ТЕМА 15. Восстановления деталей с применением синтетических материалов.

Учебные вопросы:

1. Синтетические материалы, применяемые при восстановлении деталей.

2. Применение эпоксидных составов при восстановлении деталей.

3. Восстановление размеров деталей нанесением полимеров.

4. Применение синтетических клеев.

5. Организация рабочего места и техника безопасности (самостоятельно).

1. В автотранспортном (ремонтном) производстве всё большее применение при восстановлении деталей находят различные виды синтетических материалов (пластмасс). Их используют при устранении механических повреждений на деталях (трещин, пробоин, отколов и т.п.), при компенсации износа рабочих поверхностей деталей, а так же при соединении деталей склеиванием. Это объясняется простотой технологического процесса и применяемого оборудования, невысокой трудоёмкостью процесса, достаточно высокими физико - механическими свойствами пластмасс, низкой их стоимостью.

Главной составляющей частью пластмасс являются полимеры. Многие пластмассы представляют собой чистые полимеры (полистирол, полиэтилен, полипропилен и др.), но есть пластмассы, в состав которых, кроме полимеров, входят и другие компоненты - наполнители, пластификаторы, красители, отвердители и др. добавки, сообщающие пластмассам требуемые свойства. Все полимеры подразделяются на две большие группы:

реактопласты (термореактивные);

термопласты (термопластические).

Реактопласты при нормальной температуре могут быть в жидком или твёрдом состоянии. Но при нагреве до определённой температуры переходит в вязко - текучее состояние, а при дальнейшем нагреве затвердевают и остаются в таком состоянии независимо от температуры. Этот процесс необратимый, т.к. перевести реактопласты в пластичное состояние невозможно.

Термопласты при нормальной температуре находятся в твёрдом состоянии, а при нагреве размягчаются. В этом состоянии можно придавать любую форму. После охлаждения они снова затвердевают. При повторном нагреве сохраняют пластические свойства т.е. пригодны для дальнейшего использования.

Из реактопластов наиболее широкое применение при восстановлении деталей нашли эпоксидные смолы ЭД - 16 и ЭД - 20 - вязкая жидкость светло - коричневого цвета. При восстановлении деталей применяют эпоксидные композиции - эпоксидная смола, отвердители, пластификаторы и наполнители.

Отвердители (холодные и горячие), соответственно процесс идёт при температурах 60.. .70 С и 120... 160 С.

Пластификаторы - дибутилфталат (ДБФ) - низко молекулярная алифатическая смола ДЭГ - 1 и тиокол НВБ - 2.

Наполнители - стальной или чугунный порошок, аэросил, алюминевая пудра, порошки слюды, талька, асбеста и графита. Так же для приготовления эпоксидных составов могут быть использованы поставляемые промышленностью готовые композиции К - 115 и К - 153, которые не содержат наполнителей и отвердителей.

Из термопластов наибольшее применение нашли полиэтилены, полипропелены, полистеролы, винипласты, полиамиды и фторопласты. Эти материалы обладают хорошей адгезией с металлами, достаточно высокой механической прочностью и износостойкостью. Выпускаются промышленностью в виде гранул и применяются при восстановлении поверхностей деталей, работающих в условиях трения скольжения. Для повышения твёрдости, износостойкости др. свойств в полиамидные смолы вводят наполнители: графит, тальк, сульфид молибдена и металлические порошки. Эти материалы используются так же для изготовления небольших деталей, арматуры кузова и т.п.

2. Эпоксидные составы применяют для заделки трещин, раковин, пробоин и др. механических повреждений в корпусных деталях, а так же для восстановления в них посадочных поверхностей под подшипники.

Перед выполнением этих работ приготавливают эпоксидный состав (пасту). Для этого эпоксидную смолу подогревают до температуры 50...60 С, вводят в неё пластификатор и тщательно перемешивают, затем в пасту при непрерывном перемешивании вводят в требуемом количестве наполнители. Полученный состав охлаждают до комнатной температуры и за 30.. .40 мин. до применения в эпоксидный состав вводят отвердитель.

При заделке трещин в корпусных деталях их подготавливают к нанесению эпоксидного состава: как и перед заваркой производят разделку трещин под углом 120, засверливают их концы, зачищают кромки от окислов и обезжиривают растворителями (ацетон, бензин). Далее в засверленные отверстия вставляют асбестовые пробки и при помощи шпателя наносят эпоксидную пасту в два слоя. Вначале наносят тонкий слой для того, чтобы только покрыть разделанный шов, а затем вторым слоем заполняют полностью шов с перекрытием кромок на 5... 10 мм. Отвердевание пасты производят в сушильном шкафу. При применении холодного отвердителя деталь нагревают до 60.. .70 С и выдерживают при этой температуре 4.. .5 часов.

