Пластики в автомобилестроении
Федеральное агенство по образованию РФ
Государственное образовательное учреждение
Высшего
профессионального образования
Тверской
государственный технический университет
Кафедра
“Технология металлов и материаловедения ”
Реферат
по дисциплине ”Материаловедение”
на
тему “Пластики в автомобилестроении”
Выполнил:
Шепелёв Д.С.
Специальность:
190701-ОПУТ
Обозначение
работы:
Р-ОПУТ-0609-ДО
Принял:
Лаврентьев А.Ю.
Тверь,2007
Содержание:
Введение………………………………………………………………………………стр.3
Определение термина
пластмассы…………………………………………………..стр.3
Свойства
пластиков…………………………………………………………………..стр.3-4
Полиолефины…………………………………………………………………………стр.4
Полиэтилен……………………………………………………………………………стр.4-5
Полипропилен
………………………………………………………………………..стр.5
Полистирольные
пластики…………………………………………………………..стр.5-6
Поливинилхлориды………………………………………………………………….стр.6
Фторопласты………………………………………………………………………….стр6
Полиамиды……………………………………………………………………………стр.7-9
Поликарбонат………………………………………………………………………...стр.9
Полиформальдегиды…………………………………………………………………стр.9
Фенопласты…………………………………………………………………………...стр.10-11
Заключение……………………………………………………………………………стр.11
Библиографический
список …………………………………………………………стр.13
Рекомендация по
выбору полимерных материалов для изготовления основных узлов и деталей
автомобиля……………………………………………………………………стр.12-13
Пластики
в автомобилестроении.
Введение.
Применение пластмасс(пластиков) в
конструкции автомобилей приобретает всй более широкие масштабы.Это объясняется
в первую очередь тем, что по ряду показателей – плотности, коррозионной
стойкости, антифрикционным и электротехническим, а также технологическим
свойствам – пластики значительно превосходят традиционные материалы,
используемве при изготовлении автомобиля.За последние 10 лет произошли
принципиальные сдвиги в области применения пластмасс в автомобилестроении.Ранее
из пластиков изготавливали детали только электротехнического, декоративного
назначения.
Основные факторами, обусловливающими
значительное внедрение пластмасс в конструкцию автомобилей, являются ;
1. Во-первых, машина становится
легче, а это означает, что снижается расход топлива.
2. Во-вторых, открывается
возможность для новых конструкционных решений, поскольку термопластичные
полимеры легко поддаются переработке и, следовательно, позволяют воплотить
любые дизайнерские идеи. Благодаря этому можно получать детали самых хитроумных
форм и цветов без дополнительных операций по механической обработке и окраске.
3. В-третьих, применение
пластиков помогает не только отказаться от дорогостоящих цветных металлов и
нержавеющих сталей, но и сократить энерго- и трудозатраты в процессе
производства, а значит, снизить стоимость автомобиля.
4. В-четвёртых, повышение
долговечности и эксплуатационных характеристик автомобиля
Пластическими массами
(пластмассами, пластиками) принято называть материалы, представляющие
собой композицию полимера или олигомера с различными ингредиентами, находящуюся
при формовании изделий в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии, а при
эксплуатации - в стеклообразном (аморфном) или кристаллическом состоянии. В
качестве ингредиентов могут входить наполнители- тальк, каолин, слюда,
древесная мука, стеклянные, органические, углеродные и др. волокна;
пластификаторы, отвердители, стабилизаторы и т.д. По характеру связующего
вещества пластики подразделяются на а)термопластичные пластмассы (термопласты),
получаемые на основе термопластичных полимеров, и б)термореактивные пластмассы
(реактопласты), т.е. неразмягчающиеся.
