- •Министерство российской федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям
- •Краткий курс по материаловедению и технологии конструкционных материалов
- •Введение
- •Раздел первый Основы металлургического производства
- •1 Сущность и способы металлургического производства
- •2 Исходные материалы для металлургического производства
- •3 Технология выплавки чугуна
- •3.1 Подготовка руд к плавке
- •3.2 Устройство доменной печи и ее работа
- •3.3 Физико-химические процессы, происходящие в доменной печи
- •3.4 Продукты доменной плавки и технико-экономические показатели производства чугуна
- •4 Технология выплавки стали
- •4.1 Физико-химические процессы при выплавке стали
- •4.2 Способы выплавки стали
- •5 Способы разливки стали
- •6 Особенности производства цветных металлов и сплавов
- •6.1 Последовательность получения меди
- •6.2 Получения титана
- •6.3 Получение алюминия и магния
- •Раздел второй Основы получения металлических заготовок
- •7 Технология получения отливок
- •8 Технология обработки металлов давлением
- •9 Технологические основы сварочногопроизводства
- •10 Основы размерной обработки заготовок деталей машин
- •Вопросы для самопроверки по второму разделу
- •Раздел третий основы технологии производства заготовок и деталей машин из неметаллических материалов
- •11 Особенности строения и классификация неметаллических материалов
- •12 Полимеры и их классификация
- •13 Технология производства изделий из пластмасс
- •14 Резина и технология изготовления изделий из неё
- •15 Композиционные материалы
- •Раздел четвёртый Теоретическое металловедение
- •16 Строение и свойства чистых металлов
- •Простые металлы – диамагнетики. Переходные металлы – либо парамагнетики, либо ферромагнетики за счет наличия некомпенсированных электронов.
- •17 Кристаллизация металлов и сплавов
- •18 Полиморфное и магнитное превращения в металлах
- •19 Пластическая деформация и разрушение металлов и сплавов
- •20 Фазы в сплавах
- •21 Диаграммы состояния двойных систем
- •20 Железо и его сплавы, Диаграмма Fe-c(Fe3c)
- •Раздел пятый Практическое материаловедение
- •23 Элементы теории термической обработки стали
- •24 Технология термической обработки стали
- •25 Технология химико-термической обработки
- •26 Классификация и маркировка сталей
- •27 Классификация и маркировка цветных сплавов
- •Заключение
- •Список литературы
13 Технология производства изделий из пластмасс
Пластмассы– это органические материалы на основе органических и синтетических полимеров и целевых добавок (наполнителей, стабилизаторов, красителей и т. д.), способные при нагреве размягчаться и под давлением принимать определенную форму.
Виды пластмасс:
1. Простые (ненаполненные).
2. Сложные (композиционные).
Простые– это термопластичные (полиэтилен, полистирол).
Сложныесостоят из полимера и ряда специальных добавок, обеспечивающих необходимый комплекс свойств.
Полимеры в композиционных пластмассах выполняют роль связующего.
Наполнители, как правило, твердые (в виде порошка, волокон или листов).
- оксиды Ti, Zr, Si, и др.
- слюда, тальк, стекло
- древесина, лен, хлопок, целлюлоза.
В зависимости от температуры различают три физических состояния аморфного полимера (рис.2).
1. Стеклообразное (хрупкое) состояние от комнатной температуры до температуры ТС (стеклования).
2. Высокопластичное (от ТСдо ТТ (текучести)).
3. Вязкотекучее состояние.
Рисунок 20 - Термомеханическая кривая аморфного полимера.
Эти состояния определяют отличия технологии обработки пластмасс от технологии обработки металлов и сплавов (см. табл. 2).
Таблица 2 - Отличия от производства изделий из сталей и сплавов
Стали, сплавы |
Пластмассы |
1. Многостадийность технологии выплавка → литье → ОМД → ТО → сварка |
1. Одно- или двухстадийность технологии плата электротехническая за один прием |
2. Значительные потери металла (отходы) |
2. Высокий коэффициент использования материала (0,85 – 0,95 %) |
3. Высокая трудоемкость |
3. Низкая трудоемкость (в 5 - 6 раз меньше, чем у металлов) |
4. Высокая стоимость технологии изготовления |
4. Относительно малая стоимость технологии изготовления (в 2 – 9 раз меньше, чем металлов) |
5. Зависимость метода преработки от химического состава и требуемых свойств. |
5. Зависимость метода переработки от физического состояния при нагреве. |
Подготовительные операции обработки пластмасс проводят перед переработкой для улучшения технологических свойств. Это:
1) смешение – получение однородной массы полимерных композиций из различных ингредиентов в измельченном виде. Как в жидкой, так и в твердой фазе; смесители;
2) вальцевание – на валковых машинах многократное пропускание массы через зазор между валками для придания пластичности и однородности;
3) таблетирование – для получения из пресс-порошков или пресс-волокнитов прочных таблеток, что увеличивает точность дозировки и уменьшает потери сырья;
4) сушка и предварительный подогрев для повышения сыпучести и удаления излишней влаги и летучих веществ;
5) гранулирование (та же цель, что и у таблетирования).
Методы переработки пластмасс в вязкотекучем состоянии. Сущность переработки – нагрев до температуры больше ТТ, формообразование при этой температуре за счет приложения давления и фиксации полученной формы.
1. Экструзия – получение сырья в виде гранул, порошка или расплава изделий бесконечного типа заданного профильного сечения (труб, листов, лент, пленок, оболочек для кабелей и т. д.) путем непрерывного продавливания через формующий инструмент. Перерабатывают все полимеры.
2. Литье под давлением.
3. Центробежное литье.
4. Каландирование(то же, что ивальцевание) получают листовые и пленочные изделия, а также наносят полимерные покрытия на ткани, нанесение тиснений и рельефного рисунка на пленки и слоистые материалы.
5. Прессование – самый распространенный способ реактопластов; в горячей пресс-форме.
6. Метод формования – из жидкой фазы с помощью отверждающихся смол.
7. Метод полива (кино- и фотопленки, целлофан) – непрерывно льют на движущуюся транспортную ленту, проходящую через специальную тепловую камеру. При этом удаляется растворитель и формируется пленка, которая затем сматывается в рулоны.
Формование крупногабаритных изделий из стеклопластиков и армированных различными волокнами пластмасс проводят следующими методами:
1) традиционные методы, основанные на совместном движении связующего и коротковолокнистого связующего в каналах и полостях формующего инструмента, т. е. это прессование, литье под давлением, экструзия;
2) специфические методы формования крупногабаритных изделий (оболочек, труб, цистерн, кровли, строительных панелей, кузовов автомобилей, корпусов лодок и судов, самолетов, ракет и др.)
- контактное формование (пропитка связующим волокнистого наполнителя, который неподвижен);
- формование с помощью эластичной диафрагмы;
- напыление;
- пропитка под давлением в замкнутой форме;
- намотка;
- центробежное формование;
- протяжка.
Методы получения деталей из пластмасс в твердом состоянии:
1. Холодное формование листовых заготовок.
2. Объемная штамповка листовых термопластов.
3. Разделительная штамповка (вырубка, пробивка, зачистка).
4. Обработка пластмасс резанием (сверление, шлифование, полирование).
5. Сварка (нагретым газом, нагретым инструментом, ультразвуком, инфракрасным излучением).
6. Склеивание с помощью клея или растворителя.