Асбестоцемент легко пилится, сверлится и шлифуется.
К недостаткам асбестоцемента относятся хрупкость, пониженная прочность при насыщении водой и склонность к короблению. Эти недостатки устраняют технологическими (введение добавок, автоклавная обработка, прессование, армирование) и конструктивными методами.
Асбестоцементные изделия подразделяют по способу их изготовления и по назначению. По способу изготовления асбестоцементные изделия имеют вид листов, панелей, плит, труб и фасонных изделий. По назначению — это строительные асбестоцементные (кровельные, стеновые, облицовочные, для элементов строительных конструкций) и электротехнические асбестоцементные изделия.
Защиту от влаги и придание необходимых декоративных свойств листам, предназначенным для облицовки стен и панелей санитарных узлов и кухонь, обеспечивают покраской водонепроницаемыми лаками, эмалями и смолами. Внутренние, поверхности асбоцементных газопроводных труб для снижения утечки газа обязательно покрывают смолами.
3 Керамические материалы
Керамика — неорганические поликристаллические материалы, получаемые из сформованных минеральных масс (глин и их смесей с минеральными добавками) в процессе высокотемпературного (1200...2500 °С) спекания.
Состав керамики образован многокомпонентной системой, включающей:
кристаллическую фазу (более 50 %) — химические соединения и (или) твердые растворы;
стекловидную (или аморфную) фазу (1...40 %) — прослойки стекла, которое по своему химическому составу отличается от химического состава кристаллической фазы;
газовую фазу — газы, находящиеся в порах.
Керамика — изотропный материал, так как представляет собой поликристаллическое вещество с мелкими беспорядочно расположенными кристаллами. Керамику с анизотропией свойств получают на основе монокристаллов. Сегнето - и пьезокерамику получают при сохранении остаточной поляризации.
Свойства керамики определяются ее составом, структурой и пористостью. Среди основных свойств керамических материалов: плотность— 1800...3900 кг/ м3 и более; водопоглощение — для пористой керамики 6...20 % по массе (12% по объему), а для плотной — 1 ...5 % по массе (2% по объему); Недостатком керамики является высокая усадка при спекании — 20...25 % и выше, что создает трудности с обеспечением точных размеров изделия. Обработка готовых изделий затруднена, так как спеченная керамика обладает высокой твердостью, режется с трудом и только абразивами.
Керамику классифицируют по вещественному составу, по составу кристаллической фазы, по структуре и по назначению.
По назначению керамику делят на конструкционную, инструментальную, техническую и бытовую.
Конструкционная керамика
Конструкционная керамика производится как строительная и машиностроительная.
В строительстве конструкционную керамику используют как долговечный материал, стойкий против износа, нагрева и агрессивных сред.
По назначению строительные керамические материалы и изделия делят на следующие виды.
Стеновые керамические материалы (кирпич обыкновенный, кирпич и камни пустотелые и пористые, крупные блоки и панели из кирпича и камней).
Керамические кирпичи выпускаются сплошные и модульные, имеющие круглые или щелевые пустоты.
Основные свойства керамических кирпичей: плотность сплошного кирпича — 1600кг/мЗ; теплопроводность сплошного кирпича — 0,7...0,82 Вт/(м-°С); по плотности и теплотехническим свойствам керамические кирпичи делят на три группы:
эффективные — с высокими теплотехническими свойствами плотностью не более 1400кг/м3;
условно эффективные - плотностью 1450кг/м3; обыкновенный кирпич - плотностью свыше 1600 кг/м3;
водопоглощение кирпича марки выше 150 должно быть не менее 6%, а других марок — не менее 8 %. (Это требование задает определенную пористость кирпича, иначе он станет слишком теплопроводным и будет плохо слепливаться со строительным раствором);
предел прочности на сжатие определяет марку — 75, 100, 125, 150, 200, 250,300;
морозостойкость кирпича должна быть не менее 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания (предусмотрены и более высокие марки по морозостойкости — F 25, F 35 и F 50).
Кирпич не должен иметь механических повреждений и сквозных трещин. На одном кирпиче допускается не свыше двух отбитостей ребер и углов размером по длине ребра не более 15 мм. На отдельных кирпичах может быть допущена одна сквозная трещина протяженностью не более 30 мм по ширине кирпича.
