Характеристика фибры

Низкая плотность, высокие механические показатели, включая высокую прочность, эластичность, хорошую ударопрочность, нераскалываемость, стойкость к стиранию, высокие электро- и теплоизоляционные свойства, устойчивость к действию бензина, бензола, масел, нефти, спирта, эфира и органических растворителей, негорючесть. Экологически чистый продукт.

Фибра может работать в диапазоне температур от -40 до +120 С. Выдерживает длительное охлаждение до -80 С, восстанавливая свои свойства после нагрева до комнатной температуры.

Обработка фибры:

Опиловка, полировка, пиление, тиснение, клепка, разрезка, токарная обработка, строгание, фрезерование, вырубка, расточка, глубокая вытяжка, прессование, штамповка, гнутье, нарезание резьбы, склеивание, шлифование, лакирование.

Особенности механической обработки:

Фибра может обрабатываться на деревообрабатывающих или металлообрабатывающих станках. Ввиду низкого сопротивления срезу можно использовать высокие скорости резания и подачи (даже на станках легкой конструкции). Наличие упругой деформации в фибре требует острых режущих инструментов с большим задним углом и меньшим передним углом наклона. Сверление и пробивка отверстий должна выполняться инструментами большого диаметра, чем диаметр отверстий. В связи с низкой теплопроводностью фибры требуется большее охлаждение, чем для металлообработки.

Любые операции (сверление, нарезка резьбы, прошивка) следует проводить перпендикулярно слоям. В случае необходимости обработки фибры параллельно слоям нужно применить ограничивающие зажимы.

Фибра в электротехнике:

Листовая и трубчатая фибра применяется в электромашино- и аппаратостроении преимущественно в качестве конструкционно-изоляционного материала, а так же как дугогасящий материал.

Применение фибры в качестве дугогасительных элементов электрических аппаратов обусловлено ее газогенерирующими свойствами, т.е. под действием высокой температуры электрической дуги разлагаться с выделением большого количества газов (CO₂,CO,H₂,H₂O), которые в конструкции аппаратов используются для гашения дуги.

В настоящее время для дугогасительных элементов применяют также другие материалы: органическое стекло, винипласт, феиолоформальдегндные смолы, которые обладают более высокой механической прочностью и лучше сохраняют свои диэлектрические свойства при работе на открытом воздухе. Поэтому использование фибры сокращается.

По способу изготовления фибра является многослойным пергаментированным картоном.

Для производства электротехнической фибры применяют бумагу без проклейки, содержащую в компазиции примерно в равных количествах хлопковую целлюлозу (или полумассу из хлопчатобумажного тряпья) и древесную беленую облагороженную целлюлозу; последнюю можно заменить сульфатной предгидролизной целлюлозой, получаемой по специальной технологии, содержащей минимальное количество лигнина, никрусов и т.п.

При изготовлении фибры соответствующая полуфабрикатная бумага пропускается через ванны, сожержащие горячий раствор хлористого цинка. При этом на поверхности волокон образуется клейкий слой, который при последующей намотки бумаги до нужной толщины на медный вал склеивает слои бумаги; одновременно происходит уплотнение материала. Полученный на валу накат разрезается на листы, которые после выдержки на воздухе в течении суток (для повышения степени пергаментирования) подвергается процессу выщелачивания в ряде бассейнов-диффузоров, содержащих раствор хлористого цинка постепенно уменьшающейся концентрации; последний бассейн содержит чистую воду.

После выщелачивания листы фибры подвергают сушке. В случае коробления листов при сушки они размачиваются и прессуются на гидравлическом прессе при температуре около 100°С.

Фибровые трубки обычно получают намоткой бумаги, прошедшей ванну с раствором хлористого цинка, на стержни-оправки соответствующего диаметра с последующими снятием с оправок и сушкой.

Фибровые трубки изготавливаются согласно ГОСТ 11945-78; они предназначены для изготовления дугогасительных элементов трубчатых разрядников, газогенерирующего корпуса низковольтных предохранителей в таблице 1 приведены некоторые показатели трубок электротехнического назначения.

Таблица 1. Показатели фибровых трубок по ГОСТ 11945-78

Листовую электротехническую фибру изготавливают согласно ГОСТ 14613-69 (марка ФЭ, коды ОКП 545815 1001-545815 1008).

Фибра толщиной от 0,4 до 8,0 мм. вырабатывается монолитной; от 8,0 до 12,0 мм. – монолитной или клееной; свыше 12,0 мм. – клееной.

Размер листов фибры устанавливается в зависимости от марки: длина – в пределах 2300-850 мм, ширина – 1400-550 мм.

В зависимости от марки цвет фибры естественного волокна, коричневым, красным, черным, серым, в соответствии с применяемыми красителями.

Фибра подвергается механической обработке (распиловке, штамповке, сверловке, обточке, фрезерованию) без расслоения, выкашивания и других механических повреждений.

Механическую обработку фибры производят при относительной влажности 6-10%.

Фибра, хранившаяся при температуре ниже 0°С или в помещении с пониженной или повышенной влажностью, перед обработкой должна быть выдержана при относительной влажности воздуха 65±2% и температуре 20±2°С в течении двух недель.

После размачивания в горячей воде фибра может формоваться, после сошки в соответствующих формах приданная форма сохраняется.

Содержания ZnCl₂определяет интенсивность хранения фибры, большое кол-во хлористого цинка в фибре является причиной быстрого снижения ее механических и электрический свойств, даже при хранении при комнатной температуре.

При высокой влажности окружающего воздуха, детали, изготовленные из фибры, сильно деформируются, остаточное содержание ZnCl₂ при увлажнении фибры создают большую электрическую проводимость, в результате чего снижаются ее диэлектрические свойства.

Это так же является одной из причин сокращения применения фибры в электропромышленности.

Фибра – гигроскопичный материал; заметно меняет свои размеры при поглощении, или отдаче влаги, поэтому ее не применяют для деталей, требующих сохранения точных размеров. На рис. 1 приведена зависимость линейных размеров листовой фибры толщиной 2,15 мм, плотностью 1400кг/м³от времени пребывания в атмосфере с 80%-ной влажностью.

Рис.1 Увеличение линейных размеров фибры в зависимости от времени пребывания в среде с 80%-ной относительной влажностью:

1 – вдоль машинного направления

2 – поперек машинного направления

В трансформаторном масле фибра не размягчается, становиться более хрупкой. Масловпитываемость фибры находится в зависимости от толщины в пределах 1,0-5,0% после 24 часов пребывания в трансформаторном масле. Пропитка фибры маслом значительно повышает ее электрическую прочность: например, электрическая прочность для фибры толщиной 0,5-0,8 мм (после предварительной сушки при 100°С в течении 11 часов) на воздухе равна 9,6 МВ/м, последующая пропитка фибры маслом при 75°С в течении 4 часов увеличивает ее электрическую прочность до 20 МВ/м.

По нагревостойкости фибра относиться к материалам класса А; при 180°С начинается медленное обугливание фибры, а воспламенение происходит при температуре около 300°С.