Способ нанесения антифрикционных покрытий на стальную поверхность



Способ нанесения антифрикционных покрытий на стальную поверхность
Способ нанесения антифрикционных покрытий на стальную поверхность

 


Владельцы патента RU 2580766:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Южный научный центр Российской академии наук (ЮНЦ РАН) (RU)

Изобретение относится к способу нанесения антифрикционных покрытий на стальную поверхность, в частности стальную сердцевину подпятникового узла тележки вагона и другие узлы трения. Осуществляют предварительную обработку стальной поверхности фосфатирующим составом. На стальную поверхность двухсопловым краскораспылителем наносят эпоксидный композит, состоящий из двух равных по массе и объему эпоксидной смоляной и отверждающей частей, подаваемых из разных сопел, смешивающихся в процессе нанесения, первая из которых, смоляная, состоит из низковязкой смолы в виде диглицидиланилина и ускорителя отверждения в виде оксикислоты в количестве от 1 до 5 мас.ч. на 100 мас.ч. смолы, а вторая, отверждающая, представляет собой нетоксичный жидкий аддукт, изготавливаемый взаимодействием пара-аминобензиланилина с диглицидиловым эфиром полиэпихлоргидрина при 10-15-кратном избытке от стехиометрии пара-аминобензиланилина. Обе части содержат одинаковые количества антифрикционных наполнителей, от 40 мас.ч. до 200 мас.ч. на смоляную и отверждающую части, состоящих из смеси рубленого углеродного волокна длиной от 2 до 30 мм и дисульфида молибдена в соотношении от 15:85 до 95:5 и дополнительно растворители в виде этилацетата или бутилацетата в количествах от 3 до 15 мас.ч. на 100 мас.ч. исходной смоляной и отверждающей частей, испаряющиеся в процессе нанесения и отверждения. Обеспечивается получение эпоксидного высокопрочного антифрикционного покрытия и ускорение процесса его нанесения. 2 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к способу нанесения антифрикционных эпоксидных покрытий на стальную поверхность, в частности стальную сердцевину подпятникового узла тележки вагона и другие узлы трения.

Изобретение заключается в приготовлении двух комплектов композитов, загрузке их в бачки двухсоплового краскораспылителя и дальнейшем напылении на стальную поверхность, предварительно обработанную фосфатирующим составом, устраняющим ржавчину и окисную пленку. Смоляная часть состоит из диглицидиланилина (промышленная марка - смола ЭА, содержащая 32÷36% эпоксидных групп, с вязкостью ~1000 сантипуаз) и ускорителя аминного отверждения - оксикислоты. Отверждающая часть состоит из аддукта, полученного взаимодействием пара-аминобензиланилина (промышленная марка - «бензам АБА») с диглицидиловым эфиром полиэпихлоргидрина (промышленная марка - смола Э-181, вязкость 80÷100 сантипуаз). Для сравнения смола ЭД-20 имеет вязкость ~15000 сантипуаз. Обе части композита содержат антифрикционные наполнители и растворители. Они стабильны при хранении, но при смешении быстро отверждаются в обычных условиях (от -5°C до +40°C).

Ближайшим прототипом заявляемого решения является «Способ изготовления антифрикционных вставок подпятника тележки вагона» (патент RU 2501690 С2), позволяющий наносить эпоксидное антифрикционное покрытие на стальную поверхность после ручного смешения двух частей состава методом контактного формования. Недостатком указанного способа является использование ручного труда и низкая производительность.

Целью заявляемого способа является получение эпоксидных высокопрочных антифрикционных покрытий путем напыления двухсопловым краскораспылителем, позволяющим в десятки раз ускорить процесс нанесения без применения подогрева и ручного труда.

