Особенности, преимущества недостатки получения неразъемного соединения склеиванием. Виды клеев, технологический процесс склеивания.
Склеивание – самый универсальный способ соединения тв. материалов за счет сил молекулярного цепления. . Наиболее распостранен клей на основе органических соединений. Клей вносится между соединяющими частями обычно в жидком в виде. Реже в виде вво порошка или пластинок размягчаемых при нагревании. В веденный жидкий клей вследствие испарения растворителей или протекание различных хим. реакций постепенно затвердевает. В отличие от припоев клей с самого начала обладает некоторой незначительной прочностью позволяющей удерживать соединение детали в определенном положении. По мере затвердевания прочность постепенно возрастает. Клей взаимодействует с материалом соединяющих деталей. Преимущества склеивания заключаются в простоте, невысокой стоимости и универсальностью. Недостаток склеивания является относительно не высокая прочность соединения.
По химической природе клеи делятся на натуральные и синтетические. К первым относятся минеральные и природные (животные, растительные) клеи, ко вторым - главным образом полимерные. Минеральные клеи, в свою очередь, подразделяются на алюмофосфатные, керамические (на основе оксидов металлов), силикатные (на жидком стекле) и металлические. К растительным клеям относятся белковые (например, легумин из сои), крахмальные (крахмал, декстрин) и клеи из смол, камеди и бальзамов (гуммиарабик, натуральный каучук, гуттаперча, шеллак).
|
|
|
Среди животных клеёв наиболее распространены коллагеновые (костный, мездровый, рыбий), казеиновые и альбуминовые. Применяются клеи на синтетической основе, для производства которых используют синтетические смолы, латексы, каучуки и др. виды сырья.
По физическому состоянию клеи бывают твёрдыми (плёнки, гранулы, порошки), жидкие (например, растворы, эмульсии) и пастообразные, обычно называемые мастиками. Твёрдые клеи, как правило, используются в виде расплава или наносятся на нагретые поверхности.
Технологический процесс склеивания состоит из следующих операций: подготовка склеиваемых поверхностей (обезжиривание, придание шероховатости); нанесение клея и склеивание, контроль качества клеевого шва.
При склеивании особое внимание следует уделять подготовке поверхности изделий с тем, чтобы обеспечить максимальную смачиваемость её клеем. Для этого поверхности надо тщательно очистить, удалив с них грязь, пыль, жир, остатки старого клея, промыть водой с моющими средствами или обработать растворителями (ацетоном, спиртом и т. д.). Затем (при необходимости) зачистить поверхность шкуркой, напильником или металлической щёткой в зависимости от материала. Поверхности швов из стекла, фарфора, фаянса, камня промывают тёплой водой, раствором соды, нашатырным спиртом. При склеивании древесины, кожи, резины гладкие поверхности делают шероховатыми путём обработки их рашпилем, шкуркой, напильником. При использовании термопластических клеёв, требующих нагрева, склеиваемые поверхности также желательно нагреть.
|
|
|
Приготовление клея начинают с осмотра содержимого упаковки и определения срока годности. Жидкие клеи должны быть однородны по составу, без сгустков, комков, отстоя. В случае обнаружения таких дефектов клей тщательно перемешивают до получения однородной массы. Жизнеспособность клея характеризуется временем, в течение которого готовый к употреблению клей сохраняет свои свойства при определённых условиях. В случае превышения этого времени вязкость клея и его способность к отверждению изменяются, что может отрицательно сказаться на качестве клеевого соединения. Многокомпонентные клеи готовят непосредственно перед применением, смешивая составляющие в соответствии с пропорциями и последовательностью, предусмотренными в рецептуре.
Отверждающие компоненты (отвердители, ускорители, катализаторы; клеёв холодного отверждения добавляют последними. Для достижения прочного соединения необходимо строго выполнять правила по применению клея, приведённые на упаковке или в прилагаемой инструкции.
|
|
|
Способы нанесения клея на поверхность жидкие клеи наносят кистью, валиком или просто поливом; пастообразные - шпателем, ровной металлической линейкой или пластиной; твёрдые - расплавляют до жидкого или пастообразного состояния и равномерно распределяют по поверхности. Толщина клеевого слоя зависит главным образом от концентрации клея (содержания в его составе сухого клеящего вещества), плотности, зазора между склеиваемыми деталями, пористости поверхности. Недостаточная толщина клеевого слоя может привести к возникновению непроклеенных участков, избыток клея загрязняет детали, рабочее место, оборудование, формирование клеевого соединения начинают со сборки и фиксации склеиваемых деталей с помощью зажимов, струбцин, стяжек, распорок и т. п., которые одновременно обеспечивают требуемое давление на склеиваемые поверхности. В таком состоянии склеиваемые детали выдерживают до полного отверждения клеевого слоя. Необходимые для склеивания давление, температура и продолжительность отверждения определяются видом клея.
|
|
|
Основные операции порошковой металлургии: получение порошков, формование( прессование, изостатическое формование, прокатка, шликерное литье), спекание (жидкофазное и твердофазное) т окончательная обработка порошковых заготовок (пропитка, отжиг, закалка). Применение порошковых пористых, конструкционных и электротехнических материалов.
