Материалы, применяемые в автомобилестроении и ремонтном производстве
https://yandex.ru/video/preview/?filmId=16447842394379829842&from=tabbar&reqid=1601277608859243-275013566957553334700101-vla1-2039&suggest_reqid=4327984158503285076615899498083&text=стали+и+сплавы+в+автомобилестроении
Металлы и сплавы
Автомобильные детали изготовляются из конструкционных сталей, чугунов и цветных сплавов, получаемых на различной основе. Выбор технологии восстановления деталей определяется физико-механическими свойствами и эксплуатационными характеристиками тех материалов, из которых они изготовлены.
Конструкционные стали широко применяющиеся в автомобилестроении и ремонтном производстве обеспечивают необходимую прочность деталей, а в результате химико-термической обработки достигается высокая твердость и износостойкость рабочих поверхностей. За счет подбора легирующих элементов обеспечивается высокая коррозионная стойкость, жаропрочность и другие специальные свойства деталей.
Кроме конструкционных сталей в автомобилестроении широко применяют литые детали, изготовленные из чугуна. Часто чугунное литье является единственно возможным и дешевым способом получения заготовок (блоков двигателей, головок блока, картеров коробок передач и др. деталей).
Так же широкое применение при изготовлении и ремонте автомобилей нашли цветные сплавы на алюминиевой, магниевой, цинковой и медной основе, различные антифрикционные сплавы и припои. Для повышения прочности и улучшения механической обрабатываемости отливки из цветных сплавов подвергают термической обработке, чаще всего искусственному старению или закалке с последующим искусственным старением.
Конструкционные стали общего назначения содержат до 0,8% углерода и выпускаются обыкновенного качества и качественные.
Стали обыкновенного качества изготовляют следующих марок: Ст 0, Ст 1, Ст 2, Ст 3, Ст 4, Ст 5, Ст 6. Буквы Ст в марке стали обозначают «Сталь», цифры — условный номер марки (с увеличением номера возрастает в стали содержание углерода). Стали обыкновенного качества бывают: кипящие (кп), полуспокойные (пс), спокойные (сп). Для обозначения повышенного содержания марганца (0,8... 1,1%) после номера ставят букву Г, например: Ст5Гпс.
Качественные конструкционные стали отличаются от сталей обыкновенного качества более точным химическим составом с пониженным содержанием вредных примесей (серы <0,04%, фосфора <0,035%) и неметаллических включений. Эти стали маркируются цифрами, которые указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента: 08, 08кп, 10, 10кп, 15, 20,..., 85. По способу раскисления эти стали делятся на кипящие (кп), полуспокойные (пс), спокойные (сп). Например, марки кипящей стали: 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп; полуспокойной стали: 08пс, 10пс, 15пс, 20пс и спокойной стали не имеют соответствующего индекса. Качественные углеродистые стали, как правило, подвергаются термической или химико-термической обработке.
Чугуны, разнообразные по химическому составу и структуре, имеющие различные механические свойства широко используют при изготовления автомобильных деталей.
Чугуны с пластинчатым графитом обозначаются буквами СЧ (серые чугуны), с шаровидным графитом ВЧ (высокопрочные чугуны) и КЧ (ковкие чугуны). Цифры после обозначения марки у чугунов с пластичным графитом и чугунов с шаровидным графитом указывают среднее значение временного сопротивления при растяжении (σв, кгс/мм2). У ковких чугунов первые две цифры указывают временное сопротивление при растяжении σв (в мегапаскалях), вторые — относительное удлинение δ (в процентах).
Алюминиевые сплавы, используемые при изготовления автомобильных деталей бывают литейные и деформируемые.
Из деформируемых алюминиевых сплавов получают листы, профильный материал и т. п.
Герметики, клеи и пластмасса
При изготовлении и ремонте автомобилей получили широкое применение различные виды синтетических, полимерных, композиционных материалов и пластических масс на их основе. При этом используются физические и химические процессы взаимодействия ремонтных материалов с материалом восстанавливаемой детали.
Анаэробные герметики представляют собой жидкие или вязкие композиции, способные длительное время оставаться в исходном состоянии и быстро отверждаться в зазорах между сопрягаемыми металлическими поверхностями при нарушении контакта с кислородом воздуха.
Эти материалы применяют для уплотнения пористого литья, сварных швов, стопорения и уплотнения резьбовых соединений, фиксации подвижных соединений, уплотнения фланцевых соединений. Они не чувствительны к воздействию воды, минеральных масел, топлив, растворителей, в большинстве своем не токсичны, не оказывают отрицательного воздействия на окружающую среду и обеспечивают надежную противокоррозионную защиту уплотняемых деталей. Важнейшим преимуществом герметиков является возможность их применения в сопряжениях деталей из любых материалов в различных сочетаниях при допусках от -0,2 до +0,6 мм. После отверждения они сохраняют высокие прочностные и усталостные характеристики, могут контактировать с различными жидкими и газообразными средами, обеспечивают 100%-ный контакт сопрягаемых деталей, выдерживают температуру +250°С и давление до 35 МПа. После выпрессовки подшипников качения, установленных с помощью анаэробного материала, посадочная поверхность остается чистой и при повторном восстановлении механизма достаточно нанести новый герметик.
На качество уплотнения влияет материал герметизируемого сопряжения, чистота поверхностей, контактирующих с герметиком, форма и размеры деталей, технология сборки, режимы отверждения и др.