Кирпич должен быть нормально обожжен, и после обжига его цвет должен соответствовать цвету эталона нормально обожженного кирпича.
Масса одного керамического кирпича должна быть не более 4 кг.
Керамический кирпич применяют преимущественно для кладки стен зданий, изготовления сборных стеновых панелей, кладки печей и дымовых труб. Элементы перекрытий (пустотелые камни, балки и панели из пустотелых камней)
Для наружной облицовки (кирпич и камни керамические лицевые, ковровая керамика, плитки керамические фасадные)
Фасадные керамические изделия применяют для облицовки фасадных поверхностей стеновых панелей, блоков, цоколей зданий, лоджий, для отделки архитектурных элементов фасада зданий - поясов, карнизов и создания декоративных панно.
Для отделки сборных конструкций на заводах используют коврово-мозаичные плитки размерами 48 х 48 и 22 х 22 мм и толщиной 2...4 мм, плитки типа «кабанчик» размером 120 х 65 х 7 мм, типа брекчии — ковры, набранные из плиточного боя.
Для облицовки готовых кирпичных и бетонных стен применяют глазурованные и неглазурованные крупноразмерные (250x140x10 мм) и цокольные (150x75x7 мм) плиты. Эти плиты должны иметь спекшийся черепок и водопоглощение не более 5 %.
Лицевые кирпичи и керамические камни применяют для кладки и одновременной облицовки наружных и внутренних стен зданий, возводимых из штучных изделий (кирпича, камня). Подобрав состав керамической массы и регулируя режим отжига, можно получить кирпич белого, кремового, коричневого цветов. Выпускают лицевые кирпичи и керамические камни с гладкой, а также рельефной или офактуренной лицевой поверхностью. На лицевой грани не допускаются трещины и отколы.
Керамические облицовки относятся к числу наиболее экономичных наружных облицовок.
Для внутренней облицовки (плиты и плитки для стен и полов)
Керамические плитки для внутренней облицовки стен изготавливаются с пористой структурой, лицевая поверхность их покрывается глазурью, которая придает плиткам водонепроницаемость и стойкость против воздействия слабых растворов кислот и щелочей.
Для внутренней облицовки стен выпускают разнообразные по форме плитки: квадратные (150X150 мм), прямоугольные с прямыми кромками
(150X100 и 150X75 мм). Плитки изготавливают плоскими, рельефными, орнаментированными, с цветными рисунками.
Керамические плитки для полов изготавливают из тугоплавких и огнеупорных каолиновых глин с различными добавками и, если требуется, окрашивающих примесей.
Полы из керамических плиток практически водонепроницаемы, характеризуются малой истираемостью, не дают пыли, легко моются, стойки к действию кислот и щелочей. Недостатком плиток является большая теплопроводность (полы холодные), не позволяющая применять их в жилых помещениях.
Плитки изготавливают квадратные, прямоугольные, шестигранные, восьмигранные, треугольные: длиной граней 50мм и толщиной 10мм.
Для снижения трудоемкости устройства чистого пола изготавливают мозаичные плитки квадратной или прямоугольной формы размером 23 и 48 мм при толщине 6...8 мм. Мозаичные плитки на заводе наклеивают лицевой стороной на крафт-бумагу по определенному рисунку, получая
«ковры» размером 398X598 мм.
Керамические глазурованные плитки применяют для облицовки стен кухонь и санитарных узлов жилых зданий, школ, детских садов, больниц и поликлиник, торговых предприятий, помещений с повышенной влажностью (бань, прачечных), а также для облицовки внутренних стен лабораторных помещений. Цветные и многоцветные глазурованные плитки используют для облицовки станций метрополитена.
Санитарно-технические
Керамические санитарно-технические изделия изготовляют из фаянса, полуфарфора и фарфора.
Из фаянса преимущественно методом литья производят унитазы, умывальники, смывные бачки, ванны и др. Полуфарфор и фарфор применяются для производства более тонкостенных изделий.
Поверхность санитарно-технических изделий обязательно покрывается глазурью, что придает им водонепроницаемость.
