книги из ГПНТБ / Лишин А.Б. Полимеры в судоремонте

работа по систематической пропаганде новых материалов, их свойств и возмож­ ностей применения. Главное внимание здесь уделялось капрону, как одному из наиболее перспективных в условиях бас­ сейна полимеров: Большое участие в-этой работе принял М. А. Литинский. Он вы­ ступал с докладами на технических сове­ щаниях, с лекциями на предприятиях, су­ дах рыбопромыслового флота и в учреж­ дениях. Первая задача, которую ставил при этом перед собой коллектив Мурман­ ского отделения института «Гипрорыбфлот» в деле внедрения полимерных ма­ териалов, была довольно ограниченной. Надо было показать промысловикам и су­ доремонтникам, что капрон и другие по­ лимеры могут использоваться в судоре­ монте в качестве машиностроительного материала. Речь шла вначале о деталях неответственного назначения. Эта задача к началу 1962 года была решена.

Вторая задача, которую институт по­ ставил перед собой, заключалась в том, чтобы доказать: номенклатура изделий из пластмасс не должна ограничиваться де-' талями слабонагруженными, деталями малоответственного назначения, можно изготовлять капроновые вкладыши и

10

втулки, для которых применяются, глав-

'ным образом, дефицитные бронза и баб­ бит.

То, что лаборатория новых материалов

всистеме рыбной промышленности Союза создана именно в Мурманске, нельзя счи­ тать случайностью. Действительно, имен­ но здесь расположен крупнейший промыс­ ловый флот страны, представленный ры­

бодобывающими судами всех классов. Именно здесь, в сложных климатических условиях Заполярья, проверка работоспо­ собности любого нового материала в экс­ плуатации может быть осуществлена до­ статочно полно. Рекомендации по приме^ нению этих материалов, выработанные и апробированные в Северном бассейне, можно будет, очевидно, распространить на все флота, за исключением разве ра­ ботающих в тропических условиях.

таллов (главным образом, цветных), как известно, является весьма важным и эко­ номически выгодным мероприятием. Ведь производство металлических деталей и изделий, несмотря на все усовершенство­ вания в металлу'ргии и металлообработке, остается очень трудоемким и дорогим.

11

И тем более в судоремонте, где преобла­ дает индивидуальное, ,а в лучшем слу­ чае— мелкосерийное производство. В на­ шей стране около трех миллионов человек на двух миллионах станков обрабатывают металл, ежегодно превращая при этом около 4,5 миллиона тонн в стружку.

Лаборатория новых материалов «Гипрорыбфлота» организована для реше­ ния, главным образом и в первую очередь, задач прикладного характера. Это зна­ чит, что после проведения минимального количества лабораторных испытаний опытные детали должны сразу проверять­ ся на работоспособность в судовых меха­ низмах и устройствах в эксплуатацион­ ных условиях. После достаточной провер­ ки и-устранения выявленных при этом недостатков деталь в новом исполнении может быть пущена в серийное произ­ водство.

Как уже было сказано, первым мате­ риалом, которым занялась .лаборатория новых материалов, был капрон. Не новый капрон, а, как мы говорим, вторичный, то есть получаемый посредством переплавки новых сетных капроновых отходов, а так­ же изношенной капроновой дели от дриф­ терных сетей и тралов. Причины такого

12

выбора ясны: наличие местных источни-

'ков сырья, неплохие качества капрона как конструкционного материала, довольно широкие возможности его модификации с помощью наполнителей и, наконец, сравнительная простота оборудования и технологии переработки (литья).

ВТОРИЧНЫЙ КАПРОН — ХОРОШИЙ

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ

полиамид-6) относится к группе термо­ пластичных полиамидов. Получается он путем полимеризации исходного сырья — капролактама. Химическая формула его — HN(CH2) 5C0.

Процесс полимеризации заключается в том, что при определенных условиях — высокой температуре и высоком давле­ нии — происходит соединение молекул монометра-капролактама в прочные це­ почки, перевитыемежду собой. В резуль­ тате образуется вещество, имеющее тот же химический состав, что и капролактам, но состоящее из гигантских молекул — цепочек. Это поликапролактам, капрон.

13

Химическая формула капрона отли­

молекул капролактама в молекуле-цепоч­ ке капрона. Эта величина («п») колеб­ лется для капрона в довольно широких пределах — от 80 до 200. Величина «п» для всех полиамидов, в том числе и для капрона, не является строго определенной и постоянной, а колеблется в зависимости от малейших изменений технологических процессов полимеризации и переработки (температуры, давления, длительности плавления), а также под воздействием внешней среды и времени. Это приводит к известной нестабильности физико-меха­ нических свойств полиамидов. Таким об­ разом, можно сказать, что физико-меха­ нические свойства капрона, как, кстати сказать, и любого полиамида, зависят от его молекулярного веса. Этим, в конечном счете, объясняется кажущаяся разноре­ чивость данных, приводимых для одного и того же полиамида в различных литера­ турных источниках. Это же обстоятельст­ во требует проведения полного комплек­ са определений физико-механических свойств материала, получаемого из опре-

14

деленного сырья в конкретных техноло­ гических условиях переработки. Отсюда особенности в работе с полимерами. Для суждения о качестве материала тут нель­ зя использовать только литературные и справочные данные, как это практикуется применительно к металлам, свойства ко­ торых -значительно более стабильны.

