Перейти к содержимому

  • Вебсварка в социальных сетях

Фотография

Применение порошковой продукции из алюминия.Клеевые составы для ремонта автомобилей.

алюминий авто книги

  • Авторизуйтесь для ответа в теме
В этой теме нет ответов

#1 Точмаш 23

Точмаш 23
  • Мастер
  • Cообщений: 2 515
  • Город:Юг России

Отправлено 10 Январь 2020 10:03

Наполнители пластмасс, клеи, “холодные припои”, шпатлевки, замазки

Алюминиевые порошки, пудры и пасты широко используются в качестве наполнителей пластмасс; клеящих веществ; строительных клеев и полимерных цементов; эпоксидных композиций; “холодных припоев”; алмазных шлифовальных кругов.

Дисперсный алюминий в составе этих композиций предохраняет их от пересыхания, не позволяет материалу становиться хрупким, защищает от влаги и разрушающего воздействия солнечных лучей.

Добавка алюминиевого порошка в жидкие и пастообразные клеи увеличивает их прочность на растяжение и теплостойкость; добавка к плотной эпоксидной пасте удваивает сопротивление клея сдвигу и растяжению. Это связано с уменьшением усадки, растрескивания и внутренних напряжений при отвердевании.

 

Типовые рецептуры алюминийнаполненных клеев (мас. %): клей общего использования: эпоксидная смола – 45,5; отвердитель – 31,8; алюминиевый порошок – 22,7; теплостойкий клей: эпоксидная смола – 39,8; отвердитель (диангидрид бензоквинон-тетра-карбоксиловой кислоты) – 19,2; алюминиевый порошок – 39,8; инертный наполнитель – 1,2; клей отвердевает в течение двух часов при температуре 200 °С, имеет сопротивление сдвигу 17,1 МПа при 23 °С и 8,4 при 260 °С, σВ на сжатие – 100 МПа;

Добавка алюминиевого порошка в термореактивные пластики улучшает их способность к деформации (что значительно облегчает механическую обработку), а также увеличивает теплопроводность. Например, теплопроводность термореактивного пластика, содержащего 45 об. % алюминия, в 7 раз больше, чем аналогичного пластика без наполнителя.

Композиции для эпоксидных отливок типовой рецептуры (мас. %): алюминиевый порошок – 66,7; эпоксидная смола – 33,3; отвердитель – в зависимости от свойств отливки. Преимущества композиции:

  • повышенная стабильность размеров, усадка в них на 35 отн. % ниже по сравнению со смолой без наполнителя;
  • улучшенная способность к механической обработке; повышенная теплопроводность;
  • улучшенные характеристики теплового напряжения; сниженный коэффициент теплового расширения смолы, что
  • особенно ценно при склеивании металлических поверхностей.

Посредством отливки в формах из таких композиций изготавливают матрицы, штампы и другие виды изделий. Присутствие тонкого алюминиевого порошка в них уменьшает обугливание смолы при нагреве матрицы (штампа), сокращает примерно до 0,1 % сжатие смолы, в то время как смола без алюминиевого порошка может сжиматься до 0,7 % и даже больше.

Состав эпоксидной композиции (мас. %): алюминиевая пудра – 13–19, смола ЭД-20 – 74–81, полиэтиленполиамин – 6,0–7,5. Они используется для крепления деталей из легких металлов, дерева, пластмасс на изделиях в вертикальной плоскости, а также для устранения поверхностных дефектов; обладает высокими малярными свойствами, не стекает с вертикальной поверхности, имеет прочность при ударе 5 кПа, выдерживает изгиб вокруг цилиндра диаметром 10 мм.

“Холодные припои” используют для заделки дефектов на металлических поверхностях. Они обеспечивают:

  • ремонт изделий из листового материала (кожухи, колпаки, желоба, балки);
  • ремонт водопроводных труб и резервуаров для воды; устранение поверхностных дефектов отливок из алюминиевых
  • сплавов и других аналогичных материалов; исправление дефектов автомобильных поршней; устранение дефектов сварных изделий;
  • изготовление моделей или макетов деталей машин, приборов и изделий;
  • изготовление декоративных поверхностных деталей; производство моделей для тонких отливок, скульптурных изделий; изменение и ремонт форм (бортики, заплечики и т. д.).

За рубежом этот материал появился под различными названиями: савекс, куик-металл (быстрый металл), нью-металл и др.

Существуют пластичные, или мягкие “холодные припои”, которые для облегчения нанесения и отвердевания необходимо нагревать. Припаиваемую часть нагревают таким образом, чтобы при сдавливании припой слегка расплавлялся. Это обеспечивает более высокое качество отвердевшего состава.