Поставленная цель достигается тем, что в производственных условиях приготавливают и упаковывают стабильный при длительном хранении и транспортировке комплект из двух частей: первой - смоляной части, представляющей собой низковязкую эпоксидную смолу (промышленная марка ЭА, химическое название - диглицидиланилин) с высокой удельной функциональностью (содержит 35% эпоксидных групп, т.е. в 1,5 раза больше, чем наиболее часто применяемая смола ЭД-20), являющейся главным фактором повышения прочностных показателей, и ускорителя отверждения - оксикислоты - в количестве от 1 до 5 мас.ч. на 100 мас.ч. смолы, не взаимодействующей со смолой в обычных условиях; и второй части - отверждающей, представляющей собой нетоксичный жидкий аддукт, впервые полученный авторами взаимодействием пара-аминобензиланилина с низковязкой эпоксидной смолой марки Э-181 (химическое название - диглицидиловый эфир полиэпихлоргидрина) при 10÷15-кратном избытке от стехиометрии пара-аминобензиланилина. При этом обе части содержат антифрикционный наполнитель - смесь углеродного рубленого волокна и дисульфида молибдена, а также малотоксичный технологический растворитель этилацетат или бутилацетат, позволяющий достичь высокого содержания наполнителя и испаряющийся в процессе нанесения и отверждения покрытия.

Состав композита и методы его применения впервые разработаны авторами как часть заявляемого изобретения.

Пример 1.

Получение смоляной части композита

В реактор, снабженный быстроходной мешалкой, загружают 100 мас.ч. жидкой низковязкой эпоксидной смолы - диглицидиланилина (промышленная марка - смола ЭА), затем добавляют последовательно 3 мас.ч. молочной кислоты, 9 мас.ч. растворителя - бутилацетата, 45 мас.ч. дисульфида молибдена и 55 мас.ч. рубленого углеродного волокна марки ВМН-2 длиной 16 мм и перемешивают 10 минут. Полученный состав упаковывают в герметичную тару.

Получение отверждающей части композита

В другой реактор загружают 780 мас.ч. (из расчета, превышающего стехиометрию в 12 раз) пара-аминобензиланилина (промышленная марка - «бензам АБА»), подогретого до +60°C, затем к нему добавляют 100 мас.ч. диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина (содержащего 27% эпоксидных групп, промышленная марка - смола Э-181) и при перемешивании смесь выдерживают 15 минут, при этом образуется аддукт, к которому добавляют растворитель и наполнитель в тех же соотношениях, что и в смоляной части, т.е. аддукт:растворитель:двухкомпонентный наполнитель 103:9:100. Полученную отверждающую часть также упаковывают в герметичную тару.

Нанесение антифрикционного покрытия

Стальную поверхность перед нанесением антифрикционного композита предварительно обрабатывают фосфатирующим модификатором ржавчины на основе ортофосфорной кислоты марки СФ-1 (ПТУ 212-002-18817747-2001), после чего комплекты, состоящие из двух равных по массе и объему частей, каждый по отдельности перемешивают дрелью с насадкой и заливают два бачка двухсоплового краскораспылителя КРП СО 24А. Далее в течение 2 минут напыляют композит, который смешивается в факеле распыляемого материала (возможен вариант применения краскораспылителя с головкой внутреннего смешения). Нанесенный состав отверждается в течение 6 часов при +20°C. Допустимо отверждение состава в интервале от -5°C до +50°C и в условиях 100% влажности. Краскораспылитель с заполненными бачками может находиться в течение 4-х часов, а процесс нанесения покрытия может прерываться на несколько часов.

Примеры 2÷4 осуществляют аналогично примеру 1 с изменением параметров и применяемых соотношений в соответствии с таблицей 1. Свойства антифрикционных материалов, полученных по заявляемому способу, приведены в таблице 2.

Данные таблицы показывают, что заявляемый способ позволяет не только ускорить процесс нанесения в 30÷60 раз, но и существенно повысить теплостойкость и механическую прочность покрытия.