Изделия из санитарно-технической керамики белые, иногда светло-желтые, должны иметь правильную форму, ровную, гладкую и чистую поверхность.
Керамические огнеупорные изделия классифицируют по огнеупорности, пористости, химико-минеральному составу и способу изготовления.
По огнеупорности керамические огнеупорные изделия могут быть огнеупорными (1580°С), высокоогнеупорными (1700...2000 °С) и высшей огнеупорности (более 2000 °С).
В зависимости от пористости керамические огнеупорные изделия подразделяются на/ особо плотные огнеупоры — пористость менее 3 %, высокоплотные огнеупоры — пористость 3...10 %, плотные огнеупоры — пористость 0...20 %, обычные огнеупоры — пористость 20...30 %, легковесные огнеупоры {теплоизоляционные)—пористость 45...85 %.
Керамические огнеупорные изделия применяют для строительства промышленных печей, топок и аппаратов, работающих при высокой температуре.
К химически стойкой керамике относится глиношамотная керамика с грубозернистой структурой, а также фарфор.
Керамические кислотоупорные изделия должны обладать кислотостойкостью, которая характеризует их нерастворимость в кислотах (за исключением плавиковой кислоты) и щелочах. Такие изделия изготавливают из глин, не содержащих примесей, понижающих химическую стойкость (карбонаты, гипс, серный колчедан и т. п.).
К керамическим кислотоупорным изделиям относят:
кислотоупорный кирпич марок 150...250 кислотостойкостью не менее 92...96 %, водопоглощением не более 8...12 %, термостойкостью не менее
двух теплосмен;
плитки кислотоупорные и термокислотоупорные марки 300 кислотостойкостью 96...98 %, водопоглощением не более 6...9 %, термостойкостью
не менее 2...8 теплосмен;
трубы и фасонные части к ним марок 300...400 кислотостойкостью не ниже 97...98 %, водопоглощением не более 3...5 %.
Кислотоупорный кирпич и плитки служат для футеровки башен и резервуаров на химических предприятиях, а также печей для обжига серного колчедана, для устройства полов в цехах с агрессивными средами и т. п. Керамические кислотоупорные трубы применяют для перекачки неорганических и органических кислот и газов при разрежении или давлении до 0,3 МПа. Дорожный кирпич
Дорожный (клинкерный) кирпич вырабатывают из тугоплавких глин, обжигая их до спекания.
Дорожный кирпич имеет марки 400, 600 и 1000. Его водопоглошение должно быть 2...6 %, морозостойкость — 50...100 циклов попеременного замораживания и оттаивания.
Дорожный кирпич можно применять для мощения дорог и тротуаров, устройства полов промышленных зданий, кладки канализационных коллекторов. Заполнители для легких бетонов
Керамзит — искусственный пористый заполнитель типа гравия дик легких бетонов. Размер зерен 5...40 мм. Получают обжигом легкоплавких вспучивающихся глин.
17 Смазочные материалы.
1. Смазочные масла.
2. Пластичные смазки.
3. Твердые смазочные материалы.
4. Смазочно-охлаждающие жидкости.
. Общие сведения
Целью смазывания зон трения является обеспечение преимущественно жидкостного трения, при котором потери на трение малы, а износ деталей практически отсутствует.
К основным показателям качества и работоспособности смазочных материалов относятся вязкость и вязкостно-температурные свойства, стойкость к окислению и коррозионная стойкость, зольность, температуры застывания, вспышки и воспламенения, коксуемость, антипенные свойства, плотность, цвет и др.
Вязкость жидкого смазочного материала — внутреннее трение, возникающее между его молекулами и слоями при их относительном перемещении под действием внешней силы. Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость. Зависимость вязкости от температуры принято характеризовать отношением значений кинематической вязкости при 50 °С и при 100°С. Чем меньше это отношение, тем выше вязкостно-температурные свойства масла.
Коксуемость масла — это способность масла под влиянием высоких температур разлагаться с образованием твердых осадков (кокса). По агрегатному состоянию смазочные материалы могут быть жидкими, пластичными, твердыми и газообразными. Наибольшее распространение получили жидкие смазочные (масла) и пластичные смазочные (смазки) материалы.
