Восстановление деталей полимерными материалами

Восстановление деталей полимерными материалами

Ремонт деталей полимерными материалами (пластмассами) прост, экономичен и надежен. Ими можно наращивать поверхности для создания натяга в соединении или износостойкого покрытия, заделывать трещины и пробоины, склеивать детали, выравнивать поверхности, герметизировать соединения, надежно закрывать поры в любых деталях, даже в труднодоступных местах. Клеевые составы и пластмассы в ряде случаев успешно заменяют сварку и пайку, хромирование и осталивание, а иногда являются единственно возможными средствами восстановления.

Применяемые в ремонте пластмассы можно разделить на две группы. К первой относятся термореактивные (реактопласты), т. е. пластмассы, которые отвердевают и теряют свои пластические свойства при нагреве. Используют их в виде различных композиций (в жидком или пастообразном состоянии) для наращивания, склеивания, герметизации, заделки трещин и пробоин. Эти композиции составляются преимущественно на основе различных смол.

Вторую группу составляют термопластические пластмассы (термопласты), которые при нагреве не отвердевают и сохраняют свои пластические свойства. Применяют их для наращивания и изготовления различных деталей. К ним относятся полиамиды П68, АК-7, капрон и др.

Жидкие клеевые составы. Клеи типа БФ представляют собой спиртовые растворы термореактивных смол. Клей БФ-2 используется для склеивания и наращивания металлических деталей, работающих при температуре 60… 80 °C и выше, а БФ-4 — в тех случаях, когда требуется большая эластичность и высокая стойкость к вибрациям. Клей БФ-6 применяют для склеивания металлов с пластмассами и тканями. Соединения, выполненные этими клеями, устойчивы по отношению к воде, холоду, действию нефтепродуктов, а также к действию кислот ниже 20%-ной концентрации. Эти клеи являются хорошими диэлектриками и поставляются в готовом виде, что очень удобно.

Клей (эластомер) ГЭН-150В — это сополимер смолы ВДУ и нит-рильного каучука СКН-40; его изготовляют в виде вальцованных листов (шкурок) толщиной 2…4 мм. Раствор клея приготовляют следующим образом: мелко нарезанные кусочки сухого клея помещают в стеклянную посуду с притертой пробкой, заливают смесью ацетона с бензолом (или одним ацетоном) в пропорции 1:5 и выдерживают 8… 10 ч. После этого бутыль с содержимым периодически взбалтывают в течение 2…3 ч, а затем раствор отстаивают 30 мин и профильтровывают через металлическую сетку (100…500 отверстий на 1 см²).

Раствор клея не должен содержать нерастворимых частиц, а при выливании на стекло он должен давать ровную однородную пленку. Пленка этого клея имеет высокую адгезию (сцепление с поверхностью) к металлу, обладает хорошей эластичностью и прочностью на растяжение, выдерживает высокие удельные давления, значительные ударные нагрузки, маслостойка. После ее нанесения поверхности деталей не требуют обработки и, кроме того, не подвергаются фреттинг-коррозии. Клей ГЭН-150 В является хорошим диэлектриком. Этот клеевой раствор применяется как для наращивания, так и для склеивания деталей. Высокая адгезия, эластичность, вибростойкость и маслостойкость придают пленке хорошие герметизирующие свойства, поэтому клей широко применяется для уплотнения различных полостей, для пропитки уплотнительных прокладок и т. п. Наиболее целесообразная толщина наращиваемого слоя составляет не более 0,20 мм.

Клей ВС-ЮТ' представляет собой раствор синтетических смол в органических растворителях. Он применяется для наращивания и склеивания различных металлов и неметаллических материалов в любом сочетании. Пленка этого клея обладает высокой термостойкостью. Полученные соединения могут выдерживать температуру 200 °C до 5 ч. Клей ВС-ЮТ устойчив против воды, холода, нефтепродуктов, огнестоек. При ремонте тепловозов он успешно применяется для приклеивания фрикционных накладок муфт сцепления. Поставляется клей в готовом виде.

Пастообразные клеевые составы. Отвердитель в состав пасты вводится для превращения ее из тестообразного состояния в необратимое твердое; пластификатор увеличивает эластичность пленки, повышает ее ударную вязкость и стойкость к температурным колебаниям. Наполнители добавляются для повышения механической прочности и теплостойкости клеевого состава, снижения усадки и приближения коэффициентов термического расширения пасты и восстанавливаемой детали.

Введение

наполнителей снижает стоимость паст.

Для приготовления пасты эпоксидную смолу подогревают до 120… 160 °C и выдерживают при этой температуре некоторое время, чтобы удалить влагу. Затем вводят пластификатор и массу тщательно перемешивают. В процессе перемешивания добавляют наполнители. В течение 10… 15 мин поддерживают температуру 80…100°С и только после этого массу охлаждают до 20 ± 5 «С. Отвердитель холодного отвердевания (полиэтиленполиамин) вводят, тщательно перемешивая массу, непосредственно перед применением пасты, так как примерно через 30 мин после введения отвердителя паста начинает затвердевать. Полное отвердение пасты при температуре 20 «С происходит в течение 24…70 ч, а при температуре 80… 100 °C это время сокращается до 1… 5 ч. Прогревать пасту открытым огнем нельзя. Клеевой состав без отвердителя можно хранить неограниченное время. Пасты чаще всего применяют для заделки трещин и пробоин, наращивания поверхностей деталей для устранения неровностей (забоин, вмятин, задиров и т. п.).

Порошковые термопласты. В ремонтной практике для нанесения покрытий нашли применение следующие термопласты.

