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.
Таблица№3. Физико-механические свойства ПА вышеуказанных модификаций.
Материал
Плотность
Прочность,МПа
Ударная вязкость,кДж/м*м
Модуль упругости
Отно. Удлинение при разрыве %
Твёрдость по Бринеллю,МПа
При растяжении
При статическом изгибе
При сжатии
Без
надреза
С надрезом
При изгибе
ПА-610
1090-1110
50-60
45-70
-
100-120
5-10
1500-1700
100-200
100-150
ПА-12
1020
40-45
55-65
60-63
80-90
5-9
1600-1800
1200-1300
200-280
75
ПА-6
1130
55-77
90-100
85-100
90-130
1200-1500
ПА-66
1140
80-85
80
90-95
5-8
3100
40-150
100-170
Стеклонаполненные
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
Температура эксплуатации в С
Темп. Хрупкости при изгибе, морозостойкость.С
Темп. Размягчения по Вика, С
Теплостойкость по Мартенсу,С, в скобках-теплостойкость при деформации под нагрузкой в1,86МПа
Коэффициент линейного теплового расширения,
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 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 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
Ударная вязкость,КДж/м*м
Модуль упругост.МПа
Относ. Удлинение при разрыве.%
Без надреза
Пресс- порошки типа О
1450
35-40
60-70
160-200
5,0-6,0
1,96
7500-8000
0,6-0,8
250-300
Пресс-порошки типа Вх
1750
24
120-150
8
5600-8400
Волокниты
35-35
100
9
4
6000-8500
0,38
250
Стекловолокнит
1700-1900
57
150
130
50
1400
14800
400-450
Текстолиты
1300-1400
140-150
1300-2300
35
4000-6500
1-1,5
250-350
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 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 - пластики
Термопласты армированные стекловолокном
Стеклопластики
Полиуретаны
Полифениленоксиды
Полиамиды
Полиформальдегиды
Поликарбонаты
Акрилаты
Полиэтилентрефталат
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.
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.
Библиографический список:
1. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений, Б.Н.Арзамасов, И.И.Сидорин,Г.Ф.Косолапов.
2. “Химики автолюбителям” под общей редакцией профессора А.Я. Малкина
3. Материаловедение под редакцией Ю.П. Солнцева,Е.И. Пряхина
4. Материаловедение: Учебник 3-е издание,Ржевсая С.В.
5. Материаловедение: Учебник для вузов, Н.А Волгин,Л.Л Рыбаковский
Страницы: 1, 2, 3