а)Термопластичные пластмассы (термопласты)
В настоящее время в конструкции
автомобилей применяются разнообразные полимеры: полиолефины, ПВХ, полистирол,
фторопласты, полиметилакрилат, полиамиды, полиформальдегид, поликарбонат,
стеклопластики, фенольные пластики, полиуретаны, этролы, аминопласты,
волокниты, текстолиты и др. Самое главное преимущество пластиков в том, что
они обладают комплексом свойств, необходимых для конкретного конструкционного
элемента А от того, насколько соответствует материал условиям эксплуатации,
зависит надежность детали и, в конечном итоге, безопасность автомобиля, а также
комфорт водителя и пассажиров
Для пластиков характерны следующие
свойства:
1. низкая плотность(обычно
1,0-1,8 г/см , в некоторых случаях до 0,002-0,04 г/см)
2. высокая коррозионная
стойкость.Пластмассы не подвержены электрохимической коррозии,на них не
действуют слабые кислоты и щёлочи
3. высокие диэлектрические
свойства
4. механические свойства
широкого диапозона.В зависимости от природы выбранных полимеров и наполнителей
пластики могут быть твёрдыми и прочными или же гибкими и упругими.Ряд
пластиков по своей механической почности превосходят чугун и бронзу.
При одной и той же массе пластмассовая конструкция может по прочности соответствовать
сальной.
5. антифрикционные свойства.
Пластики могут служить полноценными заменитлями антифрикционных
сплавов(оловянистых бронз, баббитов и др.)Например полиамидные подшипники
скольжения длительное время могут работать без смазки.
6. высокие теплоизоляционные
свойства.Все пластики,как правило, плохо проводят теплоту.
7. высокие адгезионные свойства
8. хорошие технологические св-ва
.Изделия из пластика изготавливают способами безотходной технологии-литьём,
прессованием, формованием с применением невысоких давлений или в вакууме.
Полиолефины.
Полиолефины - высокомолекулярные
углеводородные алифатического ряда, получаемые полимеризацией соответствующих
олефинов( этилена,пропилена, и т.д.). В этих полимерах удачно сочетаются
механическая прочность, химическая стойкость, высокая морозостойкость, низкая
газо- и влагопроницаемость, и хорошие диэлектрические показатели.
В автомобильной промышленности из
полиолефинов широко применяются полиэтилены, полипропилены, а так же различные
их модификации.
Полиэтилен- (-CH2-CH2-)n
высокомолекулярный продукт
полимеризации этилена, который имеет макромолекулы линейного строения с
небольшим числом боковых ответвлений.
Полиэтилен высокого
давления Полиэтилен низкого давления
(ПЭВД) (ПЭНД)
Полиэтилен высокого
давления(ПЭВД)- лёгкий,прочный, эластичный материал с низкой газо-, паропроницаемостью,
хороший диэлектрик, отличается высокой хим. стойкостью к органическим
растворителям, низким водопоглощением и отличной морозостойкостью.К недостаткам
его можно отнести низкую теплопроводность, высокий коэффициент линейного
расширения,низкие,по сравнению с другими полиолефинами, механические свойства и
недостаточную стойкость к УФ-излучению. В автомобилестроении
используются в основном следующие марки ПЭВД: 17703-010, 10703-020,
10903-020, 11503-035 (ГОСТ 16337-77) для изляции электропроводов и кабелей, в
качестве заменителя стекла, для защиты металла от коррозии, для изготовления
крышек подшипников, уплотнительных проеладок, детали вентиляторов и
насосов,гайки, шайбы, колпачки для защиты резьбы, пробки топливных
баков,трубки, шланги, бочки опрыскивателя ветрового стекла и расширителя.
Полиэтилен низког
дваления(ПЭНД)- более прочный и жёсткий материал по сравнению с ПЭВД, механическая
прочность его в 1,5-2 раза выше,чем у ПЭВД может эксплуатироваться в широком
интервале температур. Хороший диэлектрик.Обладает высокой химической
стойкостью.Нестоек к воздействию УФ-лучей.В автомобилестроении используют марки
ПЭНД (по ГОСТ 16338-85):20908-040, 20708-016, 21008-075, 20608-012).Из ПЭНД
изготавливают педали привода акселератора, бачки главного цилиндра тормоза и
сцепления, оболочки внутреннего заднего троса привода ручного тормоза, втулки
крепления уплотнения, крыльчатки, корпус лампы распределителя заднего
отопитнля,коробы вентиляции передка.
