенилолпропана и фостена, выпускаемый под названием дифлон.Поликарбонат характеризуется низкой водопоглощаемостьюи газонипроницаемостью, хоршими диэлектрическими свойствами, высокой жёсткостью, теплостойкостью и химической стойкостью,прозрачен, хорошо окрашивается.Стоек к световому старению и действию окислителей даже принагреве до 120 С, допускается при работе изделий в интервале от -100 до 135 С.Это один из наиболее удпропрочных термопластов, что позволяет использоватьего в качестве конструкционного материала, заменяющего металлы.В автомобилестроении из поликарбоната изготавливают шестерни, подшипники, корпуса,крышки,клапаны.
Таблица№4. Теплофизические свойства поликарбоната
| Матери ал | Температу ра эксплуатац ии в С | Темп. Хрупкости при изгибе, морозостойкост ь.С | Темп. Размягчен ия по Вика, С | Теплостойкость по Мартенсу,С, в скобках-теплостойкость при деформации под нагрузкой в1,86МПа | Коэффициент линейного теплового расширения 5 a 10 * , -1С |
| Дифлон | -100 +135 | -100 | 150-160 | 120-130 | 6 |
Полиформальдегиды(полиацетали)
Полиформальдегиды(ПФ)– это продукт полимеризации формальдегида и триоксана с диоксоланом(СТД).Они сочетают высокий модуль упругости при растяжении и изгибе с достаточно большой ударной вязкостью.По показателям долговременной прочности при
9
Printed with FinePri nt -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
растяжении и изгибе и по усталостной прочности эти материалы превочходят все другие термопласты , включая полиамиды, поликарбонаты.Теплостойкость при изгибе при высоких нагрузках у образцов из ПФ выше, чем у других термопластов, включая ПА-610, а коэффициент трения по стали близок к этому показателю для ПА.Антифрикционные марки ПФ имеют коэффициент трения 0,15-0,20.Полиформальдегиды значительно превосходят ПА по водостойкости:при эксплуатации в водной среде механические свойства материалов изменяются незначительно.Эти материалы удачно сочетают хорошие электротехнические свойства с механической прочностью и водостойкостью. При нормальных и пониженных температурах они устойчивы ко всем без исключения органическим растворителям, слабым кислотами основаниям.Полиформальдегиды имеют хорошую сырьевую базу и в перспективе являются интересным конструкционным материалом.В настоящее время стоимость ПФ высока, что ограничивает их применение.К недостаткам этих материалов следует отнести невысокую стойкость к воздействию УФ-лучей и светостойкость.Основной метод переработки-литьё под давлением.
В автомобильной промышленности применяются полиформальдегиды марок ПФ-Л-1, ПФ-Л-2, ПФ-Л-3.Из них изготавливают корпуса жиклёра омывателя, поводок пружины замка капота, кольца распорные, втулки, кулачки, поршни, толкатели, корпуса клапанов, детали карбюратора(муфты и др.), топливных насосов, трубопроводов, ручки дверей, переключатели.
б)Термореактивные пластмассы (реактопласты)
Фенопласты Фенопласты(фенольные пластики) -пластмассы основе фенолоформальдегидных смол.В зависимости от наполнителя фенопласты подразделяются на порошкообразные, волокнистые, слоистые материалы.Фенопласты, содержащие порошкообразные наполнители(древесную муку, минеральные наполнители.), наз. – пресс-порошками.Фенопласты, содержащие наполнитель в виде хлопчатобумажных волокон, наз. – волокнитами, а в виде стеклянных волокон – стекловолокнитами.Если фенопласты имеют в качестве наполнителя ткани,то – текстолиты, если бумагу -гетинаксами. Отличительной особенностью фенопластов является хорошие диэлектрические показатели, высокие механические свойства, низкое водопоглощение, хорошие химические свойства.В автомобилестроении для производства деталей применяются следующие фенопласты:
Пресс-порошки типа О – общего назначения – рекомендованы для ненагруженных и неармированных деталей общего назначения, к механическим свойствам которых не предъявляются высокие требования. Из пресс-порошка типа О изготавливают держатели фланцев, изолирующие втулки, шайбы, ручки.