Сущность ПМ заключается в производстве порошков и изготовлении из них изделий, покрытий по безотходной технологии. Порошки получают из металлического и неметаллического сырья, а также вторичного сырья машиностроения и металлургии. Технологический процесс производства и обработки изделий методами ПМ включают: получение порошков, формование порошков в заготовке, спекание и при необходимости окончательную обработку (доводку, термообработку).
Способы получения порошков:
1) механические (без изменения химического состава исходных материалов) Механическое измельчение осуществляется путем дробления, размола или истирания в специальных агрегатах-мельницах. Также к механическим способам относят диспергирование (распыление) расплавов под действием центробежной силы;
а) дробление и размол тв материалов в специальных агрегатах, этим способом получают порошки Fe, Cu, Mn, Cr, Al и т.д.
б) распыление расплавленного Ме производят струей сжатого газа (He,Ar) или жидкостях, под действием центробежных сил, этим методом получают: Fe, Al, Zn, латунь, стали, чугуны.
в)грануляция расплавленного Ме. Производится при литье в жидкость, например в проточную воду, получают порошки Fe, Cu, Pb,Zn.
г) обработка композиционных материалов резанием со спец. подбором технологических режимов, которые обеспечивают получение продуктов резания в виде частиц, а не сплошной стружкой.
2)физико-химические связаны с изменением химического состава исходных материалов в результате физико-химических превращений. Металлические порошки получают восстановлением металла из оксидов, солей, ангидридов активным веществом (Н2, Аl, Mg, Ca, C) восстановление осуществляют в твердом состоянии, парогазовой фазе из расплавов.
3) комбинированные
Формование порошков: Это технологическая операция получения изделия или заготовки заданной формы, размеров, плотности обжатием порошков. Способ подготовки порошков к формованию зависит от физических и технологических характеристик порошка, метода формования и эксплуатационных свойств получаемого изделия. К физическим свойствам порошков относят: форму и размеры частиц, микротвердость, плотность и тип кристаллической решетки. К технологическим свойствам относят насыпную массу, текучесть и спекаемость порошков.
Прессование, при прессование требуемое количество порошка засыпают в прессформу и сжимают с требуемым усилием с помощью пуансона. В процессе прессования увеличивается контакт между частицами, уменьшается пористость, частицы деформируются или разрушаются. Прочность получаемой заготовки обеспечивается силами механического сцепления частиц порошка, электростатическими силами притяжения и силами трения. При увеличение прикладываемого давления плотность заготовки возрастает, по высоте прессуемой заготовки давление распределяется неравномерно, что приводит к неоднородности плотности заготовки. Для изделия простой формы с отношением высоты к диаметру меньше или равно 1, применяют односторонние прессование, для более сложных изделий применяют двустороннее прессование.
Плотность заготовки при двустороннем прессование выше на 30-40 %, и кроме того платность становится однороднее. В схемах прессования используют также вибрацию. После снятия нагрузки размеры прессования увеличиваются из-за явления упругости после действия. Для более однородного распределения плотности используют также различные смазки.
Изостатическое формование осуществляется с условиях всестороннего равномерного сжатия, поэтому получаемые заготовки характеризуются , не тока однородной плотностью ,но и изотропностью свойств. Для получения одной и той же плотности усилия при изостатическом формование в два раза ниже, чем при обычном прессование. Порошок заключается в эластичную оболочку, усилие передается через жидкую среду. Жидкость со всех сторон воздействует на оболочку ,сжимая ее и выдавливая порошок в отверстие матрицы. Конструкция находится в сосуде высокого давления. 
Прокатка, прокаткой получают длинномерные заготовки преимущественно постоянного сечения из конструкционных электротехнических материалов. Порошок из бункера непрерывно поступает в зазор между волками, где он обживается и принимает форму требуемого полуфабриката. Характерной особенностью прокатки является непрерывность процесса, что позволяет получать длинномерные полуфабрикаты , процесс прокатки легко поддается автоматизации и механизации.