Способ нанесения антифрикционного покрытия на стальную поверхность, включающий ее предварительную обработку фосфатирующим составом, отличающийся тем, что на стальную поверхность двухсопловым краскораспылителем наносят эпоксидный композит, состоящий из двух равных по массе и объему эпоксидной смоляной и отверждающей частей, подаваемых из разных сопел, смешивающихся в процессе нанесения, первая из которых, смоляная, состоит из низковязкой смолы в виде диглицидиланилина и ускорителя отверждения в виде оксикислоты в количестве от 1 до 5 мас.ч. на 100 мас.ч. смолы, а вторая, отверждающая, представляет собой нетоксичный жидкий аддукт, изготавливаемый взаимодействием пара-аминобензиланилина с диглицидиловым эфиром полиэпихлоргидрина при 10÷15-кратном избытке от стехиометрии пара-аминобензиланилина, при этом обе части содержат одинаковые количества антифрикционных наполнителей от 40 мас.ч. до 200 мас.ч. на смоляную и отверждающую части, состоящих из смеси рубленого углеродного волокна длиной от 2 до 30 мм и дисульфида молибдена в соотношении от 15:85 до 95:5 и дополнительно растворители в виде этилацетата или бутилацетата в количествах от 3 до 15 мас.ч. на 100 мас.ч. исходной смоляной и отверждающей частей, испаряющиеся в процессе нанесения и отверждения.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке слябов из низколегированных сталей перед нагревом под прокатку. Способ защиты поверхности сляба из низколегированной стали при прокатке включает напыление алюминиевого газотермического покрытия на широкие грани сляба перед его нагревом в методической печи под прокатку толщиной 0,60±0,02 мм, нагрев его до температуры кипения воды и нанесение поверх него покрытия в виде шамотной суспензии толщиной 1,0±0,02 мм.

Изобретение относится к вариантам способа получения покрытого изделия. Покрытое изделие включает стеклянную подложку, на которую нанесена тонкая пленка, содержащая углеродные нанотрубки (УНТ).

Изобретение относится к оборудованию для нанесения антикоррозионного защитного покрытия на поверхность патронных гильз. Агрегат содержит привод горизонтального вала, на котором последовательно расположены соединенные между собой шнеками барабаны.

Изобретение относится к оборудованию для нанесения защитного покрытия на поверхность патронных гильз. Установка содержит станину, на которой установлены технологические ванны и опорные ролики, горизонтальный вал, установленный на опорных роликах, на котором для непрерывной последовательной обработки патронных гильз последовательно расположены и соединены между собой барабаны с перфорированными стенками.

Изобретение относится к способу вакуумно-дугового нанесения на подложку покрытия из каталитически активного материала и к подложке, полученной указанным способом.

Изобретение относится к области нанесения антифрикционных покрытий преимущественно на упорные поверхности пятникового узла грузовых вагонов и может быть также использовано в узлах трения различных машин.

Изобретение относится к элементам скольжения, таким как вкладыши или втулки подшипников. Элемент скольжения (20) подшипников содержит основу (22), выполненную из стали, базовый слой (24) из спеченного металлического порошка, расположенный на основе (22) и содержащий медь, олово, висмут и твердые частицы (40), состоящие из Fe3P или из MoSi2 в количестве от 0,2 вес.% до 5,0 вес.% со среднеобъемным размером D50, не превышающим 10 микрон, и твердостью, по меньшей мере, 600 HV 0,05 при температуре 25°С.

Изобретение относится к области технологии нанесения светопоглощающих покрытий на основе никель-фосфорного соединения на изделия из меди и может быть применено для чернения конструкционных деталей оптических устройств.

Изобретение относится к области осаждения износостойких комбинированных покрытий для защиты поверхностей алюминиевых сплавов от воздействия агрессивных сред и износа, в частности для защиты алюминиевых литейных сплавов с высоким содержанием кремния, и может быть использовано в авиационной промышленности, станко-, судо- и моторостроении.