Типовая рецептура такого припоя (мас. %): эпоксидная смола – 50–52, алюминиевый порошок – 30–31, инертный наполнитель – 2,5–5,0, отвердитель (метилендианилин) – 14–15.

“Холодные припои” обладают следующими свойствами:

  • устойчивы без растрескивания к изгибу и удару (при ударе расплющиваются);
  • устойчивы к воздействию постоянных повышенных температур в пределах до 200–260 С, а при переменном тепловом воздействии – и до более высоких температур;
  • обладают высокой адгезией к чистой металлической, особенно шероховатой, поверхности;
  • легко обрабатываются механически;
  • выдерживают срок службы не менее одного года в агрессивных условиях эксплуатации кузовов автомобилей;
  • прекрасно противостоят влиянию влаги;
  • внешний вид имитирует металлический алюминий.

Эти припои могут иметь консистенцию от жидкой до пастообразной. Наносятся кисточкой или распыляются по поверхности. После полировки придают изделиям яркий, сверкающий металлический вид. Время подсыхания для щелей шириной 0,8 мм – 30 минут, шириной 1,6 мм – 5–6 часов. Холодные алюминийсодержащие припои до недавнего времени использовались в стоматологии для пломбирования зубов.

Алюминиевые порошки применяют при изготовлении полимерной основы для производства алмазных шлифовальных кругов, на которую затем наносится тонкий слой технических алмазов. Использование алюминия уменьшает число операций формовки и обработки кругов при их изготовлении и улучшает теплоотвод от алмазной части при их эксплуатации.

Использование шпатлевки состава (мас. %): порошкообразный алюминий – 2–5, эпоксидная диановая смола – 40–50, порошкообразная резина – 5–8, порошкообразная слюда – 30–40, полиэтиленполиамин – 12–13, для заделки трещин в блоках цилиндров двигателей внутреннего сгорания позволяет обеспечить их прочность, герметичность и повышение срока службы .

Можно отметить эпоксидную металлонаполненную шпатлевку (ЭМШ) ЭП-0078, разработанную ВАМИ совместно с Ярославскими ПО “Лакокраска” и “Спектром ЛК”. Наполнитель – порошкообразный алюминий, магний и сплавы на их основе. Шпатлевка сочетает в себе замечательные свойства пластмассы и металла, имеет

металлический блеск и разные цветовые оттенки в зависимости от цвета неметаллического колера-наполнителя. ЭМШ предназначена для ремонта и восстановления металлических, деревянных, бетонных изделий, для защиты от коррозии, эрозии, истирания.

 

Полимерная замазка состава (мас. %): алюминиевая пудра – 1–3, эпоксидная диановая смола – 11–23, сланцефеноламинный модификатор – 9,5–25, отвердитель (полиэтиленполиамин) – 1–2, кислотостойкий минеральный наполнитель – 18–56, мелкодисперсный графит – 18–41, имеет повышенную теплопроводность и щелочестойкость .

Пайка алюминиевых конструкций

Технология пайки алюминиевых конструкций с использованием в качестве припоя порошков алюминиево-кремниевого сплава эвтектического состава разработана в 1978 г. Применяется при изготовлении теплообменников, радиаторов автомобилей, охладителей масла, электронагревательных приборов, арматуры трубопроводов. Пайка осуществляется следующим образом. На подготовленный стык спаиваемых элементов из алюминия или его сплавов наносят порошок эвтектического сплава Al–12,5 %Si*, имеющего ликвидус 577 °С – на 83 °С ниже точки плавления алюминия, а сверху – слой порошкового флюса. Всю сборку нагревают до 600–620 °С, отчего эвтектика переходит в жидкое состояние и пропитывает шов. После охлаждения прочность шва не уступает прочности окружающего его сплава, так как кремний частично диффундирует в состав сплава.

Флюс представляет собой эвтектическую смесь K3AlF6 и KAlF4 (иногда с добавкой ZnF2 и/или (NH4)2AlF6) в виде порошка с частицами менее 75 мкм. Температура его плавления ниже, чем температура ликвидуса сплава для пайки. Расплавленный флюс растворяет оксидную пленку частиц сплава Al–Si, но не реагирует ни с твердым, ни с жидким металлом, не вызывает коррозии (напротив, защищает алюминий от нее), не гигроскопичен.

Флюс может наноситься на деталь в виде водной пульпы (порошок:флюс – 5:1) погружением, заливкой, нанесением кистью; обладает хорошей адгезией к алюминию.

