книги из ГПНТБ / Макиенко, Н. И. Слесарное дело с основами материаловедения учебник

ный способ защиты деталей от коррозии. Он представляет собой отложение частиц защитного металла на поверхности дета­ ли, погруженной в раствор электролита, через который пропускается электрический ток. Так получают никелиро­ ванные, хромированные и омед­

т а л л и з а ц и я, относящаяся к тер мохнмической обр аботке, была рассмотрена ранее.

Сп о с о б р а с п ы л е н и я , т. е. пульверизация расплав­ ленного металла на поверх­ ность изделия, получил назва­ ние э л е к т р о м е т а л л и з а- ци и, имеет самое широкое при­ менение и является одним из универсальных способов нане­ сения металлических покрытий на детали любой формы и раз­ меров из любых материалов.

Процесс металлизации заключается в расплавлении металла и распылении его потоком сжатого воздуха или другого газа. Полу­ ченные мелкие металлические частицы приобретают значительную скорость и при ударе о поверхность закрепляются на ней. Тол­ щина покрытий может составлять 0,02 мм и более. Покрытия наносятся при помощи электродуговых и газовых аппаратов-ме- таллизаторов, напрймер аппарата МГИ-1-57 (рис. 38).

медью, плакированный дюралюминий и другие материалы, назы­

сок минерального пли органического происхождения на высы­ хающих или полувысыхающих маслах или олифах.

Л а к и представляют собой смолы, растворенные в маслах или других растворителях при определенных температурах. Лакокра­ сочные покрытия составляют около 70% всех антикоррозионных покрытий.

89

Э м а л и очень стойки против атмосферной коррозии, воздей­ ствия воды, минеральных и органических кислот, растворов солей и т. д. и очень хрупки. Эмалевое покрытие наносят па поверхность химической аппаратуры н пищевой посуды.

С м а з к и служат защитным средством при хранении и пере­ возках металлических изделий. При транспортировке и хранении металлических изделий широко применяются следующие смазки: технический вазелин — для механизмов, машин и отдельных дета­ лей, стойкость такой смазки 6—8 месяцев; ружейная смазка— для смазывания обрабатываемых деталей, кратковременного предо­ хранения от коррозии стрелкового оружия; пушечная смазка — для деталей оборудования, подшипников, предметов вооружения;

является эффективным способом предохранения от коррозии аппа­

окислы, хорошо сопротивляющиеся коррозии. Для этого металли­ ческие детали тщательно очищают и подвергают действию сильно окисляющей среды. Различают такие виды химических покрытий: оксидирование и фосфотирование (для черных металлов), ано­ дирование (для алюминиевых сплавов), хроматпрование (для

В этом случае к изделию присоединяется протектор (металл-за­ щитник), являющийся анодом по отношению к тому металлу, из которого изготовлена конструкция. При образовании гальваниче­ ских пар разрушается тот металл, который служит анодом, и таким образом протектор, разрушаясь сам, будет защищать от разрушения изделие, являющееся катодом. Протекторная защита успешно применяется для предохранения от коррозии подводных частей морских судов, гидросамолетов и др.

Л е г и р о в а н и е заключается в том, что в состав металла или сплава вводят добавки, которые делают данный сплав коррозион­ ностойким. Для стали такими элементами являются хром и никель. Легированием получают нержавеющие, жароупорные и кислотоупорные стали.

Вопросы для самопроверки

1.Что понимается под коррозией металлов? Виды коррозии.

2.Как наносятся металлические и неметаллическое покрытия? В каких слу­

чаях каждый из этих методов применяется?

3.Расскажите о способах химических покрытий и легировании.

4.В чем сущность защиты металлов методом протектора?

SO

Г л а в а IX НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

В современной технике наряду с металлами широко приме­ няются различные неметаллические материалы как в качестве заменителей дорогих и дефицитных металлов и сплавов, так и в качестве самостоятельных конструкционных материалов, обла­ дающих в ряде случаев более высокими показателями свойств, чем металлы и сплавы.

К числу неметаллических материалов относятся: пластические массы, электро- и теплоизоляционные, прокладочные и др. Одни из этих материалов являются заменителями, другие используются при обработке металлов и обслуживании механизмов.

органические вещества или их смеси с различными наполнителя­ ми, которые при определенных температурах и давлении приобре­ тают пластичность. Пластические материалы (пластики) обладают пластичностью и в то же время достаточной жесткостью для со­ хранения приданной формы. Пластические массы способны при

ляют собой соединение гигантских молекул, состоящих из боль­ шого числа обычных молекул. Искусственные смолы получают из продуктов переработки каменного угля, нефти и другого естест­ венного сырья.

