Способ нанесения защитного покрытия на поверхность патронной гильзы

Изобретение относится к области изготовления патронов стрелкового оружия, а именно к способам нанесения защитных покрытий на поверхность гильз. Способ включает формирование на поверхности гильзы грунтового слоя с последующей его пассивацией и полимерного слоя путем обработки гильзы в водном растворе полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом и модифицирующим его полимером с последующей термической обработкой. В качестве грунтового слоя последовательно формируют фосфатный слой по меньшей мере в двух ваннах, начиная с обработки в ванной с раствором с общей кислотностью в 20 точек, а затем с повышением общей кислотности до 120 точек в последующих(ей) ваннах(е). При этом в процессе обработки гильзы в водном растворе его активно с использованием насоса перемешивают и непрерывно фильтруют. После чего перед термообработкой в течение 1…5 минут гильзу подвергают сепарированию, удаляя с ее поверхности и из полости излишки смеси, при этом операции формирования слоев защитного покрытия осуществляют при помощи вращающегося барабана с последовательно расположенными соответствующими проводимым операциям секциями. Технический результат - повышение прочности покрытия и равномерности его по толщине. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области изготовления патронов стрелкового оружия различного назначения и может быть реализовано преимущественно для нанесения полимерного покрытия на металлические поверхности.

Известен способ нанесения полимерного покрытия на поверхность металлической (стальной) гильзы. См. патент РФ №2246684. На поверхность гильзы нанесено защитное покрытие, включающее химическое формирование цинкофосфатного слоя путем фосфатирования водорастворимым цинкофосфатным концентратом с концентрацией 40…100 мл/л с добавлением нитрита натрия из расчета 0,05…1,0 г/л в течение 3…20 минут при температуре 30…70 градусов С, после промывки гильзы на ее поверхности формируют полимерный слой путем обработки гильзы в течение 1 мин в водном растворе на основе полиоргансилоксана и сополимера бутадиона со стиролом с концентрацией 80…140 г/л при температуре 15…30 градусов С, затем гильзу обрабатывают в водном растворе пленкообразующего вещества с формированием внешнего пленочного слоя, после чего осуществляют сушку при температуре 160…220 градусов С. Как вариант, внешний пленочный слой формируют путем обработки гильзы в течение не менее 1 мин в водном растворе поливинилового спирта с концентрацией 0,2…1,0 г/л при температуре 20…70 градусов С. Цинкофосфатный слой пассивируют и добавляют ингибитор коррозии.

К недостаткам известного способа можно отнести недостаточную продолжительность хранения изделий с нанесенным на них полимерным покрытием.

Известно более совершенное техническое решение, выполняющее идентичную задачу, см. патент RU №2313058 «Патронная гильза и способ нанесения защитного покрытия на ее поверхность» - прототип - включающее патронную гильзу, изготовленную из стали с защитным покрытием, состоящим из последовательно нанесенных слоев - цинкофосфатного слоя, выполняющего роль грунта, и полимерного слоя в виде полимер-полимерного комплекса на основе полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом и модифицирующих его полимера и/или олигомера, образующих с полиорганосилоксаном единую пространственно сшитую структуру полимерного покрытия. При этом в качестве модифицирующего полимера используют сополимер бутилакрилата, метилакрилата и метакриловой кислоты или феноло-формальдегидные, эпоксидные, полиэфирные или алкидные смолы. Полимерный слой в известном техническом решении - прототипе наносят путем обработки гильз в водном растворе полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом с последующей термообработкой, причем полимерный слой наносят или путем обработки гильзы в одной ванне в водном растворе смеси полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом и модифицирующего его полимера и/или олигомера, или путем непрерывной последовательной обработки гильзы в двух ваннах. При этом обработку гильзы в первой ванне ведут в водном растворе полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом, а во второй ванне - в водном растворе модифицирующего полимера и/или олигомера, а формирование защитного покрытия осуществляют путем отверждения нанесенного модифицированного полимерного слоя в процессе термической обработки до образования единой пространственно сшитой структуры полимер-полимерного комплекса. Термическую обработку осуществляют при температуре 170-220 градусов в течение 7 мин. Цинкофосфатный слой пассивируют ингибитором коррозии на бесхроматной основе, например «Фоскон 485» или «Фоскон 486» с концентрацией 0,5-3 г/л при температуре 20…45 градусов С. Концентрация водного раствора смеси полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом составляет 2,0-6,0% и модифицирующего его полимера и/или олигомера с концентрацией раствора в диапазоне 2,0-6,0%. В качестве модифицирующего полимера используют сополимер бутилакрилата, метилакрилата и метакриловой кислоты. В качестве модифицирующего олигомера используют фенолформальдегидные, эпоксидные, полиэфирные или алкидные смолы.