Изобретение относится к способу газоплазменного напыления теплозащитного покрытия на лопатки турбины газотурбинного двигателя. На перовой части лопатки формируют связующий жаростойкий подслой на основе интерметаллидных никель-алюминиевых (β+Y1) фаз и термобарьерный керамический слой на основе диоксида циркония путем воздействия плазменным напылением на воздухе сфокусированной плазменной струей со скоростью напыляемых частиц 2400 м/с и температурой 5000-12000 K с обеспечением в связующем жаростойком подслое продольной слоистой микроструктуры интерметаллидных зерен, а в термобарьерном керамическом слое - сфероидальных зерен диоксида циркония со столбчатой субструктурой.

Изобретение относится к смазочным композициям и может быть использовано в машиностроении для обработки пар трения, а также при эксплуатации механизмов и машин для продления межремонтного ресурса или во время ремонтно-восстановительных работ.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке слябов из низколегированных сталей перед нагревом под прокатку. Способ защиты поверхности сляба из низколегированной стали при прокатке включает напыление алюминиевого газотермического покрытия на широкие грани сляба перед его нагревом в методической печи под прокатку толщиной 0,60±0,02 мм, нагрев его до температуры кипения воды и нанесение поверх него покрытия в виде шамотной суспензии толщиной 1,0±0,02 мм.

Изобретение относится к технологии плазменной обработки поверхности материалов, в частности, для создания высоконадежных защитных покрытий оболочек тепловыделяющих элементов (твэл) ядерного реактора.

Изобретение относится к способу восстановления размеров корпуса моторно-осевого подшипника электровоза при помощи электродуговой металлизации. Способ восстановления размеров корпуса моторно-осевого подшипника электровоза электродуговой металлизацией.

Изобретение относится к области технологии химико-термической обработки металлических материалов и предназначено для термической обработки деталей пар трения. Способ химико-термической обработки деталей пар трения из стали мартенситного класса включает объемную закалку заготовок из стали и отпуск, механическую обработку и азотирование деталей на заданную глубину, проводимое в две ступени: первоначально при температуре 500-540°C в течение 10-20 часов, а затем при температуре 540-570°C в течение 20-40 часов.

Изобретение относится к области нанесения антифрикционных покрытий преимущественно на упорные поверхности пятникового узла грузовых вагонов и может быть также использовано в узлах трения различных машин.

Изобретение относится к технологии изготовления трехмерной металлической детали(11), представляющей собой деталь газовой турбины в виде лопатки, лопасти или теплового экрана, которая может быть использована в компрессоре, камере сгорания или турбинной секции газовой турбины.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при производстве поршневых машин. Способ включает первичную токарную обработку, закаливание внутренней рабочей поверхности гильзы токами высокой частоты и ее финишную обработку на хонинговальном станке.

Изобретение относится к машиностроению и металлургии, а именно к устройству для формирования на поверхности полых стальных деталей наноструктурированных покрытий с эффектом памяти формы.

Изобретение относится к покрытиям для антикоррозионной защиты металлических конструкций и может быть использовано для всех металлических конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред, в частности для антикоррозионного покрытия морских судов и плавающих платформ в условиях высокоминерализованной морской воды и ультрафиолетового облучения солнечного спектра.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при утилизации газов цинкового производства в серную кислоту. Способ включает подготовку поверхности металлоконструкции электрофильтра и нанесение на нее защитного стеклопластикового покрытия на основе связующего материала в виде смолы Derakane Momentum 411-350 путем последовательного нанесения слоев упомянутой смолы и стекловуали, которые повторяют до создания защитного покрытия толщиной 5 мм, на которое затем наносят слой смолы и накладывают свинцовую шину шириной 20 мм и толщиной 4 мм, которую закрепляют нанесением по ее бокам дополнительного слоя упомянутой смолы и стекловуали. Изобретение обеспечивает увеличение срока службы оборудования сернокислотного производства. 1 ил. 1 пр.
Наверх