Ознакомление со структурой, составом, свойствами, способами изготовления новых неметаллических материалов

ЦЕЛЬ: 1. Ознакомиться с предложенными преподавателем неметаллическими материалами и используя справочную, учебную и научную литературу рассмотреть их свойства, способы изготовления и применение.

2. Ознакомиться с технологией изготовления изделий из термопластических полимеров и реактопластов.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В современном машиностроении и металлургии находят применение не только металлические, но и неметаллические материалы. Все применяемые неметаллические материалы можно разделить на две группы: органические и неорганические материалы.

В настоящей работе вниманию студентов представлены неметаллические материалы как органического так и неорганического происхождения для которых необходимо используя справочную, учебную и научную литературу рассмотреть их свойства, способы изготовления и применение и результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1

Виды, свойства, применение и способы изготовления неметаллических материалов

Материал	Состав	Структура	Свойства	Применение	Способ изготовления
Неорганическое стекло
Огнеупорная керамика
Бытовая керамика
Полиэтилен
Капрон
Полихлорвинил
Полиуретан
Фторопласт
ДСП
Текстолит
Гетинакс
Поролон
Пенопласт

В настоящее время неметаллические материалы обладают широким спектром свойств, делающих возможным применение этих материалов в разных отраслях техники. В том числе и современные виды полимерных материалов, таких как пластмассы используются в машиностроении и приборостроении. Изделия из них изготавливаются способами обработки давлением или литейного производства. Поэтому для металлургов представляет интерес технология изготовления изделий из пластмасс.

Сведения о пластмассах, применяемых в машиностроении

Пластическими массами называют композиции, состоящие из смеси высокомолекулярных соединений (полимеров) с наполнителями, пластификаторами, отвердителями, красителями и другими веществами.

Наполнитель определяет механические свойства пластмассы и влияет на физические, диэлектрические и некоторые другие свойства. В качестве наполнителей применяют молотую слюду, кварц, стекловолокно (минеральные наполнители), а также древесную муку, хлопчатобумажное волокно (органические наполнители).

Пластификатор повышает пластичность пластмассы и облегчает переработку ее в изделия. Отвердители способствуют ускорению процесса полимеризации и отвердения пластмасс.

Некоторые пластмассы могут состоять только из одной смолы

(например полиэтилен, полистирол).

Пластмассы обладают ценными свойствами, благодаря которым они находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства.

Пластмассам присущи наиболее совершенные способы переработки, позволяющие организовать массовое производство изделий с высокой степенью механизации и автоматизации процесса изготовления.

Пластмассы разделяют на две основные группы: термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты).

Термопластом называют пластмассу, способную каждый раз при нагреве размягчаться и приобретать пластичность. К термопластам относятся полистирол, полиэтилен, капрон.

Для переработки термопластов в изделия наиболее часто применяют литье под давлением в холодную форму на литьевых машинах. Суть его заключается в следующем. Заранее нагретый вне формы до состояния необходимой пластичности или текучести термопласт заливается ( впрыскивается) под высоким давлением ( до 196 000 кПа) в рабочую полость формы, и заполняя ее, принимает форму изделия (рис.1). Изделие, быстро остывая, затвердевает, после чего его извлекают из формы очищают от литников и облоя.

Выдержка под давлением значительно меньше, чем при прессовании реактопластов. Продолжительность цикла изготовления изделия на литьевой машине исчисляется секундами.

Реактопластом называют пластмассу, которая при повторном нагреве не может перейти в пластичное состояние. Наиболее широко распространены реактивные пластмассы в виде пресс-порошков фенопласта с соответствующим наполнителем ( порошковым или волокнистым).

Переработка термореактивных пластмасс в изделия основана на их способности приобретать при нагреве на некоторое время пластичность и затем по мере остывания окончательно отвердевать.

Для получения изделия термореактивный пресс-материал загружают в горячую форму ( пресс-форму) и подвергают давлению. Нагретый пресс-материал под действием давления благодаря временной пластичности течет и заполняет рабочую полость пресс- формы, соответствующую форме изделия. Через некоторое время происходит отвердение и из формы извлекают готовое изделие.

Для прессования реактопластов необходимо удельное давление от 29 400 до 98 000 кПа в зависимости от марки пресс- материала и конструкции пресс-формы. Выдержка в пресс-форме для отвердения зависит от толщины стенок изделия и составляет от 30с до 2 мин на 1 мм толщины стенки изделия. Схема переработки реактопластов прессованием показана на рис. 2.