Обработку гильзы во второй ванне ведут с добавлением ингибитора коррозии нитрита натрия в количестве 0,1…0,5 г/л.

К недостаткам известного способа-прототипа можно отнести появление взвесей и сгустков в водном растворе полимерной смеси в процессе обработки гильз, образующих на поверхности гильзы мучнисто-дисперсный слой, приводящий к налипанию к полимерному слою пыли, грязи и т.п. образований, приводящих в свою очередь к засорению оборудования при дальнейших операциях снаряжения патронов, не говоря уже о засорении магазина и патронника стрелкового оружия при стрельбе такими патронами.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности создание на поверхности гильзы прочного одинаковой толщины качественного защитного полимерного покрытия.

Поставленная задача достигается тем, что формирование грунтового фосфатного слоя на поверхности гильзы осуществляют последовательно, по меньшей мере, в двух ваннах, начиная с обработки в ванной с раствором в 20 точек, а затем с повышением общей кислотности до 120 точек в последующих(ей) ваннах(е), при этом в процессе обработки гильзы в водном растворе смеси полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом и модифицирующим его полимером раствор активно с использованием насоса перемешивают и непрерывно фильтруют, удаляя из него образовавшиеся сгустки и взвеси, после чего перед термообработкой в течение 1…5 минут гильзу подвергают сепарированию, удаляя с ее поверхности и из полости излишки смеси, при этом операции формирования слоев защитного покрытия осуществляют при помощи вращающегося барабана с последовательно расположенными соответствующими проводимым операциям секциями.

После нанесения грунтового слоя на поверхность гильзы последнюю подвергают сушке при температуре 100-200 градусов в течение 2…8 мин.

Скорость вращения барабана выполнена равной 0,5…2 оборота в минуту.

Новизной предложенной технологии является последовательное формирование на поверхности гильзы грунтового фосфатного слоя, по меньшей мере, в двух ваннах, начиная с обработки в растворе с низкой общей кислотностью, например, в 20 точек, а затем с повышением общей кислотности до 120 точек в последующих ваннах, активное перемешивание водного раствора смеси с использованием насоса и фильтрация смеси с удалением из нее образовавшихся сгустков и взвесей и сепарирование. При этом все операции осуществляют при помощи вращающегося барабана с последовательно расположенными, соответствующими проводимым операциям, секциями.

Так, введение в процесс формирования грунтового фосфатного слоя повышения кислотности позволяет создать на поверхности гильзы большее количество центров кристаллизации, которые активизируют в дальнейшем реакцию полимерного покрытия с фосфатным слоем и вступают в тесные с ним взаимосвязи. Введение операции фильтрации смеси позволяет удалить из рабочего раствора смеси образовавшиеся в процессе обработки взвеси и сгустки, которые остаются в фильтре и не оказывают в дальнейшем воздействия на формирование качественного защитного фосфатно-полимерного покрытия. Проведение сепарации - отделение полимерного состава от гильзы позволяет убрать излишки полимерного состава с поверхности гильзы и из ее полости, снижая тем самым вероятность образования на поверхности гильзы непрореагировавшей и не связанной с фосфатным покрытием полимерной смеси.

Вращения барабана с заданной скоростью обеспечивает интенсивное перемешивание смеси и находящихся в ней изделий и способствует более качественному нанесению полимерного покрытия.

