430 / 530
Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3
Materials Science
in Machine Building
____________________________________________________________________
430
СВМПЭ как конструкционный материал используется в триботехнических парах, в
силу его низкого коэффициента трения [4]. При конструировании триботехнических пар
возникает необходимость зацепления СВМПЭ на различного рода каркасах, в том числе и
металлических.
Настоящая работа посвящена поиску технических и технологических решений по
соединению СВМПЭ с металлическим каркасом для формообразования триботехнической
пары.
Для решения данной проблемы в первую очередь необходимо изучение способов
формообразования изделия из полиэтилена.
Теория
Существует несколько способов формообразования деталей из СВМПЭ такие как:
1. Литье под давлением;
2. Механическая обработка;
3. Объемная штамповка.
Для полимеров и пластмасс предпочтительно используют литье под давлением на
термопластавтоматах. Гранулят порошка СВМПЭ расплавляют и подают в форму, в которой
он застывает. В то же время в работах [5, 6] отмечается, что при литье существуют
ограничения по минимальной толщине изделия, которая равна 6мм. Это обусловлено тем,
что при атмосферном давлении и при температуре плавления кристаллической
составляющей материала он не переходит в текучее состояние, что не позволяет получать
изделие литьем.
Поэтому в большинстве случаев формообразование происходит при помощи
механической обработки готового изделия из СВМПЭ. Данный способ формообразования
имеет следующие достоинства:
Возможность создания изделий сложной формы;
В процессе обработки не происходит изменения свойств обрабатываемого
материала в виду незначительного термического воздействия.
При этом механическая обработка подразумевает большие трудозатраты, в связи с
множеством операций. Так же СВМПЭ склонен к шаржированию, поэтому для
ответственных изделий обычные методы финишной обработки не используются.
Метод объемной штамповки позволяет получать детали сложной конфигурации,
обладает высокой производительностью и высоким коэффициентом использования
материала. Следует отметить, что после объемной штамповки СВМПЭ не требуется
финишной обработки для достижения требуемой шероховатости поверхности.
Из возможных вариантов объемной штамповки наиболее предпочтительными
являются открытые штампы, обеспечивающие максимальную степень деформации. В
закрытых штампах возникает вертикальная неустойчивость пуансонов пресса,
что
препятствует реализации максимальной деформации.
В работе [7] отмечается, что объемная штамповка реализуется при нагреве СВМП
выше температуры плавления кристаллической фазы, при которой блок - заготовка
сохраняет свою конфигурацию.
Минимальное значение степени деформации равное 1,6 обусловлено появлением
структурных изменений в материале, а максимальное - 11,0 - ограничено образованием
дефектов в виде трещин и разрывов в материале.
Автор [8] утверждает, что реализация давления свыше 10 - 20 МПа при объемной
штамповке СВМПЭ приводит к формированию упорядоченной структуры полимера. В то же
время не установлено влияние скорости деформирования на структуру и свойства материала.