Корягин С.И., Пименов И.В., Худяков В.К. - Способы обработки материалов (1093325), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Из микролита, кроме режущего инструмента, изготавливают детали к машинам и аппаратам, подвергающимся интенсивному износу, различные фильеры, втулки,мундштуки и др.Кроме компактной (беспористой), применяется и пористаяметаллокерамика, получаемая путем введения в исходнуюкомпозицию дисперсных или волокнистых компонентов, которые из готовых изделий выплавляются или вымываются, образуя открытые поры. Таким образом, получаются материалы соткрытыми порами. Их применяют для изготовления фильтровочистки жидкостей и газов, подшипников скольжения, подшипников на воздушной подушке.
В подшипниках скольженияпоры заполняются смазочными веществами и выполняютфункции емкостей для удержания смазки и подачи ее в нужныймомент в зону трения.Материалы с закрытыми порами получают путем введения висходную композицию газообразующих веществ – порофоров.В ряде областей машиностроения находят применение теплоизоляционные керамические материалы (пористые окисные огнеупоры, изготовленные по разной технологии из чистых113окислов или карбидов).
Пористость такой керамики достигает85…90%, а предельная рабочая температура – 2200°С.Химически стойкая керамика отличается незначительнойпрочностью, удовлетворительной термостойкостью и незначительной проницаемостью для жидкостей и газов. В зависимостиот назначения она подразделяется на футеровочную (для защиты различных аппаратов и строительных конструкций), насадочную и изделия для химической аппаратуры.Футеровочные и насадочные изделия изготавливаются изшамотированных масс и обладают грубозернистым строением(кислотоупорные кирпичи и плитка).
Кислотоупорные кирпичиприменяют для футеровки крупных химических аппаратов (башен, скрубберов и др.), резервуаров, газоходов, желобов, а также для кладки фундаментов аппаратов, колонок и т.п.Кислоупорные плитки изготавливают трех видов: кислоупорные, термокислоупорные и термокислоупорные для гидролизной промышленности.4.3.
Углеродистые материалыГрафит представляет собой полиморфную модификациюуглерода с плотностью 2,22...2,26 г/см3 и пределом прочности16...30 МПа.Прочность и модуль упругости графита растут с увеличением температуры до 2200°С, а при температуре 3700°С он возгоняется, минуя жидкую фазу. Графит имеет высокую стойкостьк кислотам и органическим растворителям, высокие антифрикционные свойства, тепло- и электропроводность, хорошообрабатываетсярезанием.Благодарязначительнойтеплостойкости материалы на основе графита нашли широкоеприменение для изготовления плавильных тиглей, литейныхформ, деталей ракет и ядерных реакторов.
Антифрикционныесвойства графитовых материалов позволяют использовать их вкачестве подшипников скольжения и твердых смазок.Электротехнические графитовые материалы используются для114графитовые материалы используются для изготовления контактных щеток, нагревательных элементов, резисторов для радиотехнической промышленности. В производстве графитовыхматериалов применяются как природный, так и полученныйискусственно (пирографит) путем высокотемпературной термической обработки нефтяного и каменного коксов, а такжеметодом осаждения из газообразных углеводов.
Пирографитимеет более высокую степень чистоты, стабильность свойств.В производстве композиционных материалов в качестве армирующих элементов используют углеродные волокна, получаемые из органических волокон путем специальной термической обработки.Подшипники скольжения на основе углеграфитных материалов способны работать без смазки в диапазоне температурот -200 до +2000°С, со скоростями скольжения до 100 м/с, в томчисле и в агрессивных средах, кроме работы в среде осушенныхгазов и в вакууме. Для изготовления поршневых колец компрессоров, уплотнителей колец, подшипниковых вкладышейцентробежных и гидронасосов применяют углеродные обоженные (АО-600, АО-1500) и графитизированные (АГ-1500) материалы, а также эти материалы с пропиткой баббитом(АО-600-Б83), свинцово-оловянистым сплавом (АО-600-СО5,АГ-1500-Б83) и др.