На фиг.1 схематично показана установка для осуществления процесса нанесения защитного фосфатно-полимерного покрытия на поверхность гильзы.

На фиг.2 показано устройство для нанесения грунтового слоя на поверхность гильзы с камерой сушки.

Установка для осуществления предлагаемого способа состоит из вращающегося барабана 1, смонтированного на роликах 2, и привода 3. Барабан 1 выполнен в виде нескольких последовательно расположенных секций, соответствующих осуществляемым в процессе нанесения фосфатно-полимерного покрытия операциям. Загрузка обрабатываемых гильз 4 в барабан 1 осуществляется при помощи лотка 5 через горловину первой секции 6 нанесения фосфатного покрытия на поверхность гильз. При этом секция 6 разделена, как минимум, на две дополнительные секции, например на секции 7, 8, 9. В секции 7 осуществляется нанесение фосфатного покрытия на поверхность гильз в растворе цинкофосфатного концентрата с кислотностью, например, в 20 точек. В секции 8 гильзы обрабатывают в растворе с кислотностью, например, в 40…60 точек, а в секции 9 - в растворе с кислотностью в 120 точек. В секции 10 осуществляют обработку гильзы в водном растворе смеси полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом и модифицирующим его полимером (полимерная смесь). При этом полимерную смесь (раствор) активно с использованием насоса 11 и вращающегося барабана перемешивают и при помощи насоса 11 и фильтра 12 непрерывно фильтруют, удаляя из водного раствора смеси образовавшиеся сгустки и взвеси. В секции 13 барабана 1 при помощи перфорированных стенок осуществляют сепарацию гильз от полимерной смеси. Термообработку осуществляют в секции 14. Все секции барабана 1 выполнены перфорированными. Перемещение гильз 4 по секциям барабана 1 осуществляется при помощи шнека 15 с соответствующими секциями.

В качестве вариантного исполнения предлагаемого способа, после нанесения грунтового слоя на поверхность гильзы, последнюю подвергают сушке в секции 16 при температуре 100-200 градусов в течение 2…8 мин.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Необходимое для обработки количество гильз 4 через лоток 5 подают в перфорированную секцию 7 вращающегося барабана 1, которая установлена в растворе цинкофосфатного концентрата с кислотностью, например, в 20 точек. Во время обработки гильз в перфорированной секции 7 на их поверхности создается первичный фосфатный слой, который активизирует стальную поверхность гильзы и способствует более равномерному по толщине образованию мелкокристаллического фосфатного покрытия.

Секцией шнека 15 гильзы при вращении барабана 1 постепенно перемещаются в следующую перфорированную секцию 8, которая установлена в растворе с кислотностью, например, в 40…60 точек. В этой секции продолжается процесс равномерного по толщине образования мелкокристаллического фосфатного покрытия. Окончательное формирование грунтового слоя происходит в перфорированной секции 9. В вариантном исполнении способа после нанесения грунтового слоя на поверхность гильзы последнюю подвергают сушке в секции 16 при температуре 100-200 градусов в течение 2…8 мин.

Гильзы с нанесенным на них грунтовым фосфатным слоем после сушки либо без сушки передаются соответствующей секцией шнека 15 в перфорированную секцию 10 нанесения полимерного покрытия, которая погружена в водный раствор смеси полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом и модифицирующим его полимером. В течение заданного времени, зависящего от скорости вращения барабана 1 и длины перфорированной части секции 10, осуществляется нанесение полимерного покрытия на поверхность гильз. Во время обработки гильз в водном растворе смеси полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом и модифицирующим его полимером путем перекачки смеси при помощи насоса 11 и вращения барабана 1 полимерную смесь интенсивно перемешивают, а при помощи фильтра отделяют от смеси образовавшиеся в процессе нанесения полимерного покрытия взвеси и сгустки. В процессе обработки гильз в водном растворе смеси полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом, последняя качественно пропитывает фосфатный слой, при этом свободные связи полимерной смеси входят в соединение со свободными связями фосфатного покрытия. По окончании нанесения полимерного покрытия в перфорированной секции 13 в течение 1…5 минут осуществляют сепарацию гильз (отделение излишков полимерной смеси с поверхности и из полости гильз). После сепарации гильзы поступают на термообработку, где и происходит окончательное формирование защитного полимерного покрытия, прочно связанного через фосфатный слой с поверхностью гильз.