Для производства пластических масс применяют смолы тер­

в неплавкое и нерастворимое состояние. Изделия, полученные на основе этих смол, извлекаются из форм лишь после охлаждения. Изделия из термообратимых пластических масс можно подвергать повторному формованию.

Т е р м о н е о б р а т и м ы е с м о л ы при нагревании легко переходят в вязкотекучее состояние, но с увеличением длитель­ ности действия повышенных температур превращаются в твер­ дую стеклообразную или резиноподобную массу, не пере­ ходящую вновь в пластическое состояние. Изделия из термо­ необратимых пластических масс не поддаются повторной перера­ ботке.

Пластические массы делятся на порошкообразные (порошко­ вые), волокнистые и слоистые. Некоторые пластические массы (органическое стекло) состоят только из чистых смол.

91

Пластические массы отличаются высокой коррозионной стой­ костью. Большинство из них устойчиво к действию кислот и щелочен, обладает диэлектрическими свойствами, что дает возможность применять их в качестве электроизоляционных

материалов.

Наиболее распространенными видами пластических масс являются фенопласты и аминопласты.

Ф е н о п л а с т ы — это пластические массы, изготовляемые на основе фенолформальдегидной смолы. Фенопласт, в котором на­ полнителем является хлопчатобумажная ткань, известен под на­ званием текстолита. Фенопласт с наполнителем из бумаги носит название гетинакса.

Пластические массы на основе фенолформальдегидных смол и фенопластов используются преимущественно в качестве конструк­

на основе мочевино-формальдегидиых смол с различными напол­ нителями и присадками. Аминопласты легко окрашиваются в свет­ лые тона и хорошо сохраняют цвет. Благодаря безвредности моче- вино-формальдегндных смол пластические массы из этих смол используют для изготовления пищевой тары. Аминопласты приме­ няются также для изготовления деталей яркой окраски простого и сложного профилей, от которых не требуется высоких электроизо­ ляционных свойств (корпуса измерительных приборов, осветитель­ ной арматуры и т. п.).

П о л и э ф и р н ы е с м о л ы используются в качестве связую­ щего при изготовлении стеклопластиков, применяемых в машино­ строении, а также для изготовления волокнистых материалов и лакокрасочных покрытий. Стеклопластики прочны, устойчивы к

ханическими, химическими свойствами. Они хорошо соединяются с металлами, стеклом и другими материалами. Поэтому их исполь­ зуют в качестве клея, защитных покрытий, связующего вещества для стеклопластиков. РІз армированной металлом эпоксидной смо­ лы изготовляют штампы, матрицы, модели и т. п. Эпоксидная смола и вводимые в нее отвердители часто бывают токсичны (ядовиты) и могут вызвать кожные заболевания, поэтому рабо­ тать с ними необходимо при усиленной вентиляции и в резиновых перчатках.

П о л и а м и д н ы е с м о л ы служат для изготовления пласти­ ческих масс, известных под названием капрона, нейлона, перлона. Из полиамидных смол изготовляют волокнистые и литые изделия. Полиамидные смолы плавятся при температуре 210—280° С. Тон­ кие пленки полиамидов можно наносить на металлические детали способом напыления или путем обсыпания деталей порошком

92.

полиамида с последующим расплавлением его в атмосфере азота или углекислого газа. Детали из полиамидных смол можно склеи­ вать и сваривать. Материалы из полиамидных смол отличаются высокой износоустойчивостью, что позволяет использовать их для быстропзпашнвающнхся деталей машин. Из полиамидов изготов­ ляют бесшумно работающие зубчатые колеса, а из полиамидной пряжи — приводные ремни.

В зависимости от наполнителя различают следующие слоистые пластические массы.

. Т е к с т о л и т — хлопчатобумажная ткань, пропитанная фенол­ формальдегидной смолой и спрессованная под большим давлением и при определенной температуре.

П о д е л о ч н ы й т е к с т о л и т — обладает хорошими механи­ ческими и электроизоляционными свойствами, хорошо обрабаты­ вается резанием, выпускается в виде труб и стержней.