17.1Смазочные масла
Смазочные масла как конструкционный материал узла трения выполняют следующие функции:
уменьшают трение, возникающее между сопряженными деталями;
снижают износ и предотвращают задиры трущихся поверхностей;
отводят тепло от трущихся поверхностей;
защищают поверхности трущихся деталей и другие неизолированные части от коррозионного воздействия окружающей среды;
уплотняют зазоры между сопряженными деталями;
удаляют из зоны трения продукты износа, коррозии и прочие загрязнения.
В зависимости от назначения и условий эксплуатации используемое масло должно надежно выполнять две-три основные функции. По происхождению (способу получения) выделяют нефтяные, синтетические и растительные масла. В наибольших масштабах используются нефтяные масла, получаемые путем переработки нефтяного сырья. Синтетические масла, получаемые на основе углеводородного или других видов сырья, чаще используются в смеси с нефтяными маслами — полу синтетические масла.
В состав товарных масел часто входят кроме основного компонентна (нефтяного, синтетического масла или их смеси^ специальные присадки и твердые антифрикционные добавки.
В качестве присадок используются органические соединения в количестве до 30 %, улучшающие те или иные свойства (антиокислительные, моюще-диспергирующие, вязкостные, антифрикционные, противоизносные, депрессорные, противопенные и др.).
В качестве твердых антифрикционных добавок (0,5...3,0 %) используются графит, дисульфид молибдена, нитрид бора, некоторые селениды, сульфиды и иодиды металлов, а также высокодисперсные порошки металлов и их оксиды. Целью введения твердых добавок является повышение смазочной способности масел и их стабильности к окислению. Преимуществом использования твердых добавок является и то, что их действие проявляется как при низких, так и при высоких температурах.
Основными потребительскими свойствами смазочных масел являются: подвижность, индекс вязкости, стабильность к окислению, испаряемость, воспламеняемость, приемистость к присадкам, смазочная способность, совместимость с нефтяными основами, совместимость с уплотнителъными материалами.
Индекс вязкости (ИВ) — степень изменения вязкости масла от температуры. Чем выше его значение, тем лучше масло.
По назначению выделяют следующие основные группы масел: моторные, индустриальные, трансмиссионные, турбинные, компрессорные, гидравлические,
консервационные, для технологических операций и специального назначения.
К группе моторных масел относятся масла для смазывания карбюраторных, дизельных и авиационных поршневых двигателей, а также универсальные.
Индустриальные масла делят на четыре группы: 1) для гидравлических систем; 2) для направляющих скольжения; 3) для зубчатых передач; 4) для шпинделей, подшипников и сопряженных с ними соединений. Специфическими потребительскими свойствами индустриальных масел являются: индекс задира, нагрузка сваривания, показатель износа и противоскачковые свойства.
Турбинные масла различаются по конструкции и мощности смазочных систем турбин: гравитационные (маломощные) и напорные (большой мощности). Турбинное масло подвергается воздействию температуры 60...100 °С в условиях контакта с кислородом воздуха и водой и в присутствии металлов, катализирующих процесс его окисления. С учетом условий эксплуатации к турбинным маслам предъявляются следующие потребительские требования: стойкость к окислению в условиях контакта с воздухом при температуре 100...120 "С; отсутствие склонности к эмульгированию с водой; низкое ценообразование; хорошие смазывающие и противоизносные свойства; низкое кислотное число для свежего масла и в начале работы; большой коксовый остаток; отсутствие механических загрязнений; отсутствие осадков и шламов; высокая температура вспышки.
Трансмиссионные масла предназначены для смазывания различного рода механических и гидравлических трансмиссий. Условия работы масел определяются конструкцией агрегата трансмиссий (щшиндрический, конический, спирально-конический и др.).
Обозначения моторных, трансмиссионных и гидравлических масел установлены ГОСТ 17479.1—«5, ГОСТ 17479.2—85 и ГОСТ 17479.3—85.