Технология пригодна для пайки деталей из широкого спектра сплавов алюминия, но с ограниченным содержанием в них магния – не более 0,05 %. Пайку желательно проводить в атмосфере инертного газа (N2, Ar) при низком содержании кислорода и паров воды. При невозможности обеспечить защитную атмосферу количество флюса необходимо увеличить; при получении поверхности под хроматное или лакокрасочное покрытие без дополнительной обработки оно должно быть минимальным. Наличие на поверхности небольшого количества флюса придает ей светло-серый цвет и надежно предохраняет от коррозии.

Оснащение участка пайки: установка парового обезжиривания, установка нанесения флюса (как правило, ванна с мешалками), сушильная печь, печь для пайки, обеспечивающая нужный состав атмосферы и нагревания детали до 600 °С.

Применение порошка АКД-12 в приборо-, машиностроении и других отраслях промышленности позволило снизить трудоемкость изготовления изделий в 2–3 раза, повысить коэффициент использования металла с 0,15 до 0,85 (за счет широкого применения листового проката в паяных конструкциях взамен технологии их изготовления методом механической обработки из поковок и плит), расширить конструкторско-технологические возможности при создании облегченных конструкций сложной конфигурации.

Для увеличения прочности спая изделий из алюминия и его сплавов рекомендуется использовать порошковый припой состава (мас. %) Al–(5–12) Si–(0,2–2) Zn .

Смазки при обработке металлов

Алюминиевые порошки и пудры используют в смазках и смазочно-охлаждающих жидкостях (СОЖ), применяемых при обработке металлов для смазки валков горячей обработки металлов, прессформ и прессующего узла машин литья под давлением, кристаллизаторов установок непрерывного литья слитков из алюминия и его сплавов, фильер для волочения проволоки, как пластификатор для брикетирования металлических порошковых материалов.

В состав СОЖ, как правило, входят следующие компоненты (мас. %):

  • алюминиевая пудра или паста с ППВ > 1,5 м2/г или, реже, тонкодисперсный порошок – 30–50;
  • минеральное масло (например, вапор, цилиндровое масло и др.) – 40–60;
  • органические кислоты и жиры (например, олеиновая кислота, воск, парафин и др.) – 20–30.

Для повышения эксплуатационных характеристик СОЖ и смазок в них вводят графит, NaF, тальк, BN и другие добавки. В смазке также могут быть использованы битум, силикатная стеклоэмаль, водные растворы полимерных связующих.

Известно о применении порошка сплава Al–Zn в качестве наполнителя смазок при холодной объемной штамповке.

Алюминиевую пудру без добавок используют в качестве смазки при изготовлении керамических деталей методом сухого прессования для уменьшения износа пресс-форм, получения высокой плотности прессовки, снижения усилия прессования.

Существуют способы регенерации смазочных масел с использованием алюминиевых порошков. Порошок смешивают с маслом, смесь нагревают до 100 оС, затем удаляют суспензированные вещества фильтрацией или осаждением, масло обесцвечивают и регенерируют обработкой молотым гипсом .

Пористый алюминий и пеноалюминий

Впервые пенометаллы были получены в 1948 г., но исследования в этом направлении активизировались только в начале 1990-х годов. Пенометаллы, в основном пеноалюминий, обладают уникальным комплексом свойств: легкостью, высокой удельной прочностью и жесткостью, низкими значениями коэффициентов теплои электропроводности, негорючестью и огнестойкостью, экологической чистотой, высокими коэффициентами звукопоглощения и абсорбции энергии удара, способностью экранировать электромагнитное излучение.

Некоторые свойства типичного пеноалюминия:

  • плотность 0,3–1,2* г/см3 теплопроводность 1–5 Вт/(м·К) (компактного Al – 140)
  • электропроводность 0,2 м/(Ом·мм2) (компактного Al – 30) прочность на сжатие до 100 МПа
  • прочность стенок пор до 270 МПа и выше модуль Юнга до 7300 МПа.

* Самый легкий пеноалюминий имеет плотность 0,19 г/см3, что лишь немного тяжелее бальзы – самого легкого вида древесины (плотность 0,02–0,15 г/см3).

Как правило, пеноалюминий получают по технологии порошковой металлургии (см. разд. 5). Вспенивание алюминия происходит в результате совмещения процесса перехода сплава алюминия при нагревании в твердожидкую область и процесса термического разложения порофора – вещества, содержащего большое количество газовой составляющей (гидриды или карбонаты металлов).

Готовят смесь порошков алюминия (или его сплавов) и порофора. Из смеси экструзией, прокаткой или прессованием со спеканием получают заготовку (пруток, лист и др.), которую затем подвергают нагреванию до температуры вблизи фазового перехода твердое–жидкое сплавов алюминия, т. е. 640–740 °С в зависимости от состава сплава. При этой же температуре происходит интенсивное разложение порофора с выделением газа, приводящее к вспениванию сплава и формирующее пористую структуру, которую сразу фиксируют быстрым охлаждением водой*. Получается твердый материал ячеистого строения с открытыми или закрытыми ячейками. В первом случае пенометалл энергично поглощает воду, во втором – пеноалюминий не тонет в воде и является газои водонепроницаемым материалом, который обладает высокой коррозионной стойкостью.