работающие почти без шума и при высоких скоростях, вкладыши для подшипников, прокладки и другие детали). Текстолитовые

основе, пропитанная фенолформальдегидной смолой; изготовляет­ ся в виде листов размером 400X400 мм и более и толщиной от 0,2 до 50 мм разных марок, предназначенных для использования в различных средах, при различных температурах. Гетинакс обладает хорошими диэлектрическими свойствами и используется для изготовления электротехнических деталей и как изоляционный материал.

С т е к л о т е к с т о л и т — прессованная ткань, пропитанная фе­ нолформальдегидными или другими искусственными смолами. Стеклотекстолит обладает высокими электроизоляционными свой­ ствами, жаростойкостью и влагостойкостью, имеет, большой пре­ дел прочности при растяжении и хорошо поглощает вибрацион­ ные нагрузки. Стеклотекстолит используется в качестве электро­ изоляционного и конструкционного материала.

О р г а н и ч е с к о е с т е к л о (плексиглас) изготовляется из специальных смол в виде прозрачных листов различной толщины и размеров, прутков, труб. Органическое стекло эластично, не раз­ бивается при ударах, поддается окраске в различные цвета, устой­ чиво против воды, бензина, масла и щелочей, растворяется в сер­

основе асбестовой ткани, пропитанной спиртовым раствором фе­ нолформальдегидных смол. Использование в качестве наполните­ ля асбестовой ткани дает возможность сочетать в асбестотекстолите высокую прочность к динамическим нагрузкам с повышенной

93

термо- и кислотостойкостью. Асбестотекстолит обладает большим сопротивлением трению. РІз асбестотекстолита изготовляют раз­ личные прокладки, а также детали тормозных устройств и меха­ низмов сцепления.

К а п р о н — пластическая масса, изготовляемая из полиамид­ ных смол в виде синтетического волокна путем выдавливания рас­ плавленного поликапролактама через узкие отверстия (фильеры) и последующего охлаждения. Капрон отличается высокой проч­ ностью на разрыв, малым влагопоглощением, большим относи­ тельным удлинением и химической стойкостью. Из капрона изго­ товляют искусственное волокно, бесшумно работающие зубчатые колеса. Капрон используют в качестве защитных покрытий дета­ лей, подвергающихся трению.

Н е й л о н (как и капрон)— пластическая масса, изготовляе­ мая из полиамидных смол; обладает хорошей вязкостью при низ­ ких температурах, малым коэффициентом трения, высокой сопро­ тивляемостью и прочностью. Нейлон обладает самосмазывающими свойствами, легко формуется. РІз нейлона изготовляют зубчатые

П е н о п л а с т — газонаполненная пластмасса, получаемая из искусственных смол. В зависимости от технологического процесса производства пенопласты изготовляются как в твердом, так и в мягком виде. Пенопласты характеризуются малым объемным весом, хорошо противостоят проникновению через них различных газов, высокими звуко-, тепло- и электроизоляционными показа­ телями. Пенопласты широко применяют в самолетостроении и

лозы в камфоре с добавлением пластификаторов, пигментов и кра­ сителей. Поделочный целлулоид изготовляется в виде полирован­ ных и неполированных листов.

Технический прозрачный целлулоид изготовляется из коллокси­ лина с добавлением к нему пластификаторов, фосфорнокислого нат­ рия и органических красителей; применяется для остекления машин, измерительных приборов, изготовления планшетов и других изде­ лий; изготовляется трех марок: Ть Тг и Т3. Под действием солнеч­ ных лучей целлулоид желтеет и теряет окраску.

В и н и п л а ст — термопластический материал, изготовляемый в виде листов, плит и отдельных изделий. Это непрозрачная пласти­ ческая масса коричневого цвета. Винипласт имеет высокие анти­ коррозионные и электроизоляционные свойства. Хорошая химиче­ ская стойкость винипласта против кислот и щелочей и способность при нагревании приобретать пластичность позволяют изготовлять из него горячим прессованием трубы, конструкции и детали хими­ ческой арматуры. Винипласт не горит, обладает малой теплостой­ костью; хорошо поддается резанию, сверлению, шлифованию, по­ лированию.

94

§31. ИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Вмашиностроении широко используются различного рода изо­ ляционные материалы, из них наибольшее распространение полу­ чили следующие.

Ре з и н а —-продукт химической переработки каучуков во вза­ имодействии с вулканизирующими веществами (сера, натрий), по­ лучаемый путем горячей или холодной вулканизации. Резина ха­ рактеризуется эластичностью, вибростойкостью, повышенной хими­ ческой стойкостью и устойчивостью к истиранию.