Компрессорные масла, применяемые в воздушных, газовых, холодильных компрессорах, воздуходувках и вакуумных насосах разного типа и назначения делятся на три основные группы: для воздушных и газовых компрессоров; для холодильных компрессоров; для вакуумных насосов. Потребительские требования к маслам для воздушных и газовых компрессоров определяются температурой сжимаемости газа, давлением сжатия и чистотой газа. Компрессорное масло должно обладать термической и термооксидационной стабильностью, отсутствием склонности к коксообразованию и температурой вспышки на 50 "С выше самой высокой рабочей температуры. В масле не должно быть летучих компонентов, а масляный туман должен сразу оседать на стенках цилиндров, в противном случае может произойти взрыв паров масла. Компрессорное масло для холодильных компрессоров должно противостоять агрессивности хладагента, температура его застывания должна быть ниже минимальной рабочей температуры.
Консервационные масла применяются для защиты от коррозии и изнашивания металлоизделий, конструкционных материалов, запасных частей, инструментов, аппаратуры и др. Эти масла образуют на поверхности тонкую масляную пленку, защищающую поверхность от внешней среды, а также являются смазочным материалом при переходе от консервации к эксплуатации. Консервационные масла, как правило, не совместимы с ходовыми, и перед запуском законсервированного устройства консервационное масло должно быть заменено или в него добавлено ходовое масло.
Масла для технологических операций — это смазочный материал, исполняющий роль вспомогательного средства в различных технологических процессах: обработка резанием, пластическая и тепловая обработка, для литейных форм, керамических изделий, для производства бетонных изделий и др.
Специальные масла — это такие виды масел, которые по своим свойствам приспособлены к выполнению особых определенных функций и практически не применяются в обычных условиях смазки. К этой группе относятся пропиточные масла и масляные растворители, масло для цепей туннельных печей, масло для герметизации скважин, масляные теплоносители и др. Специальное масло получают путем введения в минеральное или синтетическое основное масло специальных присадок. По специфике эксплуатации различают рабочие, консервационные и консервационно-рабочие масла.
По условиям применения масла могут быть летние, зимние, всесезонные, а также для применения в регионах с особыми климатическими условиями, например, северные {арктические).
17.2. Пластичные смазки
Основная задача пластичных смазок — снижение коэффициента трения. Меньшее применение имеют пластичные защитные смазки, наносимые на поверхность для защиты от коррозии и для герметизации. Все пластические смазки должны отличаться высокой прилипае-мостью к смазываемой поверхности.
Рис. 81. Структура волокна загустителя смазок
Основным компонентом пластичных смазок является минеральное или синтетическое масло различной вязкости. В качестве загустителя используются консистентные углеводороды, а также мыла различных металлов и жирных кислот.
Загуститель образует с маслом пространственный скелет (рис.1), в ячейках сетки которого закреплено масло. Перемещение масла ограничено перегородками скелета. Пространственный скелет обычно построен из кристаллических агрегатов с волокнистой нитевидной или шаровидной структурами. Между молекулами в агрегатах и самими агрегатами осуществляется ван-дер-ваальсово
Рис. 1. Структура волокна загустителя смазок
взаимодействие. Форма агрегатов и особенно форма волокон и их размещение в пространственной структуре определяют механические свойства смазки; так, например, пластичная смазка имеет предел текучести.
Пластичные смазки не деформируются под действием силы тяжести, а под действием сдвигающих сил после преодолении предела текучести текут как жидкости. Восстановление пространственной структуры и связанные с этим реологические свойства называются тиксотропными свойства.
Свойства пластичных смазок оценивают так же, как и свойства других смазочных материалов. Дополнительно (из-за специфики их структуры) определяются коэффициент тиксотропии, предел текучести, температура каплепадения и др., среди которых, например, микробиологическая стойкость, так как некоторые компоненты пластичных смазок могут быть пищей для бактерий, развитие которых приводит к частичному разрушению или изменению пространственной структуры смазки.
Пластичные смазки классифицируются: по основному компоненту (маслу), по виду загустителя, по назначению (для подшипников качения, скольжения, для передач; канатная смазка, уплотнительная смазка, смазка для газовых кранов, насосная смазка, вакуумная смазка и др.) и по особым свойствам (термостойкие, негорючие, стойкие к высокому давлению и др.).