Приведем для сравнения данные по физико-механическим свойствам капро­ на — первичного, производимого на спе­ циализированных заводах (А. Ф. Нико­ лаев — «Новые типы синтетических смол и пластмасс на их основе», ЛДНТП, 1961 г.), и вторичного, получаемого на участке капронового литья Мурманской судоверфи (данные из отчета № 029-143. ООІН Мурманского отделения института «Гипрорыбфлот» за 1963 год), и вы сразу увидите эту разницу.

15

Как видно из приведенных данных, вто­ ричный капрон по прочностным показате­ лям уступает кДпрону первичному. В то же время эти показатели остаются доста­ точно высокими для того, чтобы матери­ ал можно было использовать для изготов­ ления довольно широкой номенклатуры судовых деталей.

В дополнение к перечисленным харак­ теристикам капрона необходимо упомя­ нуть еще об одной. Она-то, пожалуй, и имеет решающее значение для использо­ вания капрона в составе судовых меха­ низмов. Это его свойства как антифрик­ ционного материала. По данным лабора-

16

тории, коэффициент трения стали по кап­ рону при смазке машинным маслом со­ ставляет от 0,030 до 0,075 при удельных

поверхности трения может быть принята 80—90°С. Износ образцов составлял от 0,4 до 0,2 миллиметра на 150 тысяч мет­ ров пути стального ролика (испытания проводились на машине МИ-ІМ).

Такие показатели и делают возможным применение капрона в узлах трения в ка­ честве подшипникового (антифрикцион­ ного) материала. Он может быть исполь­ зован для изготовления вкладышей под­ шипников, втулок, а также облицовок ва­ лов для создания так называемых «обрат­ ных пар трения».

При конструировании и эксплуатации таких ответственных деталей из капрона обязательно нужно учитывать характер­ ные для многих полиамидов свойства, ко­ торые резко отличают эти вещества от металлов. Это способность к поглощению влаги, сопровождающемуся разбуханием, большая литьевая усадка и ее нестабиль­ ность, а также чрезвычайно низкая тепло­ проводность, затрудняющая отвод тепла

_____ C t С П Ы П Т Г Ч Л Г Г ' Г » ____

нуждают изготавливать капроновые вкла­ дыши подшипников, втулки и другие дета­ ли иными по конфигурации и размерам, чем металлические. Так, толщину вклады­ шей рекомендуется задавать не превы­ шающей 5 миллиметров; втулки больших диаметров рекомендуется делать разрез­ ными (по образующей) и т. д.

Как уже говорилось, основным спосо­ бом использования вторичного капрона является изготовление из негц литых де­ талей путем прессования. Процесс пере­ работки сетных отходов в литые детали сравнительно несложен. После стирки, выщелачивания и обезжиривания сетей, предварительно нарезанных кусками при­ близительно 10X10 сантиметров, их на­ правляют на тщательную сушку. Подго­

избежание увеличения влажности, кото­ рая не должна превышать 0,3 процента. Плавка производится либо в так называе­ мой шприцмашине, либо в автоклаве. В последнем случае — в атмосфере азо­ та.

Немного о самом литье деталей.

Из ширицмашины расплавленный кап­ рон выдавливается в литьевую полость

18

,нрессформы плунжером через специаль­ ный обогреваемый мундштук. Давление впрыска при этом достигает 100 и более килограммов на квадратный сантиметр. Из автоклава расплав выдавливается с помощью азота при давлении в 30 кило­ граммов на квадратный сантиметр.

Качество капронового литья прямо за­ висит от давления. Естественно, оно выше при использовании шприцмашин. Приме­ нение же автоклавов позволяет получать более крупные отливки.

Конструкция пресс-форм в обоих слу­ чаях идентична. Она должна обеспечи­ вать плотность и неизменность формы при соответствующих давлениях прессования. Кроме этого, важно, чтобы конструкция

пресс-форм позволяла легко собирать и разбирать их, быстро выпресеовывать го­ товую деталь.

Обработка рабочих поверхностей прессформы должна соответствовать необхо­ димой чистоте поверхности капронового изделия.

После отливки капроновые изделия должны подвергаться термической обра­ ботке в парафине или масле, а затем — влагонасыщению кипячением в воде.

19