При этом увеличивается прочность в1,5...2 раза, но снижается температура эксплуатации.На основе фторопласта-4 и углеродных наполнителей производят графитопластовые материалы марок 7В-2А, АФГМ,АФГ-80ВС, а при использовании эпоксидно-кремнийорганического связующего – АМС-1, АМС-3, АМС-5.Для изготовления деталей сухого трения, работающих в агрессивных средах, при высоких нагрузках и скоростях скольжения используют графитизированные материалы с пропиткойполимерными связующими (НИГРАН, НИГРАН-В).Свойства некоторых углеграфитовых материалов приведеныв табл. 25.115116В углерод-углеродных композитах материалы матрицы иупрочняющих волокон имеют одну природу и физико-механические свойства, благодаря чему такие композиционные материалы имеют высокую термостойкость, термостабильностьгеометрических размеров, минимальные напряжения на границе раздела волокно-матрица при термических воздействиях.В зависимости от назначения деталей армирующие углеродные волокна могут располагаться хаотично (волокна измельчают до размеров 0,5...1,00 мм), могут быть ориентированы в двух направлениях (слоистые, получаются укладкой углеродных тканей друг на друга) и с пространственным объемнымориентированием (получают объемным плетением углеродныхволокнистых жгутов или лент).Перед насыщением углеродом полученные заготовки отверждают и подвергают термообработке при температуре800...1000°С.
Углеродную матрицу получают двумя способами:путем карбонизации полимерной матрицы в процессе ее высокотемпературной обработки в инертной среде или путем осаждения из газовой фазы пироуглерода, образующегося при термической деструкции углеводородов в порах углеволокнистогоармирующего каркаса (возможно использование обоих методоводновременно). В качестве пропиточных составов для образования полимерной матрицы используют фенолоформальдегидные, эпоксифенольные, кремнийорганические, полибезимидозольные и другие термореактивные полимерные смолы.
Дляснижения пористости и повышения плотности пропитку и карбонизацию повторяют.Высокие механические свойства углерод-углеродные композиты (табл. 26) сохраняют лишь при отсутствии окислительных сред. На воздухе уже при температуре 400°С наблюдаетсяокисление углерода и потеря прочности. Замедляют процессокисления путем пропитки композитов фосфатами и боратами,нанесением защитных силицидных и карбидных покрытий.117Таблица 26Механические свойствауглерод-углеродных композитовНаполнительМатрицаУглероднаяткань из низкомодульноговолокнаЭпоксиднаякарбонизированнаяВысокомодульное углеродное волокноУглеродныйвойлокФенольнаякарбонизированнаяПолибензимидозольнаякарбонизированнаяФенольнаякарбонизированнаяФенольнаяграфитизированнаяПироуглероднаяПироуглероднаяПределМодульПлотностьпри 20°С, прочности упругостипри изги- при изгиг/см3бе, МПабе, ГПа1,38115141,43135151,3430151,551521751,646001891,607601401,606014...21Углерод-углеродные композиционные материалы применяют для изготовления деталей, работающих при высокой температуре в присутствии агрессивных сред: внешней теплозащитывозвращаемых космических аппаратов, внутренней теплозащиты элементов ракетных двигателей, насадок плазменных установок, уплотнений химической и теплообменной аппаратуры идр.1184.4.Минеральные вяжущие веществаи изделия на их основеМинеральные вяжущие вещества в зависимости от состава, основных свойств и областей применения делятся на двегруппы: воздушные (гипсовые, магнезиальные, строительнаявоздушная известь, растворимое стекло) и гидравлические(портландцемент и его разновидности, глиноземистый цемент,шлаковые цементы и др.).Изделия на основе гипсовых вяжущих делятся на гипсовые(смесь гипса и воды) и гипсобетонные (смесь гипса, воды изаполнителей).
В качестве заполнителей применяются котельный и доменный шлаки, кварцевый песок, древесная мука иопилки. Гипсовые изделия характеризуются сравнительно небольшим объемным весом и несгораемостью, однако обладаютзначительной пластической деформацией под нагрузкой (ползучесть), а при увлажнении резко снижается их прочность.
Гипсовые изделия могут быть сплошные, пустотелые и пористые,армированные и неармированные. Для армирования гипсовыхизделий применяют картон, камыш, древесную фибру и различные волокнистые материалы. Из гипсовых строительныхизделий наиболее широкое распространение получили сухаяштукатурка, гипсовые и гипсобетонные плиты, стеновые камни, вентиляционные короба, архитектурно-декоративные изделия и др.К магнезильным вяжущим веществам относят каустический магнезит и каустический доломит.
Их получают обжигоммагнийсодержащих материалов.Магнезиальные вяжущие вещества хорошо связывают твердые частицы, поэтому их применяют преимущественно вместес органическими наполнителями: опилками, древесной шерстью, кострой и др. На основе магнезиальных вяжущих веществвыпускают фибролит (термоизоляционный, конструктивный ифибролитовая фанера), ксилолит (для изготовления бесшовныхполов), пено- и газомагнезит (для получения газосиликатов),совелит и ньювель (теплоизоляционные материалы).119Строительная воздушная известь является продуктом,получаемым обжигом до возможно более полного выделенияуглекислоты из кальцево-магниевых карбонатных пород, содержащих не более 6% глинистых примесей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