Пресс-порошки типа Вх – для изготовления деталей электротехнического назначения, работающих в условиях повышенной влажности и высоких температур.
Волокниты типа У-Особенность изделий из Волокнит — высокая ударная прочность, кроме того, они стойки к действию воды, минерального масла, бензина, слабых кислот и растворителей; разрушаются растворами щелочей, сильных кислот, хлора, применяются для изготовления деталей технического назначения, к которым
предъявляются требования повышенной прчности на ударный и статический изгиб, кручение, например кожух радиатора отопителя, крышки аккумкляторов, втулок, шкивов, маховиков.
Стекловолокнит АГ-4В – отличаются высокой прочностью, тепло-и морозостойкостью, хорошей ударноу вязкостью и электротехническими
Printed with FinePri nt -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
свойствами.Из стекловолокнита изготавлиают кожух вентиляторв отопителя, крушку аккумуляторной батареи, корпус вентилятора отопителя задка, стакан фильтра.
Текстолиты -материалы с хорошими механическими, электротехническими и теплофизическими свойствами.Применение этого материала ограничено необходимиостью получения изделия из отпрессованной заготовки механической обработкой.Из текстолита изготавливают шестерни распределительного вала, крыльчатка водяног насоса, шайбы уплотнительные и изолирующие, кнопки клапанов топливного насоса, изолирующие покладки, а так же некоторые детали антифрикционного назначения. . Из текстолит-крошки изготовляют детали с хорошими механическими и антифрикционными свойствами (сальники, ролики, шестерни, втулки, вкладыши подшипников и др.).
Асбоволокниты – обладают хорошими фрикционными(тормозными) свойствами и теплостойкостью. Дозирующие стекловолокниты -по сравнению с материалом АГ-4В имеют улучшенные технологические свойства, и более однородны по механическим свой свам.Из дозирующих стекловолокнитов прессуют детали электроизоляционного
назначения – кожухи вентиляторов, крышки аккумуляторных ботарей. . Таблица№5.Физико-механические свойства
| материал | Плотн | Прочность,МПа | Ударная | Модуль | Относ. | Твёрдость | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ость | вязкость,КДж/м*м | упругост.МПа | Удлинение при разрыве.% | Бринеллю а | ||||||
| 3/м кг | При растяже нии | При статическ ом изгибе | При сжати и | Без надреза | С надрезом | При растяж ении | При изгибе | |||
| Пресс- | 1450 | 35-40 | 60-70 | 160- | 5,0-6,0 | 1,96 | 7500 | - | 0,6-0,8 | 250-300 |
| порошки | 200 | 8000 | ||||||||
| типа О | ||||||||||
| Пресс- | 1750 | 24 | 35-45 | 120 | 8 | - | 5600 | - | - | - |
| порошки | 150 | 8400 | ||||||||
| типа Вх | ||||||||||
| Волокни ты | 1450 | 35-35 | 80 | 100 | 9 | 4 | 60008500 | - | 0,38 | 250 |
| Стеклово локнит | 17001900 | 57 | 150 | 130 | 50 | - | 1400 | 14800 | - | 400-450 |
| Текстоли | 1300- | 85-100 | 140-150 | 1300 | 35 | - | 4000 | - | 1-1,5 | 250-350 |
| ты | 1400 | - | 6500 | |||||||
| 2300 | ||||||||||
Заключение. Перспективы применеия пластмасс в конструкции автомобиля Применение пластиков в конструкции автомобиля позволяет снизить массу, улучшить эксплуатационные характеристики автомобиля, повысить его травмобезопасность и комфортабельность.В среднем в одном легковом автомобиле применяется 45кг пластмасс, в перспективе предусматривается увеличение этого количества до 80-110кг.В основном внедрение пластмасс в автомобиль происходит при разработке новых конструкций базовых моделей.Основным направлением расширения применения пластмасс в конструкции автомобиля является внедрение крупногабаритных наружних деталей кузова из композиционных полимерных материалов, обеспечивающих снижение массы и повышение долговечности за счёт
Printed with FinePri nt -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
коррозионной стойкости.Разработка высокопрочных композиционных материалов с
полимерной матрицей и стеклянными, углеродными и другими волокнами позволила
перейти к использованию их в нагруженных силовых деталях, таких как карданные
валы, рессоры, обода колёс.