Полипропилен (-CH2-CH-) n CH3
– продукт
полимеризации пропилена при низком давлении.По сравнению с полиэтиленом
полипропилен имеет более высокую механическую прочность и жёсткость, большую
теплостойкость и меньшую стойкость к старению.Имеет хорошие химические и
диэлетрические свойства.Разрушающее напряжение при растяжении достгает 25-4-
МПа. Недостатком полипропилена является его невысокая морозостойкость (-20 С).В
автомобилестроении полипропилен применяется для изготовления колец и
прокладок изолирующих пружин подушки опоры двигателя, расширительного бачка,чехла
защитного рычага привода ручного тормоза, крышки и корпуса блока
предохранителей, для антикоррозионной фетеровки резервуаров, элетроизоляционных
деталей, а так же изготоаления деталей применяемых при работе в агрессивных
средах, корпусные детали автомобилей и корпуса аккумуляторов, прокладки,
фланцы, корпуса воздушных фильтров,
конденсаторы, вставки демпфирующих глушителей, зубчатые и червячные колёса,
ролики, подшипники скольжения, фильтры масляных и воздушных систем, рабочие
детали вентиляторов, насосов, уплотнения, кулачковые механизмы, изоляция
проводов и пружин.
Материал
|
Плотность
|
Прочность,МПа
|
Ударная вязкость,кДж/м*м
|
Модуль упругости
|
Отно. Удлинение при разрыве %
|
Твёрдость по Бринеллю,МПа
|
|
При растяжении
|
При статическо изгибе
|
При сжатии
|
Без
надреза
|
С надрезом
|
При растяжении
|
При изгибе
|
|
ПЭВД
|
917-930
|
10-16
|
12-17
|
12
|
Не разру
|
шается
|
-
|
140-250
|
500-600
|
14-25
|
|
ПЭНД
|
948-959
|
20-30
|
20-38
|
20-36
|
Не разрушается
|
2-50
|
-
|
600-850
|
300-800
|
45-59
|
|
Полипропилен
|
900-910
|
25-40
|
70-80
|
60
|
33-80
|
5-8
|
800-1080
|
670-1190
|
200-800
|
60-65
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица №1.
Физико-механические свойства полеолефинов
Полистирольные
пластики. (-CH2-CH-) n
C6H5
Полистирольные пластики – полимеры, полученные
полимеризацией стирола или сополимеризацией этого мономера с другими
мономерами.Полистирол,т.е. полимер, полученный полимеризацией стирола, обладает
высокой водостойкостью, прекрасными диэлектрическими свойствами, хорошей
химической стойкостью.Основными недостатками полистирола: низкая
атмосферостойкость, невысокая термическа стойкость, склонность к растрескиванию,
низкие прочностные свойства.Поэтому чистый полистирол не применяется в
конструкции автомобиля.Широкое применение находят сополимеры стирола – АБС-тройной
сополимер акрилонитрилбутадиена и стирола.
Сополимеры АБС, или
АБС-пластики,
обладает высокой механической прочностью, достаточной тепло-, морозо- и
атмосферостойкостью.Они стойки к воздействию бензина и смазочных масел.Детали
из АБС-пластика имеют хороший декоративный вид.
В автомобильной
промышленности применяются для изготовления кожуха вентилятора отопителя, кожух
облицовочногоьвала руля, решётку радиатора, кожух радиатора отопителя,корпу
сопла, ручки и заслонки воздуховодов, облицовки стоек,дверей, боковины.
Поливинилхлориды(-CH2-CH-) n---Cl
Поливинилхлориды(ПВХ) –
представляют собой высокомолекулярные продукты полимеризации
винилхлорида, содержащие до 56.8% связанного хлора.Это обеспечивает им
пониженную горючесть.ПВХ способны пластифицироваться различными
пластификаторами, что позволяет получить на их основе как жесткие, так и
эластичные материалы.Пластмассы на основе ПВХ можно разделить на 2 группы:
Содержащие
пластификаторы Не содержащие пластификаторы
Пластикат ПВХ
Винипласт
Пластикат ПВХ – получают смешением ПВХ с
пластификаторами, которые снижают температуру стеклования ивязкого течения
материала. С увеличением содержания пластификатора повышается морозостойкость,
возростает относительное разтяжение при удлинении, но понижается механическая
прочность, ухудшаются диэлектрические свойства.В автомобилестроении
применяются для водо-, бензо-,антифризостойких гибких трубок, изолирующих
прокладок, элементы насосов и вентиляторов .
Страницы: 1, 2, 3
|