Лекція №36. Нанесення синтетичних матеріалів для компенсації спрацювання деталей.

Під  час  ремонту автомобілів  синтетичні (полімерні)  матеріали застосовують для затирання тріщин і пробоїн у деталях (блоки циліндрів,  картери та  ін.);  склеювання пошкоджених  деталей  і замість клепання (наприклад, при ремонті гальмівних колодок і дисків зчеплення); забезпечення міцності нарізних і нерухомих з'єднань;  відновлення  форми і  розмірів  спрацьованих деталей; протикорозійного захисту і для виготовлення деталей. 

     Полімерні  матеріали застосовують  у  чистому вигляді (капрон, поліетилен, полістирол, поліпропілен та ін.), у вигляді пластмас і клеїв. До складу пластмас входять полімери (високомолекулярні органічні з'єднання), затверджувачі для затвердіння (полімеризації)  пластмас (поліетиленполіамін  та ін.),  наповнювачі (металеві  порошки, азбест,  цемент,  графіт, скловолокно, бавовняна тканина  та  ін.), пластифікатори (дибутилфталат, диоктилфталат  та ін.)  для  поліпшення еластичності  і  в'язкості суміші.  Полімери і  пластмаси  поділяються на  термореактивні (реактопласти) і термопластичні (термопласти). 

      Реактопласти  при одноразовому  нагріванні  розм'якшуються  і в  цьому  вигляді їх  використовують  для ремонту  або виготовлення  деталей гарячим  пресуванням.  Після затвердіння реактопластів наступне нагрівання не розм'якшує їх. 

     Термопласти при повторному нагріванні знову набувають пластичності, тобто  допускають  багаторазове деформування  у нагрітому стані. 

     Прикладами реактопластів є суміші на основі епоксидних смол ЭД-6 та інші, а термопластів – поліамідні смоли (капрон, полікапролактам, смоли П-6, П-54, П-68, АК-7 та ін.). 

      Суміші  на основі  епоксидних  смол застосовуються  для затирання  тріщин у  корпусних  деталях, для  відновлення спрацьованих  внутрішніх поверхонь  деталей  і закріплення ремонтних втулок. Ці суміші тверднуть при нагріванні або при кімнатній температурі. Суміш для гарячого затвердіння містить смолу  ЭД-6, малеїновий  чи  фталевий ангідрид  і  бутилфталат. Суміші для холодного затвердіння бувають чотирьох марок: А, Б,  В  і Г.  Крім  смоли ЭД-6  вони  містять поліетиленполіамін, дибутилфталат і  наповнювачі  з(алізний чи  алюмінієвий порошок, цемент). Гаряче затвердіння суміші відбувається при нагріванні до 120 °С і витримці при цій температурі 16...24 год. 

      Холодне  затвердіння відбувається  при  температурі 18...20 °С протягом 24 год. 

      Синтетичні клеї бувають термореактивні, термопластичні і  на  основі каучуків.  При  ремонті машин  широко  використовують термореактивні клеї марок ВС-10Т, ВС-350 (фенолополівінілацетальні) та  БФ-2,  БФ-4, БФ-6 (фенолополівінілбутиральні). 

      Клей  ВС-10Т – прозора  темно-червона рідина – використовується для  склеювання  металів, склотекстолітів  та  інших матеріалів. Твердне при температурі 180 ±10 °С протягом 1...1,5 год. Клей ВС-350 застосовується для склеювання сталі, дюралю, склотекстоліту і пінопластів. Клеї типу БФ – рідини від жовтого до  червоного кольорів.  Клеї  БФ-2 і  БФ-4  застосовуються  для склеювання металів, склотекстолітів, а клей БФ-6 – для склеювання еластичних матеріалів (тканини, фетр, гума, повсть та ін.). 

      Режим  затвердіння для  клею:  БФ-2 - 140...160 °С  протягом 0,5...2,5  год., БФ-4 – 60...90 °С  протягом 3...4 год.,  БФ-6 – 100...120 0С протягом 0,25...1 год.