Таблица№6.Рекомендация по выбору полимерных материалов для изготовления основных узлов и деталей автомобиля.
| Группы узлов и деталей автомобилей | ПЭНД | ПЭВД | Полипропилен | Полистиролы АБС - | Термопласты армированные стекловолокном | Стеклопластики | Полиуретаны | Полифенилен оксиды | Полиамиды | Полиформаль дегиды | Поликарбона ты | Фенопласты | Акрилаты | Полиэтилент рефталат | Лавсан |
| Детали внешней облицовки: решётки радиаторов,спойлеры, колпаки колёс | + | + | + | + | + | ||||||||||
| Детали пассивной защиты: панель приборов, бамперы,рулевые колёса и др. | + | + | + | ||||||||||||
| Амортизационные детали: прокладки, подушки и спинки сидений | + | ||||||||||||||
| Емкостные детали для хранения жидкостей: топливные баки, маслобаки, ящики аккумуляторных батарей, бачки для тормозной жидкости | + | + | |||||||||||||
| Детали зацепления и ременных передач: зубчатые и червячные колёса, звёздочки, шкивы, храповики. | + | + | + | + | |||||||||||
| Детали узлов трения: подшипники скольжения, втулки, вкладыши шарниров. | + | + | + | + | + | + | |||||||||
| Детали, подвергающиеся электромеханическим нагрузкам , электроизоляционного назначения: крышки распределителей, коллекторы, катушки, переключатели, контактные колодки, платы. | + | + | + | + | + |
12
Printed with FinePri nt -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
| Детали систем | |||||||||||||||||
| питания, охлаждения и смазки двигателя: | + | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||
| трубки, пробки, | |||||||||||||||||
| масленики , фильтры | |||||||||||||||||
| Детали общего | |||||||||||||||||
| назначения: рукоятки, щитки, кнопки, ручки | + | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||
| колпачки. | |||||||||||||||||
| Крупногабаритные | |||||||||||||||||
| детали кузовов : крылья, капоты, | + | + | + | + | + | ||||||||||||
| багажники, панели | |||||||||||||||||
| дверей. | |||||||||||||||||
| Корпусные детали: | |||||||||||||||||
| кожухи, крышки корпусов, коробки, | + | + | + | + | + | ||||||||||||
| кожухи отопителей , | |||||||||||||||||
| корпуса воздушных | |||||||||||||||||
| фильтров. | |||||||||||||||||
| Рабочие органы | |||||||||||||||||
| крыльчатки вентиляторов, | + | + | + | + | |||||||||||||
| насосов, | |||||||||||||||||
| компрессоров.: | |||||||||||||||||
| Светотехнические | |||||||||||||||||
| детали: плафоны, рассеиватели , задние | + | + | + | ||||||||||||||
| фонари, указатели | |||||||||||||||||
| поворотов. | |||||||||||||||||
| Детали | |||||||||||||||||
| информационного назначения: | + | ||||||||||||||||
| фирменные таблички, | |||||||||||||||||
| шкалы. | |||||||||||||||||
| Детали внутренней | |||||||||||||||||
| отделки: салона кузова декоративные | + | + | + | ||||||||||||||
| профили, прошвы. | |||||||||||||||||
| Детали | |||||||||||||||||
| теплошумоизоляции кузова,пола,капота. | + |
Библиографическийсписок:
- Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений, Б.Н.Арзамасов, И.И.Сидорин,Г.Ф.Косолапов.
- “Химики автолюбителям” под общей редакцией профессора А.Я. Малкина
- Материаловедение под редакцией Ю.П. Солнцева,Е.И. Пряхина
- Материаловедение: Учебник 3-е издание,Ржевсая С.В.
- Материаловедение: Учебник для вузов, Н.А Волгин,Л.Л Рыбаковский
Printed with FinePri nt -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Printed with FinePri nt -purchase at www.fineprint.com
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com