Капрон — представитель полиамидных смол. Применяется для изготовления различных подшипников, шестерен и других деталей, а также для нанесения износостойких и декоративных покрытий на металлические поверхности. Этот термопласт недефицитен, имеет хорошие физико-химические свойства. Одно из наиболее ценных свойств капрона — высокая износостойкость и малый коэффициент трения. Температура плавления равна 215 «С. При температурах ниже нуля он приобретает повышенную жесткость. Капрон стоек к щелочам, маслам, ацетону, бензину и имеет хорошие диэлектрические свойства. Капрон имеет низкую теплопроводность — примерно в 250…300 раз меньше, чем металлы и высокий коэффициент линейного расширения — примерно в 10 раз больше, чем у стали.

Поставляется в виде гранул размером 7… 8 мм. Для размельчения гранул используют шаровую мельницу, в которую засыпают капроновую крошку и измельченную твердую углекислоту («сухой лед») с температурой кипения минус 78,5°С. Капрон при такой температуре становится хрупким и легко перемалывается в порошок.

Полиамиды (смолы) П68иАК-7 — твердые роговидные вещества белого или светло-желтого цвета. Смола П68 выпускается в виде крошки или гранул. Кроме смолы П68, промышленность вырабатывает наполненные полиамиды П68 марок П68-Т5 и П68-Т10, П68-Г5 и П68-Г10, которые вводят для повышения износостойкости, твердости и придания других свойств.

Термопласт ПФ11−12 представляет собой порошкообразную смесь, состоящую из 54% поливинилбутиралевой смолы, 23% графита, 21% идитола и 2% уртопина. Температура плавления порошка 210… 220 °C. Этот термопласт применяется при газопламенном нанесении покрытий на поверхность деталей для их наращивания, устранения вмятин, углублений, неровностей и других повреждений.

Склеивание деталей. Опыт показывает, что прочность клеевого соединения деталей зависит главным образом от качества подготовки склеиваемых поверхностей, толщины клеевого слоя — с уменьшением его толщины прочность клеевого шва повышается, а также от площади прилегания двух деталей и режима термообработки в период отвердевания клеевого шва.

Увеличение площади прилегания склеиваемых поверхностей достигается созданием на них шероховатости и обжатием деталей в специальных приспособлениях. Усилие обжатия зависит от материала и гибкости деталей. Склеенные детали рекомендуется подвергать эксплуатационным нагрузкам не раньше, чем через 20… 30 ч после термообработки и охлаждения. В течение этого времени повышается прочность клеевого шва.

Преимущества соединения деталей клеевыми составами: возможность соединения друг с другом различных материалов в любом сочетании (металлы, фрикционные материалы, пластмассы, ткани и т. д.); возможность получения соединений герметичных, устойчивых к воздействию нефтепродуктов и вибростойких; отсутствие внутренних напряжений в клеевом шве. Процесс ведется при температуре не более 180 °C. Недостатки склеивания — низкая теплостойкость и недостаточно высокая прочность.

Заделка трещин и пробоин в деталях. Технологический процесс заделки трещин и пробоин в деталях или устранения повреждений кавитационного характера в корпусных деталях, таких, как корпуса турбокомпрессоров и воздуходувок, блоки цилиндров и др., отличается от процесса наращивания деталей пастами, главным образом, предварительной разделкой мест повреждения.

По концам трещин при их разделке сверлят отверстия диаметром 3…4 мм, а кромки трещин раскрывают под углом 60…90°. Если необходима высокая прочность детали, шов по длине усиливают скобами (рис. 3.5, г), через каждые 20… 30 мм сверлят технологические отверстия для клеевых заклепок (рис. 3.5, в) или на шов накладывают 2… 3 слоя стеклоткани (рис. 3.5, б). При разделке пробоин острые кромки у краев притупляют, а у корпусных деталей с толстыми стенками по периферии пробоины через каждые 20…30 мм сверлят отверстия диаметром 2…3 мм для клеевых заклепок. Зону вокруг разделки трещины или пробоины на расстоянии 15…20 мм зачищают до металлического блеска. Поверхности для наращивания и нанесения пасты подготавливают как обычно.

При заделывании трещин наносят два слоя пасты. Второй слой наносят с таким расчетом, чтобы он заполнил всю трещину и перекрыл ее по обеим сторонам на 10… 15 мм при толщине слоя 2… 3 мм. Стеклоткань толщиной 0,1… 0,3 мм накладывают между слоями пасты и обязательно прокатывают роликом.

Заделывание пробоин начинают с заполнения пастой просверленных отверстий и намазывания пасты вокруг пробоины. Пробоину закрывают стальной накладкой, слегка ее прижимают и наносят поочередно 2…3 слоя пасты, каждый из которых покрывают любой сетчатой тканью и прокатывают роликом. При заделке пробоины заподлицо (рис. 3.5, е), чтобы паста не проваливалась, снизу к детали приклеивают или удерживают на проволоке поддерживающую пластину. Затем поочередно накладывают слои пасты и ткани. После затвердения пасты поддерживающую пластину снимают, а выступающий конец проволоки обрезают.

деталь термопласт ремонт производственный.

Разделка и способы заделывания трещин и пробоин пастами:

а — разделка трещин; б — усиление шва стеклотканью; в-то же клеевыми заклепками; г-то же скобами; д — заделка пробоины стальной накладкой; е-то же заподлицо; / - стеклоткань; 2 — клеевая заклепка; 3 — скоба; 4 — стальная накладка; 5 — проволока; 6 — поддерживающая пластина; 7 — ткань.