По влиянию на скорость отверждения герметика в сопряжении материалы деталей делят на активные (медь, сплавы меди, никель), нормальные (железо, углеродистые стали, цинк) и пассивные (высокоуглеродистые стали, алюминий, титан, материалы с противокоррозионными покрытиями, пластмассовые изделия).
Скорость отверждения герметиков и время достижения максимальной прочности соединения зависит от температуры окружающей среды. Низкие температуры замедляют полимеризацию и вызывают необходимость применения активаторов. Некоторые герметики способны полимеризоваться при температуре до —10°С. В качестве активаторов применяют специальные жидкости: К-101М — прозрачная, обеспечивает время отверждения 24 ч; KB (КС) — светло-желтого или желтого цвета, обеспечивает отверждение в течение 6 ч. Введение активаторов позволяет выполнять аварийный ремонт в условиях эксплуатации.
В зависимости от применяемых герметика и активатора восстановленное сопряжение может быть введено в эксплуатацию через 6-24 ч.
Герметики марок Унигерм-2М и Унигерм-11 способны отверждаться при пониженных до -10 °С температурах.
Расход анаэробных герметиков зависит от метода применения и составляет 1—5 г на 100 см2 поверхности при герметизации цилиндрических соединений с зазором 0,05 — 0,2 мм; 1-5 г на 100 болтов в зависимости от диаметра и высоты резьбы; 3—10 г на 1 кг литья при пропитке в зависимости от конфигурации детали.
КЛЕИ
Клеи, отличительной особенностью которых является сочетание в одном материале хороших адгезионных, необходимых антифрикционных свойств и достаточной механической прочности при простой технологии, нашли широкое применение при ремонте автомобилей.
Наибольшее распространение при восстановлении автомобильных деталей имеют эпоксидные клеевые материалы. Армирование эпоксидных материалов стекловолокном существенно расширяет область их применения при восстановлении деталей, имеющих пробоины (площадью до 50 см2) и трещины. Эпоксидные материалы применяются при восстановлении деталей, работающих в диапазоне температур +120 °С. Основным недостатком эпоксидных клеевых соединений является токсичность компонентов.
Кроме эпоксидных клеев при ремонте автомобилей используют акриловые, цианакриловые и силиконовые клеи.
Из клеевых материалов зарубежного производства большими возможностями для восстановления автомобильных деталей обладают: Molykote АР — универсальный силиконовый клей-герметик, обеспечивающий прочное соединение деталей в рабочем диапазоне температур -50...+220 °С; Silicon АР 1945548 — кремнийорганический белый силиконовый каучук; Silicon АР 1945505 — кремнийорганический прозрачный силиконовый каучук; Silicon АР 2404559 — кремнийорганический силиконовый каучук черного цвета. Указанные материалы применяют для склеивания деталей из металлов, стекла, резины, натуральных и синтетических волокон, большинства пластмасс.
Клеевые материалы обеспечивают не только прочное соединение деталей из различных материалов, но также уплотняют зазоры и трещины; герметизируют фонари, окна, шланги и патрубки; изолируют электрические контакты; устраняют вибрацию и шум; применяются для изготовления уплотнений и прокладок.
Материалы для холодной молекулярной сварки (ХМС) представляют собой металлизированные композиции, состоящие на 70—80% из мелкодисперсных металлов (никель, хром, цинк) и специально подобранных олигомеров, образующих при отверждении трехмерные полимерные сетки повышенной прочности. Эти материалы не следует путать с эпоксидными составами и клеями, так как они обладают свойствами металлов и легко подвергаются механической обработке.
С помощью ХМС можно производить высокопрочные соединения деталей из различных материалов, восстанавливать размеры и форму изношенных деталей, наносить на рабочие поверхности деталей износостойкие покрытия с эффектом самосмазывания, устранять трещины и сколы. Технология ХМС также удобна для восстановления тонколистовых кузовных деталей, для устранения протечек теплообменников и емкостей. По сравнению с традиционными способами сварки и пайки ХМС не требует разборки агрегатов, слива масел из картеров и емкостей. При применении ХМС не возникают внутренние термические напряжения и исключается возможность повреждения существующих сварных швов, устраняется пожароопасность выполняемых работ. Детали, восстановленные методом ХМС, сохраняют работоспособность при температуре -60... + 350 °С.
Наиболее распространенным объектом восстановления поврежденных деталей являются резьбовые соединения. Восстановление сорванной резьбы ХМС отличается от традиционной технологии простотой применения и меньшей трудоемкостью.
Высокое качество восстановления деталей методом ХМС обеспечивается только правильным выбором полимерного материала.
Наряду с механической обработкой затвердевшего композита возможно формирование геометрии рабочей поверхности восстанавливаемой детали в период пластического состояния композиционных материалов. Для этого используют сопрягаемую деталь, смазанную разделительным составом. Базовый состав Реком-Б является основой для разработки материалов, обладающих специальными свойствами: Реком-В — адгезией к влажной поверхности; Реком-М — адгезией к маслянной поверхности; Реком-Ж — повышенной термостойкостью; Реком-И — повышенной износостойкостью; Реком-О — используется при отрицательных температурах; Реком-супер — композит с адгезией к стальной поверхности до 35 МПа.
Материал Унирем применяют при ремонте радиаторов систем охлаждения двигателей, блоков цилиндров, трубопроводов, а также глушителей.