Конкретный пример осуществления способа.

Гильзы 4 к патронам калибра 5,45 объемом 0,5 м куб. через лоток 5 порциями с объемом по 6 дм куб. с периодичностью в 5 сек подавали в перфорированную секцию 7 вращающегося барабана 1, с цинкофосфатным концентратом с кислотностью в 24 точки и температурой в 21 градус С. Во время обработки гильз в перфорированной секции 7 на их поверхности первоначально создавался предварительный тонкий слой, способствующий в дальнейшем образованию более равномерного по толщине грунтового фосфатного покрытия. Секцией шнека 15 гильзы при вращении барабана 1 постепенно переместили в следующую перфорированную секцию 8, которая установлена в растворе с кислотностью в 60 точек. В этой секции продолжался процесс образования мелкокристаллического фосфатного покрытия.

Окончательное формирование грунтового слоя происходило в перфорированной секции 9 в растворе цинкофосфатного концентрата кислотностью в 120 точек. Последовательное нанесение фосфатных слоев в ваннах с разной кислотностью создает равномерное по толщине мелкокристаллическое фосфатное покрытие со сплошностью более 40 сек. В данном случае получили сплошность 45 сек.

В вариантном исполнении грунтовый фосфатный слой на поверхности гильзы подвергали сушке при температуре 180 градусов в течение 5 минут.

Гильзы с нанесенным на них сырым и сухим грунтовым слоем соответствующей секцией шнека 15 были переданы в перфорированную секцию 10 нанесения полимерного покрытия, которая была погружена в водный раствор смеси полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом и модифицирующим его полимером. В течение заданного времени - 3-х минут, при скорости вращения барабана 1,5 м/мин и длине перфорированной части секции в 80 см осуществлялось нанесение полимерного покрытия на поверхность гильз. Осуществление сушки позволяет закрепить грунтовый слой на поверхности гильзы и осуществлять хранение гильз и последующее нанесение полимерного покрытия по мере необходимости. Во время обработки гильз в водном растворе смеси полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом и модифицирующим его полимером путем перекачки смеси при помощи насоса 11 и барабана 1 полимерную смесь интенсивно перемешивали, а при помощи фильтра 12 отделяли от смеси образовавшиеся в процессе нанесения полимерного покрытия взвеси и сгустки. При этом полимерная смесь пропитывала фосфатный слой, при этом свободные связи полимерной смеси входили в соединение со свободными связями фосфатного покрытия. По окончании нанесения полимерного покрытия в перфорированной секции 13 в течение 2,5 минут осуществляли сепарацию гильз (отделяли излишки полимерной смеси с поверхности и из полости гильз). После сепарации гильзы при помощи соответствующей секции шнека 15 передавали в секцию термообработки барабана 1, где и происходило окончательное формирование защитного полимерного покрытия, прочно связанного через фосфатный слой с поверхностью гильз.

При обработке следующей партии гильз операции предлагаемого способа осуществлялись в такой же последовательности и при тех же режимах.

В настоящее время на предприятии разработана техническая документация на предлагаемый способ, проведены заводские испытания, получены положительные результаты. Полимерное защитное покрытие на поверхности гильз было плотным, гладким, не липким и соответствовало предъявляемым к ним требованиям.

Принято решение провести государственные комплексные испытания предлагаемого способа и полимерного покрытия, после чего будет принято решение об организации производства нанесения полимерного покрытия на поверхность гильз.

