Композиционные триботехнические материалы на основе олигомеров сшивающихся смол

|Полиэтиленовый воск окисленный |4,29 мас. ч. |

Смазка обеспечивает до 15-25 съемов изделий. Ее готовят путем

растворения смеси сухих компонентов в уайт-спирите в течении 3-4 часов при

80-90 0С на водяной бане. Для повышения эффективности смазки рекомендуется

в состав ее вводить ускорители отверждения.

После высыхания разделительного слоя рабочую поверхность оснастки

покрывают равномерным слоем формовочного состава, включающего полиэфирную

смолу, красители, загустители, добавки, снижающие ингибирующее действие

кислорода воздуха, и т.д. Затем укладывают стеклоткань по длине (ширине)

стола, шаблона. Стыки полотнищ стеклоткани шириной не менее 20 мм,

необходимо равномерно смещать по длине (ширине) формовочной оснастки во

избежание утолщений готовых изделий.

Выклейку заготовки из слоев стеклоткани можно производить различными

способами, при этом ткань иногда пропитывают заранее в пропиточных машинах

или кистью вручную на специальных рамках, которые могут быть смонтированы в

установке кассетного типа.

При изготовлении деталей со сложными контурами применять заранее

пропитанную стеклоткань неудобно. Поэтому сухую стеклоткань прикрепляют к

столу, первый слой пропитывают формовочным составом, после чего покрывают

стеклоткань следующим слоем сухой стеклоткани и приглаживают кистью без

связующего до его появления на поверхности ткани. Уплотнение слоев

производят валиками. Затем на стеклоткань дополнительно наносят связующее

до полной ее пропитки, после чего укладывают последующий слой ткани.

Процесс повторяют до получения нужной толщины изделия. Как правило, при

изготовлении изделий из стеклопластиков используют несколько видов

стеклоткани для повышения прочностных характеристик.

Для получения определенного количества связующего в стеклопластике

необходимо контролировать его расход при пропитке. Он зависит от типа

стеклоткани.

Пропитанная стеклоткань отверждается непосредственно на оснастке при

температуре не ниже 180 С и влажности не более 65% в течении 30-60 мин с

последующим доотверждением при 60-700. С в течение 2-3 часов. Готовые

стеклопластиковые изделия снимают с оснастки через 72-96 часов и обрезают

до необходимого размера алмазными кругами. Такой метод широко используется

при изготовлении корпусов судов, лодок, кузовных частей автомобилей,

резервуаров и других крупногабаритных деталей[10].

4.3. Изготовление изделий методами свободного и центробежного литья

Широкое применение метод свободного литья нашел при переработке

ненасыщенных полиэфирных смол в производстве деталей радиотехнического

назначения, электрического оборудования кабельных муфт, наливных полов,

листовых и стержневых заготовок для получения пуговиц, пряжек и бижутерии и

т.д.

К заливочным композициям предъявляется следующие требования: они

должны иметь невысокую вязкость, умеренную усадку, небольшой

экзотермический эффект при отверждении, а в отвержденном состоянии

повышенную ударную прочность и в ряде случаев высокие показатели

электроизоляционных свойств, улучшенную прозрачность, теплопроводность,

износостойкость и химическую стойкость.

Заливку в открытые и закрытые формы осуществляют, как правило, после

введения отверждающей системы без применения внешнего давления, но иногда

используют простейшие приспособления для заливки под давлением сжатого

воздуха 0,02-0,2 МПа[10].

Необходимое время гелеобразования и отверждения обеспечивается

соотношением и количеством компонентов отверждающей системы. Для ускорения

отверждения изделий формы нагревают, причем температура нагрева зависит от

применяемой системы отверждения.

Ускорение процесса отверждения может быть достигнуто путем обработки

смолы токами высокой частоты. При этом достигается повышение твердости на

10-22% и снижение абразивного износа на 11-18%. Свободную отливку можно

производить в формах из полиэтилена, пропилена, применение которых не

требует нанесения антиадгезионной смазки на рабочую поверхность форм.

Кроме того, применяют также формы из силиконовой резины, особенно при

изготовлении декоративных изделий: деталей мебели, багетов, для обрамления

картин, статуэток, украшений, пуговиц, пряжек и др.

Изготовление эластичных форм включает следующие процессы: изготовление

модели, формы для отливки силиконовой матрицы, крепление модели в форме,

приготовление силиконового компаунда и заливка в форму, вулканизация,

извлечение матрицы из формы, термообработка матрицы, изготовление копий

модели в матрице, размножение силиконовых матриц. Модель-оригинал

разрабатывается и изготавливается из любого материала: пластика, дерева,

металла, воска, пластилина и т.д. Силиконовый компаунд воспроизводит

мельчайшие детали рисунка модели, поэтому не допускаются какие-либо

дефекты, в том числе отпечатки пальцев.

После подготовки модели изделие обезжиривают и закрепляют в форму.