Затирання тріщин починають з підготовки поверхні і визначення меж. Кінці тріщини засвердлюють свердлом діаметром 2,5...3  мм. Вздовж  тріщини  шліфувальним кругом  чи  зубилом знімають фаски під кутом 60...70° на глибину 2...3 мм (рис. 6.14 а). Поверхню деталі біля тріщини на відстані 40...50 мм з обох боків  зачищають  металевими щітками,  абразивним  кругом, шкуркою або напилком до металічного блиску, видаляють сліди корозії  і  фарби. Іноді  на  зачищеній поверхні  роблять  насічку. Поверхню  знежирюють ацетоном  і  сушать. По  конфігурації тріщини  із склотканини  вирізають  латку шириною 40...50 мм (20...25 мм  на  бік). Епоксидним  клеєм  заповнюють тріщину, наносять його на підготовлену поверхню шаром товщиною 1 мм (рис. 6.14 б),  накладають  латку, яку  прикочують  роликом, і знову  наносять  клейову суміш.  Кількість  шарів накладеної склотканини залежить  від  потрібної товщини  латки  й  може досягати 8...10. Тверднуть епоксидні клеї при температурі 20 °С протягом 1...3 діб, при нагріванні до 120 °С – 1,5... ... 2 год.

     Зарівнювати  пробоїни можна  такими  способами: приклеюванням металевої прокладки, а зверху кількох шарів склотканини (рис. 6.15 а); заповненням пробоїни шарами склотканини і клею (рис. 6.15 б); накладанням металевої латки на гвинтах з наступним нанесенням епоксидного клею  (рис. 6.15 в). 

     Рис. 6.15. Заклеювання пробоїн у деталях:

а – внапуск; б – врівень (деталь товстостінна); в – накладання металевої латки

на гвинтах; 1 – металева латка; 2 – епоксидна суміш; 3 – тканинна латка; 4 –

підтримувальна металева пластина; 5 – дріт 

      Пасти  і клеї  на  основі епоксидних  смол  переносять вплив води,  масел  і палива.  Границя  міцності на  зсув  цих  клейових сполук становить 15...18, а в нерухомих посадках – 20...30 Н/мм², працездатність  з'єднань  зберігається до  температури 180 °С. Епоксидні суміші застосовують для зарівнювання тріщин і пробоїн у блоках і головках циліндрів, картерах двигунів, коробок передач та ін. 

     Надійність  нарізних з'єднань  і  нерухомих з'єднань  при ремонті  часто підвищують  склеюванням  сполучених деталей, які попередньо зачищають і знежирюють. При малих зазорах (до 0,05  мм для  гладких  деталей і  до 0,2 мм – для  нарізних) застосовують клей без наповнювача, а при великих зазорах (різі

до 0,3 мм) у клей вводять наповнювач. 

    Відновлення  деталей нанесенням  пластмас  можливе такими способами: у псевдозрідженому шарі, газополуменевим напиленням, напресуванням,  нанесенням (намазуванням)  з наступним калібруванням (формуванням). 

     Відновлення  деталей у  псевдозрідженому (киплячому) шарі  складається  з операцій  підготовки  деталей і  нанесення покриття.  Підготовка деталей  полягає  в очищенні  від  бруду, масла і  захищенні  рідким склом,  фольгою,  листовим азбестом місць,  які  не підлягають  покриттю;  отвори зарівнюють пробками. 

      Суть  процесу нанесення  покриття  полягає у  тому,  що нагріту до певної температури деталь (дещо вище температури плавлення застосовуваного  полімеру)  вміщують у  камеру спеціальної  установки, де  порошок (частинки 0,1...0,25 мм) полімерного  матеріалу (наприклад,  капрону) знаходяться  у «киплячому»  стані. Торкаючись  поверхні  нагрітої деталі, частинки розплавляються  і  покривають деталь  рівним  шаром товщиною до 1,2...1,5 мм. Схему напилення у киплячому шарі показано на рис. 6.16. 

      Рис. 6.16. Схема напилення у киплячому шарі:

1 – трубопровід; 2 – порожниста перегородка; 3 – сталева пластина з отворами;

4 – тканина; 5 – камера; 6 – відновлена деталь 

     Нагріту деталь 6 розміщують у камеру 5, в яку насипано порошкоподібний капрон  товщиною  до 100 мм. Нейтральний газ (азот  чи  вуглекислий газ)  під  тиском 0,1...0,2 МПа  через отвір у  трубопроводі 1, пористу  перегородку 2, сталеву пластину 3, тканину 4 надходить  у  камеру 5 і приводить

порошок  капрону  в киплячий (псевдозріджений) стан.  Тривалість процесу напилення 8...20 с. 