Наибольшее распространение получили кальциевые смазки (солидол), изготавливающиеся из натуральных животных и растительных жиров или жирных синтетических кислот. В качестве загустителей применяется гидроксид кальция в порошковом виде (сухогашеная известь) или в виде водной взвеси (известковое молоко). Солидол выпускается разной консистенции, что определяют вязкость маша и количество загустителя.
17.3 Твердые смазочные материалы
Во многих специфических случаях в узлах трения могут применяться только твердые смазочные материалы. К таким случаям относятся, например, следующие условия работы узлов трения: эксплуатация ниже температур застывания масел и смазок; эксплуатация при высоких температурах, при которых смазки разлагаются и испаряются: недопустимость присутствия жидкости; невозможность периодического подвода смазочного материала к поверхностям трения и др.
Природные и искусственные твердые смазочные материалы можно разделить на две группы:
неорганические —- слоистые (графит, дихалькогениды переходных металлов, нитрид бора и др.); не слоистые (хлориды, фториды и иодиды металлов, оксиды и др.); мягкие металлы и их сплавы (Pb, Sn, Cd и др.);
органические — полимерные материалы (политетрафторэтилен, полиамиды и др.).
Твердые смазочные материалы применяются в виде покрытий конструкционных материалов и антифрикционных наполнителей в композитах.
Основными требованиями к твердым смазочным покрытиям являются: низкое сопротивление срезу; высокая адгезия материала покрытия к подложке; возможно меньшая толщина слоя покрытия; высокое сопротивление изнашиванию; отсутствие коррозионного воздействия на металлы; высокая температурная стойкость. Перечисленные требования существенно зависят как от природы твердого смазочного покрытия, так и от способа их нанесения на деталь.
Способы нанесения покрытий могут быть разделены по следующим группам:
механические (натирание, галтовка и др.); со связующим веществом (окунание, нанесение кистью, распыление и др.); химико-термические и физические (плазменный, детонационный и др.).
17.4. Смазочно-охлаждающие жидкости
Смазочно-охлаждаюгцие жидкости (СОЖ) — сложные многокомпонентные (в среднем 8составляющих) соединения продуктов нефтехимического и химического производства. Они обладают рядом свойств, обеспечивающих при вводе их в зону резания повышение стойкости инструмента, улучшение качества обрабатываемой поверхности, уменьшение сил резания и способствующих удалению стружки.
В основе действия СОЖ на процесс резания лежат три эффекта: смазочный, охлаждающий и моющий.
Применение СОЖ не всегда дает положительный результат. Так, химически активные вещества при резании быстрорежущим инструментом во многих случаях понижают стойкость инструмента вследствие увеличения абразивно-химического износа, а также уменьшения защитного действия нароста на контактных поверхностях. Особенно значительно проявление отрицательного влияния СОЖ на стойкость при малых скоростях резания. В промышленности применяются два основных вида СОЖ: масляные и водорастворимые.
Масляные СОЖ состоят из минерального масла (60...95 %) и различных присадок: антифрикционных, антизадирных, антипенных и антитуманных ингибиторов коррозии. Масляные СОЖ (сульфо-фрезол, МР-1, ОСМ-3) обладают наиболее высоким смазочным действием и применяются в основном при обработке быстрорежущим инструментом на низкой скорости резания и когда необходимо снизить шероховатость обработанной поверхности.
Водорастворимые СОЖ (эмулъсолы) содержат 70...85 % минерального масла и 30% эмульгаторов вместе с различными присадками. Из эмульсолов ( Э-1, -2, -3, ЭТ-2 и др.) приготавливают водные эмульсии (обычно 1...10 % эмульсола). Водные охлаждающие эмульсии благодаря смазочному и высокому охлаждающему действию получили наиболее широкое применение.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Ржевская : учебник для вузов. Москва МГГУ 200с.
2. Лахтин, металловедения: учебник для вузов / . – М.: Металлургия, 1988. – 400 с.
3. Новиков, термической обработки: учебник для вузов / . – М.: Металлургия, 1988. – 479 с.
4. Конструкционные материалы: Справочник / под ред. . – М.: Машиностроение, 1990. – 687 с.
5. Башнин, термической обработки / , , . – М.: Металлургия, 1986. – 424 с.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