Шликерное литье, используют для получения сосудов и изделий сложной формы. Шликер- представляет собой однородную концентрированную смесь порошка в жидкости. Шликер заливают в пористую форму, жидкость проникает в поры, а порошок оседает на стенках формы. Когда образуется требуемый слой порошка, процесс прекращают, изделие вынимают из формы и сушат. Относительная плотность около 60%, формы делают преимущественно из гибса.
Спекание является заключительной операцией порошковой металлургии, заключается в нагреве и выдержки отформованного изделия при температуре ниже точки плавления основного компонента. Спекание проводят для увеличения прочности заготовки, полученных прокаткой и прессованием. При спекание происходит рост контактов между частицами порошка, засчет протекания в процессах восстановления из оксидов, диффузии и рекристаллизации. Скорость протекания этих процессов зависит от температуры, среды, а также плотности заготовок. При спекание происходит изменение линейных размеров заготовок, в основном наблюдается усадка. Температура спекания обычно 0,6-0,9 Тпл для однокомпонентных составом или ниже Тпл матрицы многокомпонентных систем. Время спекания 30-90 минут. Повышение температуры или времени способствует повышению плотности и их прочности .
Различают спекание:
-твердофазное
- жидкофазное
Твердофазное спекание сопровождается возникновением и развитием связей между частицами образованием и ростом контактов закрытием сквозной пористости(укрупнение пор). В процессе спекания происходит перенос твердого вещества через газовую фазу, засчет деформации м вязкого течения. Уплотнение происходит преимущественно засчет объемной деформации частиц, температуры твердофазного спекания 0.7-0.9 от Тпл самой легкоплавкой фазы.
Жидкофазное спекание происходит в присутствии жидкой фазы, т.е. при температурах выше Тпл легкоплавкой фазы. Жидкая фаза хорошо смачивает твердую фазу, улучшает сцепление между частицами, увеличивает скорость диффузии. Спекание ,как правило, проводят в защитной атмосфере или в вакууме. При горячем прессование(при Т=0,5-0,9 Тпл основного компанента) происходит совмещение процесса формования и спекания.
Окончательная обработка для повышения физико-механических свойств спеченных заготовок применяются различные методы:
-повторное прессование
-пропитку смазочными материалами.
-термическую обработку или химико-термическую обработку
Повторное прессование и спекание позволяет получать детали с более высокой плотностью. Промежуточные отжиги способствуют дальнейшему уплотнению при относительно небольших давлениях. Спеченные материалы можно подвергать: ковке, штамповке, прокатке.
Пропитку обычно осуществляют погружением заготовок в масленую ванну с Т=70-140оС. Время пропитки от 15 минут до 2 часов. Степень заполнения пор при такой обработки составляет до 95%, основными видами термической обработки является отжиг и закалка. Отжиг используют для повышения технических свойств при производстве деталей из тугоплавких Ме. Отжиг снижает прочность и несколько повышает пластичность, что облегчает дальнейшую обработку давлением. Наличие пор в материале делает его очень чувствительным к окислению при нагреве и к коррозии при попадание закалочной жидкости, поэтому закалку проводят в средах не представляющих опасность с точки зрения коррозии при обработки длительном хранение изделия.
Применение порошковых пористых, конструкционных и электротехнических материалов.
Пористые материалы.
1)Антифрикционные материалы, пористость 15-35%. Они представляют собой пористую массу, эту массу пропитывают маслом, серой, сульфидами. Используют для изготовления подшипников скольжения.
2)Фрикционные материалы, пористость 10-13%. Состоят из основ Fe, Cu, Ni и их сплавы, твердые смазки (Zn, Ge, висмут, графит), и материалов обеспечивающих высокий коэффициент трения (азбест, кварцевый песок, оксиды) эти материалы предназначены дл работы в муфтах сцепления и тормозах.
3)Фильтры, пористоть 25-50%.
4)”Потеющие” сплавы, это материалы через которые к рабочей наружней поверхности детали поступают жидкость и газ.
5)Пено-материалы, пористость до 95-98%. Представляют собой линии, материалы используемые в качестве наполнителей и теплоизоляции в авиационной техники, их основы являются пенопласты.
Конструкционные материалы.
В качестве этих материалов применяют спеченные стали, цветные и тугоплавкие Ме и спеченные волокнистые композиты.
Электротехнические материалы
1)Порошковые материалы используют для разрывных контактов высоковольтных аппаратов. Изготавливают прессованием с последующим спеканием пористого тугоплавкого каркаса из более легкоплавкого Ме.
2)Магнитомягкие материалы, в основном сплавы Fe-Ni или Fe-Co.
3)Скользящие антифрикционные контакты.
4)Магнитотвердые материалы для небольших магнитов, изготавливают из порошковых смесей Fe-Al-Ni или Fe-Al-Ni-Co.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 533; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!