Для получения пеноалюминия используют порошки алюминия и его сплавов, например, АКД-12, Al–7 %Mg, сплавы систем Al–Cu–Mg, Al–Cu–Mn (1209, Д16, Д21), Al–Zn–Mg–Cu (01959, 01969, B96), Al–Mg–Si (АД31, АД33) и другие, а также стружечные отходы.

Для порообразования эффективно использование гидрида циркония ZrH2 и гидрида титана** TiH2. Первый имеет плотность 3,26 г/см3 и содержит 2,23 (мас. %) Н2, второй – 3,76 и 4,02, соответственно. Температуры разложения этих гидридов с выделением водорода близки и составляют 600–800 °С.

* Существует альтернативный порошковому способ вспенивания алюминия из расплава. Порофор загружают на дно тигля, затем заливают расплав и подогревают тигель.

** О технологии производства гидрида титана – см. подробнее в разд. 6.2.7.

Преимущество имеет менее дефицитный и более дешевый TiH2, содержащий больше водорода. Разложение TiH2 начинается при температуре 450 °С, а при 660 °С происходит бурное выделение основного количества водорода. TiH2 в качестве газообразователя очень удобен для работы с алюминиево-магниевыми сплавами, температура плавления которых лежит в интервале 450–600 °С. Добавка TiH2 составляет 0,6–1,0 % и зависит от требуемой плотности пеноалюминия.

Использование в качестве порофора СаСО3 менее целесообразно, так как приводит к окислению части алюминия углекислым газом с выделением значительного количества теплоты, перегреву заготовки и ухудшению качества готового пористого материала из-за внедрения примеси CaO.

Испанскими исследователями показана возможность использования печей с солнечным нагревом для получения пеноалюминия. Такие печи отличаются высокой скоростью нагревания (5,5–5,7 °С/с против 1,5 у обычной электропечи) и позволяют интенсифицировать процесс пенообразования. Так, в солнечной печи при нагревании в течение 5 мин до 725 °С получен образец пеноалюминия плотностью 0,61 г/см3, а в электропечи такой же образец плотностью 0,71 г/см3 получен за 7 мин при 750 °С.

Пеноалюминий может быть армирован стальной сеткой. Его можно обрабатывать, как дерево, он пробивается гвоздями, поддается склеиванию или пайке. Пеноалюминий не сваривается и деформация его весьма ограничена, но он легко поддается штамповке. Потенциальные потребители пеноалюминия – аэрокосмическая промышленность, автомобильное и транспортное машиностроение, строительная индустрия, производство электротехники, бытовых и спортивных изделий и другие отрасли.

Пеноалюминий может применяться для изготовления поглотителей электромагнитных излучений от компьютерной техники, звука и ударов всех видов (энергопоглотитель), в качестве защиты в помещениях с тяжелыми условиями работы (запыленность, вибрация, высокая температура, повышенная влажность), как основа сэндвич-конструкций, легких самоподдерживающихся строительных панелей, изделий, альтернативных деревянным, способных сохранять стабильные размеры и при этом устойчивых к поражению плесенью, грибком и т. п. Пеноалюминий с открытыми порами может применяться для фильтрации, а пропитанный водой – как испаритель-охладитель или тепловая защита против кратковременного (до 3 мин) воздействия высокой температуры. Пеноалюминий с закрытыми порами пригоден для изготовления плавательных средств, в том числе для спасения на водах, в качестве поплавков для контроля уровня агрессивных жидкостей, в карбюраторах, для рыболовных сетей и т. д.

Пеноалюминий можно использовать в таких сложных деталях, как всасывающее устройство ракетных двигателей, в качестве изоляционного устройства в управляемых снарядах, заполнителя в трехслойных панелях.

 

Преимущества пористого алюминия обусловлены следующими его свойствами:

  • по сравнению с пористой медью или сталью – низкой плотностью;
  • лучшей гибкостью и большей способностью к удлинению;
  • относительно низкой себестоимостью благодаря сравнительно невысоким энергозатратам на спекание;
  • по сравнению со звукопоглотителями на основе минеральных ват – несоизмеримо более высокой прочностью;
  • https://extxe.com/58...-iz-aljuminija/

  • 3






Похожие темы



Темы с аналогичными тегами: алюминий, авто, книги

Количество пользователей, читающих эту тему: 1

0 пользователей, 1 гостей, 0 скрытых пользователей

Наверх