1. Способ нанесения защитного покрытия на поверхность патронной гильзы из стали, включающий формирование на поверхности гильзы грунтового слоя с последующей его пассивацией и полимерного слоя путем обработки гильзы в водном растворе полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом и модифицирующим его полимером с последующей термической обработкой, отличающийся тем, что в качестве грунтового слоя последовательно формируют фосфатный слой по меньшей мере в двух ваннах, начиная с обработки в ванной с раствором с общей кислотностью в 20 точек, а затем с повышением общей кислотности до 120 точек в последующих(ей) ваннах(е), при этом в процессе обработки гильзы в водном растворе смеси полимера полиорганосилоксана и сополимера бутадиена со стиролом и модифицирующим его полимером раствор активно с использованием насоса перемешивают и непрерывно фильтруют, удаляя из него образовавшиеся сгустки и взвеси, после чего перед термообработкой в течение 1 - 5 мин гильзу подвергают сепарированию, удаляя с ее поверхности и из полости излишки смеси, при этом операции формирования слоев защитного покрытия осуществляют при помощи вращающегося барабана с последовательно расположенными соответствующими проводимым операциям секциями.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после нанесения грунтового слоя на поверхность гильзы ее подвергают сушке при температуре 100-200° в течение 2 - 8 мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области производства патронов стрелкового оружия и может быть реализовано для создания полимерного покрытия на металлических поверхностях изделий.
Изобретение относится к области производства патронов стрелкового оружия различного назначения и может быть реализовано преимущественно для изготовления стальных гильз боевых патронов стрелкового оружия.

Изобретение относится к боеприпасам. .
Изобретение относится к составам для нанесения покрытий, в частности к составам для нанесения покрытий на детали диффузионным насыщением в газовой среде, и может быть использовано в авиадвигателестроении, машиностроении при химико-термической обработке деталей.

Изобретение относится к технологии модифицирования поверхностных слоев металлических материалов и изделий и может быть использовано в машиностроении, станко-инструментальной промышленности, автомобильной промышленности, сельскохозяйственном машиностроении, металлургической промышленности и атомной энергетике.

Изобретение относится к способам получения нанокомпозитных металлополимерных материалов в виде труб или профилей и может быть применено при изготовлении конструктивных композитных материалов и многослойных труб для транспортировки жидких и газообразных сред.

Изобретение относится к способам изготовления электрода для электроразрядной обработки поверхности созданием импульсного разряда между электродом и изделием и формированием пленки на поверхности изделия.

Изобретение относится к поверхностной обработке металлических материалов для придания им превосходной коррозионной стойкости, адгезии к покровному слою краски, устойчивости к растворителям и щелочам, хорошей обрабатываемости и сопротивления царапанию.

Изобретение относится к способам упрочнения поверхности изделий комплексным ионно-плазменным методом и может быть использовано при изготовлении металлорежущего инструмента и других изделий, обладающих высокой твердостью и износостойкостью.
Изобретение относится к технологиям, обеспечивающим повышение работоспособности стальных изделий за счет изменения состава и структуры поверхностных слоев этих изделий, и может быть использовано для повышения работоспособности изделий, работающих в агрессивных средах, испытывающих при трении высокие контактные напряжения.

Изобретение относится к стальному листу с нанесенным на него композиционным покрытием. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к слоистым системам с частицами. .
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электротехническом оборудовании. .
Изобретение относится к области производства патронов стрелкового оружия различного назначения и может быть реализовано преимущественно для изготовления стальных гильз боевых патронов стрелкового оружия.

Изобретение относится к области производства патронов стрелкового оружия различного назначения и может быть реализовано преимущественно для изготовления стальных гильз патронов стрелкового оружия.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве боеприпасов. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в производстве патронов стрелкового оружия различного назначения. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению гильз из листов и полос с перекрытием, используемых для капсюлей детонаторов горнорудной промышленности, капсюлей воспламенителей и строительных патронов.
Изобретение относится к области изготовлении боеприпасов, в частности к способам изготовления металлических охотничьих гильз. .

Изобретение относится к области изготовления патронов стрелкового оружия, а именно к способам нанесения защитных покрытий на поверхность гильз

Наверх