      Газополуменеве  напилення полягає  у  тому, що  дрібний порошок полімерного матеріалу подається у полум'я спеціального газового  пальника,  де нагрівається  до  розм'якшення або розплавлення,  і  стисненим повітрям  наноситься  на нагріту поверхню  деталі.  Схему установки  для  газополуменевого напилення  пластмас наведено  на  рис. 6.17. Під  час роботи спочатку відкривають повітряний вентиль 7 б, а потім ацетиленовий  вентиль 12. Горюча  ацетилено-повітряна  суміш через кільцеве сопло 10 газового пальника надходить у атмосферу, де і підпалюється.

      Рис. 6.17. Схема установки для газополуменевого напилення

полімерних матеріалів:

1 – порошок; 2 – ковпак; 3 – сопло; 4 – трубка; 5 – фільтр; 6 – трубка для

подачі порошку; 7 і 12 – вентилі; 8 – порошковий інжектор; 9 – порошкове

сопло; 10 – кільцеве сопло газового пальника; 11 – змішувальна камера 

     Поверхню  відновлюваної деталі  нагрівають  ацетилено-повітряною  сумішшю до  температури 210...260 °С  і потім відкривають повітряний вентиль 7 а. Повітря, проходячи через інжектор 8, засмоктує  порошок 1 і  подає його  через  отвір порошкового  сопла 9 на деталь.  Після  одержання покриття потрібної товщини припиняють подачу порошку і продовжують прогрівання нанесеного шару до його спікання. Сопло  пальника розміщують  на  відстані 70...150 мм  від поверхні деталі, ширина смуги напилення за один прохід пальника 25...40 мм, швидкість пересування пальника - 1,5...2 м/хв., тиск ацетилену 0,5 кПа при витраті 300 л/год., тиск стисненого повітря не нижче 0,3 МПа при витраті 10...15 м3/год. 

      Підготовка поверхні під газополуменеве напилення складається з  піскоструминного  очищення від  окалини,  іржі та забруднень і наступного обдування стисненим повітрям. Газополуменеве  напилення застосовують  для зарівнювання вм'ятин на облицюванні кабін (наносять порошки ПФН-12,  ТПФ-37 та  ін.),  для відновлення  великих  деталей (капрон  марки А),  для  нанесення протикорозійних  покриттів (поліпропілен, поліетилен та ін.). 

       Напресуванням наносять покриття з товщиною шару від 1 до 5 мм. Для  міцного  закріплення пластмасового  покриття  на робочій поверхні  відновлюваної  деталі нарізають  дрібну  різьб, роблячи заплечики, просвердлини тощо. Напресуванням відновлюють  втулки,  крильчатки насосів,  шківи  та ін.  При  цьому способі ремонту  відновлювану  деталь встановлюють  у  пресформу (кокіль), зроблену з урахуванням одержання номінальних розмірів деталі.  Якщо  деталь відновлюють  термопластичним матеріалом,  то  застосовують лиття  під  тиском, тобто  в  отвір прес-форми  розливальною машиною  подають  під тиском  розплавлену пластмасу. Заповнюють прес-форму термореактивною пластмасою пресуванням на гідравлічному пресі. 

      Відновлення  спрацьованих деталей  нанесенням (намазуванням)  пластмаси  складається з  таких  операцій, як механічна  обробка  спрацьованих поверхонь (шліфуванням, металевою щіткою  або  абразивною шкуркою),  знежирювання ацетоном  чи  бензином Б-70, нанесення  епоксидної  композиції; витримка 0,5...2 год.  при температурі 20 °С;  калібрування відновлюваної  поверхні  деталі у  розмір;  затвердіння покриття. Калібрування (формування) отворів  у  корпусних деталях  проводять  протягуванням пуансона,  змащеного  солідолом, або затисканням  оправки  між двома  половинами  корпусної деталі (при розніманні корпусної деталі по отвору).