Форма для отливки силиконовых матриц изготавливается в виде цилиндра или

рамки со съемным дном. Для лучшего извлечения силиконовой матрицы из формы,

стенки обрабатывают антиадгезионным составом на основе воска, парафина.

Допускается применение вазелина и минерального масла. Закрепление модели в

форме производится посредством липкой ленты, клея и любым другим способом,

но с учетом того, что модель должна плотно прилегать ко дну формы во

избежания подтекания силикона под модель.

После смешения компонентов силиконовую композицию дегазируют в вакууме

для удаления пузырьков воздуха, захваченного в процессе смешения. При этом

объем смеси увеличивается в 2-3 раза, поэтому емкость должна быть заполнена

не более чем на 1/3 объема. Когда вспученная композиция возвращается к

первоначальному объему, дегазацию прекращают. Если на поверхности модели

имеется сложный рисунок, то перед заливкой ее покрывают тонким слоем

силиконовой композиции, в которую введен катализатор вулканизации.

Вулканизация силиконовой формы длится 6-24ч при 20-250 С. Когда

композиция в процессе вулканизации потеряет липкость и наберет твердость,

силиконовую матрицу извлекают из формы и отделяют от модели. Для повышения

ее долговечности требуется термообработка при температуре 140-1600 С. В

процессе термообработки происходит довулканизация, удаляются летучие

продукты реакции, стабилизируются свойства. Чтобы не произошла деформация

матрицы из-за быстрого нагрева, температуру необходимо повышать, начиная с

800С со скоростью 10-200С/час.

После термообработки в матрице из полиэфирной смолы отливается

необходимое количество копий модели, по которым производится размножение

силиконовых матриц. Для изготовления изделий свободной заливкой

используются композиции на основе смол ПН-1 и ПН-12.

Количество компонентов отверждающей системы (ускорителя и инициатора)

подбирается экспериментально, чтобы обеспечить время гелеобразования 13-16

мин (в течении которого смола сохраняет текучесть). Этого времени

достаточно для заливки 20-25 форм. Стирол или 3% раствор парафина в стироле

вводится в композицию при отливке изделий в эластичных силиконовых формах с

целью снижения поверхностной липкости.

Полиэфирная композиция заливается тонкой струей в силиконовые формы,

нагретые до температуры 100-1200С. После заливки рекомендуется поместить их

в сушильный термошкаф с температурой 110(100С, через 10-20 мин из форм

извлекаются заготовки изделий и матрица без промывки готова к последующей

заливке.

В условиях мелкосерийного производства для изготовления изделий из

ненасыщенных полиэфирных смол методом свободной заливки могут быть

использованы установки типа УОС-2-1 с производительностью переработки

полиэфирной композиции 50-70 кг/час. Принцип работы установок состоит в

следующем: композиция с ускорителем заливается в одну емкость, а с

инициатором в другую, затем композиции шнековыми насосами подаются в

смеситель проточного типа, где перемешиваются. Из смесителя композиция,

способная к быстрому отверждению, подается к форме. На установке возможна

одновременная заливка двух форм.

4.4. Технологический регламент изготовления композиционных материалов на

основе ненасыщенных полиэфирных смол

Технологический регламент изготовления композиционных материалов на

основе ненасыщенных полиэфирных смол разработан на основе результатов

научно-исследовательских работ и предусматривает использование

композиционных материалов при производстве абразивного инструмента.

Технологический процесс изготовления шлифовальных кругов на гибкой

связке состоит из следующих стадий:

подготовка сырья и форм;

приготовление формообразующей смеси;

изготовление и хранение кругов;

разборка форм и выемка кругов.

1.Подготовка сырья и форм.

1. Сырье проверить на соответствие ГОСТам, ОСТам, ТУ.

2. Приготовление смазки для форм.

3. Подготовка форм.

Формы осмотреть. Раковины, царапины, грязь на формообразующих

поверхностях форм не допускаются.

Формы установить на рабочем столе. Старую смазку удалить и

кистью нанести тонкий и равномерный слой смазки на

формообразующую поверхности форм.

Для получения равномерного слоя необходимо смазку

предварительно размешать до однородной массы.

Температура воздуха рабочего помещения должна быть не ниже

+200С.

2.Приготовление формообразующей массы.

Приготовление массы производить в металлической емкости при

перемешивании на лопастном смесителе.

1. Подготовка сыпучих компонентов.

2. Подготовка связующего.

3. Смешение сыпучих компонентов со связующим.

3.Изготавление и хранение кругов.

1. После перемешивания, массу из рабочей емкости перелить в

разливочный ковш.

2. Из ковша смесь заливать в формы, совершая круговые движения по

периметру форм и укладывая один слой последовательно на другой

до полного заполнения форм массой.

3. Освободившиеся рабочую емкость и ковш разливочной машины

очистить от остатков формообразующей массы, используя салфетки

обтирочные, смоченные ацетоном.

4. Сразу же после заливки форм начинается полимеризация кругов,

которая происходит с выделением тепла.

5. Через 15-20 мин ножом удалить с формы излишки формообразующей

массы.