При устранении пробоин края повреждения зачищают до металлического блеска. Из стеклоткани вырезают накладку, перекрывающую края пробоины на 15...20 мм. После этого очищенные и обезжиренные края пробоины наносят тонкий слой эпоксидного состава и на него накладывают стеклоткань и прикатывают её роликами.

Далее на поверхность накладки наносят слой эпоксидной пасты и его снова покрывают стеклотканью и т.д. В зависимости от размеров пробоины может быть 3...5 слоев. После нанесения последнего слоя производят отверждение пасты в сушильном шкафу.

3. При восстановлении цилиндрических поверхностей деталей применяют термопласты. Нанесение этих полимеров на детали производится путём погружения в расплав пластмассы, литьём под давлением и различными способами напыления порошков. Наиболее широкое применение нашли следующие способы напыления: вихревой, вибрационный, газопламенный и напыление порошка на нагретую поверхность детали. Перед напылением гранулы полимеров превращают механическим или химическим путём в порошкообразное состояние с размером частиц 0,1.. .0,15 мм. При вихревом напылении деталь, предварительно обезжиренную и подогретую до 280.. .300 С, помещают в специальную камеру с взвихренным (псевдосжиженным) порошком пластмассы. Камера вихревого напыления разделена пористой перегородкой на две части. В нижнюю часть камеры поступает сжатый воздух или азот. Сверху на пористую перегородку загружают порошок пластмассы. Сжатый воздух, проходя через пористую перегородку, взвихривает порошок. Соприкасаясь с нагретой поверхностью детали частицы порошка оплавляются и образуют на поверхности детали покрытие. Время выдержки детали в камере зависит от необходимой толщины покрытия. После напыления покрытие подвергают термообработке для снятия внутренних напряжений путём нагрева в масле до температуры 160 С в течение 15...60 мин.

При вибрационном напылении порошок пластмассы приводят в псевдосжиженное состояние в специальной виброкамере с помощью электромагнитного вибратора. Этот способ не требует подогрева детали до высокой температуры, т.к. она не охлаждается потоком сжатого газа. Однако окончательное оплавление порошка в этом случае производят в специальном нагревательном шкафу. Наиболее эффективная частота вибрации 50... 100 Гц, при которой ускорение напыляемых частиц достигает 30 м/с, при этом толщена покрытия - до 1,5 мм.

Описанными способами напыления (вихревым, вибрационным и напылением порошка на нагретую поверхность детали) полимеров можно восстанавливать втулки из антифрикционных материалов, а так же посадочные поверхности на других деталях.

При газопламенном напылении пластмассовый порошок расплавляется в пламени специальной горелки и распыляется струёй сжатого воздуха. Применяется способ для устранения неровностей после правки на поверхности кузовов. Используется специальный порошок ПФН - 12 или ТПФ - 37. Перед нанесением покрытия поверхность кузова очищают от ржавчины и старой краски. А затем придают ей шероховатость при помощи шлифовальной машины крупнозернистыми кругом или дробеструйной обработкой, затем нагревают пламенем газовой горелки до температуры 200С и только после этого включают подачу порошка и производят напыление. Напыленную поверхность перед окраской шлифуют шкуркой.

Напыление пластмассовых порошков можно производить так же путём их напыления на подогретую поверхность детали. При этом деталь нагревают до температуры плавления пластмассы. Частицы порошка, попадая на нагретую поверхность детали, расплавляются и образуют покрытие.

4. Синтетические клеи применяют при ремонте автомобилей для приклеивания накладок на пробоины в баках, бачках радиаторов и др. деталях, а так же при восстановлении кузовов и для наклейки фрикционных накладок на тормозные колодки. В авторемонтном производстве нашли применение следующие синтетические клеи: ВС - 350, БФ - 2, ВС - Ют, МПФ - 1, ВК - 200, эпоксидные клеи и др.

Перед склеиванием поверхности деталей тщательно очищают от загрязнений, обезжиривают растворителями и придают им некоторую шероховатость. После этого на соединяемые поверхности наносят 2...3 слоя клея толщиной около 0,1 мм. Учитывая, что большинство клеев (кроме эпоксидных) содержат летучие растворители, после нанесения первого и последующих слоев клея их нужно подсушить.

После подсушки клея соединяют склеиваемые поверхности. При этом очень важно строго выдерживать режим отвержения клея: усилия прижатия поверхностей, температуру и длительность выдержки при отверждении. Отверждение может производиться при температуре 180 С путём общего нагрева детали в течение 45 минут или путём местного нагрева склеиваемых поверхностей электронагревателем, паяльной лампой и др. источниками тепла. Охлаждение деталей необходимо производить медленно (правила применения клеев).