Резина широко применяется в качестве электроизоляционного материала (изоляционной ленты, оболочки для электрических про­ водов). При нагреве до 60—70° С и при низкой температуре резина становится неэластичной и трескается.

Э б о н и т (твердая резина)— продукт черного цвета иногда с коричневым оттенком, получаемый продолжительным нагреванием резиновой смеси, содержащей от 25 до 50% серы (от веса каучука). Изделия из эбонита обладают значительной механической прочно­ стью и твердостью, хорошими электроизоляционными свойствами и высокой стойкостью против действия кислот, щелочей, масел, едких паров.

Эбонит хорошо обрабатывается резанием и штамповкой (в по­ догретом виде при толщине пластин до 5 мм). К недостаткам эбо­ нита следует отнести его низкую теплостойкость. Эбонит широко применяют в электротехнической, авиационной и химической про­ мышленностях.

Л е н т а п р о р е з и н е н н а я (изоляционная лента) изготовля­ ется из узких полос хлопчатобумажной ткани с нанесением на них слоя резиновой смеси. Прорезиненная лента применяется для изо­ ляции электрических проводов.

К а р т о н в о д о н е п р о н и ц а е м ы й изготовляется из небеле­ ной сульфидной целлюлозы, бумажной мануфактуры и битумной эмульсии, выпускается в листах, широко применяется в автомо­ бильной промышленности и в кораблестроении.

К а р т о н э л е к т р о и з о л я ц и о н н ы й изготовляется из суль­ фатной целлюлозы и тряпичного волокна, обладает высокими электроизоляционными свойствами и термостойкостью, гигроско­ пичностью и долговечностью. Электроизоляционный картон группыЭМ используется для работы в трансформаторном масле при'тем-

проводах, бензиновых двигателях, холодильниках, обладает высо­ кой сжимаемостью и эластичностью.

С л ю д а является важнейшим из природных минеральных элек­ троизоляционных материалов, обладает способностью расщеплять­ ся на очень тонкие гибкие, упругие пластинки, термостойка, не го­ рит, нагревостойка, имеет высокие механические свойства. По на-

95

значению слюда разделяется на щипаную, предназначенную для производства магмнканптов (твердых электроизоляционных мате­ риалов, изготовляемых путем склеивания щипаной слюды при по­ мощи лаков), и конденсаторную, предназначенную для производ­ ства детален для электронных ламп. Температура плавления слю­ ды 1200° С.

§32. ПРОКЛАДОЧНЫЕ, УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ И НАБИВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Вмашиностроении широко применяются различные прокладоч­ ные, уплотнительные и набивочные материалы.

Ас б е с т — волокнистый минерал, обладающий способностью расщепления на тонкие гибкие волокна, допускающие при доста­ точной их длине скручивание в пить. Асбест обладает высокой ог­ нестойкостью, малой электро- и теплопроводностью, кнслото- и щелочеустойчивостыо; широко используется в технике в качестве уплотняющих сальниковых набивок и прокладок, для изоляции горячих труб, аппаратов и печей. Из длинных асбестовых волокон изготовляют нити и шнуры, из коротких — асбестовый картон.

Фи б р а — твердый гибкий и эластичный материал, получаемый из пористой'спрессованной бумаги. Она хорошо поддается механи­ ческой обработке, гнется, склеивается, склепывается; основной ее недостаток — высокая гигроскопичность. Фибра применяется в ка­ честве прокладочного материала в паровых турбинах, кислородном

применяется для уплотнения мест соединения металлических по­

70 кГ/см2, при жидком и газообразном кислороде до минус 182° и давлении до 2,5 кГ/см2.

К о ж а т е х н и ч е с к а я состоит из двух основных слоев — внутреннего п наружного; лицевая сторона имеет блестящий вид, внутренняя — негладкую п неблестящую поверхность, называемую бахтармой; эта кожа применяется для изготовления прокладок, при­ водных ремней и других изделий.

В о й л о к тех и и ч е с к и й изготовляют из низких сортов шерсти с добавлением растительных волокон и клейстера. Разли­ чают грубошерстный, полугрубошерстный и тонкошерстный войлок. В зависимости от назначения войлок каждой группы разделяетсяна войлок для сальников, прокладок, фильтров.

Г л а в а X

АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

§ 33. ВИДЫ АБРАЗИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ

А б р а з и в н ы е м а т е р и а л ы — это минералы естественного или искусственного происхождения, зерна которых обладают боль-

9 6