Способ очистки металлических изделий от полимерного покрытия

 

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ОТ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ путем его нагрева со стороны металла до образования кокса, о тличающийся тем, что, с целью уменьшения трудозатрат на очистку изделия, нагрев полимерного покрытия осуществляют при скорости нагрева выше скорости нагрева, вызывающей напряжения, достаточные для отрыва кокса от поверхности изделий,, но не превышающей скорости нагрева, вызывающей разрушение кокса. 2. Способ поп. l,oтличaю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества очистки, нагрев полимерного покрытия осуществляют в вакууме. (/} С от Ю сл со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 8 08 B 7/00

Ф. .ьР < Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТЙУ

3N5>1Pggggд, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОтнРытий (21) 3480163/22-12 (22) 04.08.82 (46) 30.07.84. Бюл. 9 28 (72) В.A.Тлевцежев, В.В.Сазонов, Б.И.Севастьянов и A.B.Ìåýåíöåâ (53) 621.7.02:678.026.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 373038, кл. В 08 В 9/08, 1973.

1 (54) (57) 1. СПОСОБ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ OT ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ путем его нагрева со стороны металла до образования кокса, о тл и ч а ю шийся тем, что, с

„„ЯУ„„1105253 А целью уменьшения трудозатрат на очистку изделия, нагрев полимерного покрытия осуществляют при скорости нагрева выше скорости нагрева, вызывающей напряжения, достаточные для отрыва кокса от поверхности изделий, но не превышающей скорости нагрева, вызывающей разрушение кокса.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества очистки, нагрев поли мерного покрытия осуществляют в вакууме.

1105253

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно химическому и может быть использовано при производстве иэделий иэ полимерных композиционных материалов„ в частности при очистке металлических опра- 5 вок от полимерного связующего, остающегося на них в процессе производства.

Известен способ очистки металлических изделий от полимерного покрытия путем его нагрева со стороны металлического изделия до образования кокса (1 7.

Недостатком известного способа является необходимость последующего механического удаления кокса,, что является трудоемким процессом.

Цель изобретения — уменьшение трудозатрат на очистку изделий.

Цель достигается тем, что согласно способу очистки металлических изделий от полимерного покрытия путем его нагрева со стороны металла до образования кокса, нагрев полимерного покрытия осуществляют при скорости нагрева выше скорости на- 25 грева, вызывающей напряжения, достаточные для отрыва кокса от поверхности изделий, но не прерывающей скорости нагрева, вызывающей разрушение кокса. 30

Кроме того, с целью повышения качества очистки, нагрев полимерного покрытия осуществляют в вакууме.

Непрерывный нагрев связующего до образования кокса со стороны металлической поверхности позволяет уменьшить сцепление между-металлом и связующим с 250 до 8-9 кг/см, а указанная скорость нагрева приводит к образованию значительных масс ,газообразных продуктов пиролиза в зоне термического разложения, которые иэ зоны разложения проходят через пористую структуру кокса.

Поперек прококсованного слоя возникает перепад давления, который вызы- 45 ваеr отрывающие напряжения между коксом и металлом, достигающие

10 кг/cì . при вакуумировании затруднено повторное осаждение частиц оторвавшегося связующего на очищаемую поверхность, а кроме того, вакуум позволяет создавать гарантированное избыточное напряжение, равное разности отрывающеro напряжения газов

55 пиролиза и силы сцепления на единицу площади между коксом и металлом, которое становится выше на величину отрицательного давления при вакуумировании.

На фиг. 1 представлено схематичес-60 кое изображение реализации предлагаемого способа очистки металлических изделий от полимерного покрытия; на фиг. 2 — расчетная зависимость отрывающих напряжений газов пиролиза 65 от темпа нагрева фенольно-формальдегидного связующего до температуры образования кокса Т =300 С между металлом и связующим..

Металлическая деталь 1, на поверхность которой нанесено полимерное связующее 2, помещается в вакуумную камеру 3 и нагревается до образования кокса 4 со стороны металлической поверхности. Газы пиролиза из зоны 5 термического разложения проходят через пористую структуру кокса 4 и за счет перепада давления, в том числе и эа счет вахуумирования прококсованногo слоя отрывают последний от металла. Для повышения качества очистки металлической детали процесс осуществляют в вакуумной камере 3, что позволяет исключить осаждение продуктов распада полимера на поверхность детали 1.

При реализации предлагаемого способа необходимо, чтобы отрывающие напряжения 6 по величине были не менее 8-9 кг/см (напряжения отрыва кокса от металла), но не больше величины прочности самого кокса — 6„ =10 кг/см . Достижение напряжений в коксе после его образования больше 10 кг/см2 приводит к растрескиванию кокса и уменьшает обрывающие напряжения газов пиролиза до величины, меньшей чем напряжение отрыва кокса от металла.

Давление в зоне термодеструкции определяется по формуле ((7 / g p<(g-KINET.,кП где х = 5 (T / <. )— степень разложения связующего; плотность связующего; коксовое число связующего; газовая постоянная продуктов пиролиза; молекулярный вес продуктов пиролиза; пористость прококсованного слоя; время нагрева детали до температуры коксования.

)>о.

Степень разложения связующего у в зависимости от темпа нагрева

Т /Т определяется из решения задачи нестационарной теплопроводности при наличии физико-химических превращений.

Как видно из фиг. 2, необходимый для реализации предлагаемого способа темп нагрева фенольно-формальдегидного связукщего с параметрами (p0 =1210; К=0, 5; R =8, 32; y=15, 4 "10 3.П=0,5) находится в диапазоне 6,55

9,97 К/с.

С целью проверки результатов

,расчета для реализации предлагаемого

1105253 где Ъо

<-о

Ро

10 усга2

ВНИИПИ,Заказ 5424/7 Тираж 567, ЮЮЮ Ю Ю ЮФ ФЮЮ Ф М ВВ 4Ю ЭВ4ВВЬЮ Ф

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4

Подписное способа очистки были проведены эксперименты.

Пример. Металлическую пластину толщиной 2,5 мм с нанесенным на нее полимериэованной фенольно-фор мальдегидной смолой толщиной 1,5 мм 5 помещают в вакуумную камеру 3, в которой создается давление

0,012 кг/см ° Через кварцевое стекло в камере с помощью дуговой лампы нагревают обратную сторону металлической пластины с темпом нагрева

6,55 — 9,97 K/с.

Интенсивность теплового воздействия определяется по формуле

Т„ 4Т„ Ч,2 15

""о ойдо(к о1 — интенсивность теплового воздействия; теплопроводность свяэукице- 20 го;

- теплоемкость связующего;

- плотность связующего; температура коксования; начальная температура 25 связующего.

Для темпа нагрева 6,55 K/с. г о

2ат/см в течение 46 с.. Для темпа, нагрева 9,97 K/c: =2,4 Вт/см в течение 30 с.

После испытаний в приведенных выше условиях смола полностью отрывалась вместе с прококсованным слоем от металла, не оставляя на нем никаких признаков присутствия связующего.

Испытания, проведенные для темпа нагрева связующего 5 K/ñ и 15 K/с, показывают, что при Т/т= 5 К/с на металлической поверхности остается почти весь слой кокса; при Т/а =

15 К/с на металлической поверхности остается слой кокса с неразложившейся смолой.

Таким образом, испытания подтвердили эффективность предлагаемого способа очистки металлических поверхностей, т.е. при непрерывном нагреве связующего до образования кокса со стороны металла с темпом нагрева 6,55 — 9,97 К/с в вакууме достигается высокая степень очистки поверхности и отпадает необходимость в последующей ее механической зачистке.