6. Круги хранить в сухом помещении при температуре выше +100С.

Круги складировать рядами или в подвешенном состоянии на

штырях.

4.Контроль качества.

1. Каждое изделие осматривается визуально. Не допускается наличие

трещин и сколов.

4.5. Механическая обработка полиэфирных материалов

Материалы на основе полиэфирных смол могут подвергаться всем видам

механической обработки, хотя это сопряжено с определенными трудностями.

Механический перенос закономерностей процесса резания металлов и

рекомендаций по отдельным видам их обработки на процесс резания пластмасс,

как показала практика, невозможен, поскольку пластмассы – особая по

сравнению с металлами группа материалов, имеющая специфические свойства,

обуславливающие особенности процесса их резания. Детали из полиэфирных

материалов при изготовлении прессованием, литьем, формованием изменяют свои

размеры и формы вследствие усадки при отверждении и остывании, поэтому

обработка резанием является необходимой, широко распространенной и важной

операцией в общем технологическом процессе изготовления изделий из этих

материалов[11,12,17].

Полиэфирные материалы, как правило, содержат пигменты, наполнители

дисперсные и волокнистые, в том числе стекловолокно, что вызывает быстрый

износ инструмента. Этому способствует низкая теплопроводность полиэфирной

смолы.

При механической обработке полиэфирных материалов предпочтительнее

применять резцы из твердых сплавов группы ВК по сравнению со сплавами групп

ТК и ТТК.

Для твердых сплавов группы ВК с различным содержанием кобальта (ВК-3,

ВК-4, ВК-6, ВК-8, ВК-10) наибольшая стойкость отмечена при использовании

резцов, оснащенных пластинками из ВК-6, что более чем в 4 раза превышает

срок службы твердосплавных резцов из ВК-8. Стойкость резцов, оснащенных

пластинками из мелкозернистых твердых сплавов ВК6М и ВК60М, в 7-9 раз

превосходит стойкость инструмента из ВК-8. Стойкость резцов из

быстрорежущей стали Р18 в 2-3 раза меньше, чем из ВК-8 и вольфрамовых

сплавов КНТ-20 и ТН-20.

Стойкость резцов из быстрорежущей стали можно повысить

нитроцементацией, нанесением тонкого поверхностного слоя карбонитридов на

установках ‘Булат’.

При разрезании листов, труб и стержней из стеклопластиков толщиной до

30 мм наибольшая производительность обработки отмечена при использовании

алмазных кругов, оснащенных синтетическими алмазами АСВ и АСК зернистостью

400/315 или 250/200. Рекомендуемая скорость резания V=60-65 м/с, подача S=6

000-7 000 мм/мин.

Стойкость алмазных кругов составляет около 50 ч, а с применением

охлаждающей среды она увеличивается примерно в 2 раза.

Для шлифования пластмасс наиболее пригодны карборундовые круги средней

твердости на керамической или бакелитовой связке с размером зерна абразива

0,8-0,5 мм для черновой обработки и 0,25-0,16 мм для чистовой. Часто

применяют также шлифовальную шкурку с теми же размерами зерен абразива.

Окончательную обработку поверхности перед полированием производят шкурками

с самыми мелкими абразивными зернами № М-20, М-40.

Разработаны специальные абразивные круги, которые позволяют повысить

производительность шлифования пластмасс. В качестве абразивного материала в

них использовано раздробленное (оконное, тарное) стекло, а в качестве

связки – бакелитовая смола. Абразивные круги из стеклянных зерен способны

самозатачиваться в процессе шлифования. Объясняется это тем, что зерна из

стекла имеют худшие механические характеристики, чем электрокорунд и карбид

кремния, и легко разрушаются вследствие откалывания от зерен небольших

частиц и выкрашивания затупившихся зерен. Вместо них в работу вступают

новые обнажившиеся зерна, и режущие свойства круга поддерживаются на

протяжении всего периода стойкости.

Внедрение стеклянных абразивных кругов в производство показало, что

они по стойкости превосходят металлообрабатывающие в 10-20 раз и дают более

низкую шероховатость поверхности. Для получения поверхностей особо высокого

качества или придания им стойкости к окружающей среде, применяют

полирование, которое придает изделию товарный вид. Полирование производят

на полировальных кругах или в барабанах диаметром 500-700 мм, причем

используют мягкие и твердые круги. При работе с твердыми кругами из

войлока и фетра исправляют глубокие дефекты --- риски, царапины, штрихи и

т.п. Составляются эти круги из двух прокладочных дисков на каждые три

рабочих диска, а их толщина равна 60-100 мм.

При работе с мягкими полировальными кругами, детали подвергают

окончательному полированию.

Рабочие поверхности кругов покрывают полировальными композициями,

основной частью которых являются абразивные материалы – пемза, наждак,

карборунд, мел, глина, оксид хрома и др. Полировальные пасты выпускают с

абразивами четырех градаций по дисперсности (четырех цветов). Самое грубое

полирование получено при использовании пасты с абразивом дисперсностью 60-

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6