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
Содержание:
Введение………………………………………………………………………………стр.3
Определение термина
пластмассы…………………………………………………..стр.3
Свойства
пластиков…………………………………………………………………..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 деталей
автомобиля……………………………………………………………………стр.12-13
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 ;
1. Во-первых, машина становится
легче, а это означает, что снижается расход топлива.
2. 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.
3. 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.
4. 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 разнообразные полимеры: 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:
1. низкая плотность(обычно
1,0-1,8 г/см , в некоторых случаях до 0,002-0,04 г/см)
2. высокая коррозионная
стойкость.Пластмассы не подвержены электрохимической коррозии,на них не
действуют слабые кислоты и щёлочи
3. высокие диэлектрические
свойства
4. 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.
5. антифрикционные свойства.
Пластики могут служить полноценными заменитлями антифрикционных
сплавов(оловянистых бронз, баббитов и др.)Например полиамидные подшипники
скольжения длительное время могут работать без смазки.
6. высокие теплоизоляционные
свойства.Все пластики,как правило, плохо проводят теплоту.
7. высокие адгезионные свойства
8. 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 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.
Материал
|
Плотность
|
Прочность,МПа
|
Модуль упругости
|
Отно. Удлинение при разрыве %
|
Твёрдость по Бринеллю,МПа
|
|
При растяжении
|
При статическо изгибе
|
При сжатии
|
Без
надреза
|
С надрезом
|
При растяжении
|
При изгибе
|
|
ПЭВД
|
917-930
|
10-16
|
12-17
|
12
|
Не разру
|
шается
|
-
|
140-250
|
500-600
|
14-25
|
|
ПЭНД
|
948-959
|
20-30
|
20-38
|
20-36
|
Не разрушается
|
2-50
|
-
|
600-850
|
300-800
|
45-59
|
|
Полипропилен
|
900-910
|
25-40
|
70-80
|
60
|
33-80
|
5-8
|
800-1080
|
670-1190
|
200-800
|
60-65
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица №1.
Физико-механические свойства полеолефинов
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 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.
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,
|
ПА-6
|
ПА-610
|
Сухое трение
|
Смазка водой
|
Смазка маслом
|
Сухое трение
|
Смазка водой
|
Смазка маслом
|
6
|
0,124
|
0,134
|
0,1
|
0,117
|
0,113
|
0,094
|
10
|
0,115
|
0,120
|
0,097
|
0,108
|
0,104
|
0,093
|
15
|
0,106
|
0,106
|
0,092
|
0,098
|
0,095
|
0,091
|
20
|
0,100
|
0,096
|
0,088
|
0,094
|
0,091
|
0,089
|
25
|
0,095
|
0,084
|
0,084
|
0,091
|
0,090
|
0,087
|
30
|
0,092
|
0,082
|
0,080
|
0,088
|
0,088
|
0,085
|
35
|
0,092
|
0,077
|
0,075
|
0,085
|
0,085
|
0,083
|
40
|
-
|
-
|
-
|
0,082
|
0,084
|
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 тепломорозостойкостью делает 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.
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.
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 растяжении
|
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
|
5-10
|
1200-1500
|
-
|
100-150
|
100-120
|
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
|
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
Материал
|
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
|
Плотность
|
Прочность,МПа
|
Ударная
вязкость,КДж/м*м
|
Модуль
упругост.МПа
|
Относ. Удлинение
при разрыве.%
|
Твёрдость по
Бринеллю,МПа
|
При растяжении
|
При статическом
изгибе
|
При сжатии
|
Без надреза
|
С надрезом
|
При растяжении
|
При изгибе
|
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
|
35-45
|
120-150
|
8
|
-
|
5600-8400
|
-
|
-
|
-
|
Волокниты
|
35-35
|
80
|
100
|
9
|
4
|
6000-8500
|
-
|
0,38
|
250
|
Стекловолокнит
|
1700-1900
|
57
|
150
|
130
|
50
|
-
|
1400
|
14800
|
-
|
400-450
|
Текстолиты
|
1300-1400
|
85-100
|
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
|
Фенопласты
|
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