СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИУРЕТАНОВОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 2014 года по МПК C08J5/12 B29C45/12 B32B15/18 

Изобретение относится к области нанесения полиуретановых покрытий на конструкционные детали, наиболее подверженные износу, в частности на установочные и уплотнительные кольца, применяемые в грунтовых насосах землесосных снарядов или драг, землеройных машин для очистки водостоков и водоемов, в нефтяных и других насосах для жидких и текущих сред, а также для нанесения на прочие детали механизмов и машин.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ изготовления гибридных металлопластиковых конструкционных деталей, включающих металлический компонент, неметаллический компонент и связующее вещество (см. заявка на изобретение РФ №2008147385/04, кл. CO8J 5/12, 31.05.2007), принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе наружный слой конструкционной детали из пластмассы или металла не способен защитить деталь от быстрого износа под воздействием перекачиваемых жидких и текучих сред, например воды с песком при очистке фарватера и русла рек, водоемов и водостоков землеройными машинами.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повысить износостойкость конструкционных деталей.

Технический результат - увеличение срока службы конструкционных деталей за счет повышения их износостойкости.

Для достижения указанного технического результата конструкционная деталь после нанесения покрытия включает металлический компонент, неметаллический компонент и связующее вещество. Для этого на металлический компонент, роль которого выполняет изнашивающаяся(-иеся) поверхность(-и), сначала однокомпонентной, например, стальной детали, наносят полиуретановое покрытие, а в качестве связующего вещества используют адгезив, например, силбонд.

Способ осуществляют в следующей последовательности:

- проводят механическую обработку изнашивающейся(-ихся) поверхности(-ей) однокомпонентной детали путем снятия слоя на величину, соответствующую требуемой толщине покрытия;

- на всю(-е) обработанную(-ые) поверхность(-и) наносят проточки, например, в виде встречных левой и правой резьбы;

- обезжиривают вышеуказанную(-ые) поверхность(-и), например, ацетоном;

- обрабатывают поверхность(-и) связующим веществом, например, адгезивом силбондом;

- прогревают деталь до температуры 60-80°С;

- охватывают подготовленную(-ые) поверхность(-и) литьевой(-ыми) формой(-ами);

- в щели(-ь) между поверхностями(-ью) детали и форм(-ы) заливают полиуретан;

- выдерживают его при температуре 80-100°С в течение трех часов для отверждения;

- после охлаждения конструкционную(-ые) деталь(-и) с покрытием, состоящую(-ие) уже из трех компонентов: металлического (например, сталь), неметаллического (полиуретан) и связующего вещества (адгезива силбонда),извлекают из форм(-ы).

Нанесенное полиуретановое покрытие будет защищать металлическую конструкционную деталь от износа, что увеличит срок службы детали.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

При нанесении полиуретанового покрытия на изнашивающую(-иеся) поверхность(-и), например, конструкционных деталей в виде колец выполняются операции в следующей последовательности:

- проводят механическую обработку внутренней, внешней и торцевой поверхностей, например, установочного кольца грунтового насоса землесосного снаряда путем снятия слоя порядка 10 мм на сторону по всей окружности стальной детали;

- на все обработанные поверхности наносят проточки, например, в виде встречных левой и правой резьбы, с целью создания шероховатости для лучшего удержания покрытия;

- обезжиривают вышеуказанные поверхности, например, ацетоном;

- обрабатывают поверхности связующим веществом, например, адгезивом силбондом 49 СФС;

- нагревают деталь до температуры порядка 80°С;

- охватывают подготовленные поверхности литейными формами: внутренней и наружной;

- в щель между поверхностями детали и форм заливают полиуретан, например, СКУ ПФЛ-100;

- выдерживают деталь в течение 3-х часов при температуре 100°С для отверждения полиуретана;

- после охлаждения деталь, состоящую уже из трех компонентов: металлической, неметаллической и связующей, извлекают из форм.

При осуществлении способа нанесения полиуретанового покрытия используют известные средства (устройства и вещества).

Другим примером использования предлагаемого способа нанесения полиуретанового покрытия на металлическую деталь является аналогичный технологический процесс, но применяемый уже для уплотнительного кольца грунтового насоса землесосного снаряда с целью повышения герметичности конструкции.

Заявленный способ предполагается применять в любой области человеческой деятельности: промышленности, сельском хозяйстве, военном деле, в трубопроводном транспорте и др. для покрытия полиуретаном конструкционных деталей машин и механизмов не только для более длительной их эксплуатации, но и для повышения стойкости к ударным нагрузкам, снижения шума и/или трения, хорошей стойкости: эррозионной, атмосферной, химической, антикоррозионной.

Использование изобретения повышает износостойкость конструкционных деталей машин и механизмов путем нанесения на них полиуретанового покрытия, что ведет к увеличению срока их службы. Кроме того, детали приобретают еще ряд положительных механических и химических свойств.

Испытание показало, что при использовании однокомпонентного металлического установочного кольца грунтовый насос способен промыть 100 тыс. т песка до смены кольца ввиду его полного износа. После нанесения покрытия на новое кольцо грунтовой насос уже перекачал 400 тыс. т песка, и до сих пор кольцо продолжает эксплуатироваться. Кроме того, установлено, что полиуретановое покрытие увеличило длительность эксплуатации другого механизма: галтовочного барабана - за счет повышения его стойкости к ударным нагрузкам.

Изобретение относится к области нанесения полиуретановых покрытий на конструкционные детали, наиболее подверженные износу, в частности на установочные и уплотнительные кольца, применяемые в грунтовых насосах землесосных снарядов и драг, в нефтяных и других насосах для жидких и текущих сред, а также для нанесения на прочие детали механизмов и машин. Для этого на наиболее изнашиваемые поверхности однокомпонентной металлической детали наносят полиуретановое покрытие, а в качестве связующего вещества используют адгезив. Способ осуществляют в следующей последовательности: проводят механическую обработку изнашивающихся поверхностей однокомпонентной детали путем снятия слоя на величину, соответствующую требуемой толщине покрытия, далее на все обработанные поверхности наносят проточки, обезжиривают вышеуказанные поверхности. Обрабатывают поверхности связующим веществом Силбонд 49 СФС, прогревают деталь, охватывают подготовленные поверхности литьевыми формами, в щели между поверхностями детали и форм заливают полиуретан СКУ ПФЛ-100, выдерживают полиуретан при температуре 80-100^°С в течение трех часов для отверждения, охлаждают, извлекают деталь из форм. Технический результат - увеличение срока службы изнашиваемых конструкционных деталей за счет повышения их износостойкости. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ нанесения полиуретанового покрытия на конструкционную деталь, отличающийся тем, что на металлический компонент, роль которого выполняют изнашивающиеся поверхности, однокомпонентной детали наносят полиуретановое покрытие, а в качестве связующего вещества используют адгезив, при этом способ осуществляют в следующей последовательности:
- проводят механическую обработку изнашивающихся поверхностей однокомпонентной детали путем снятия слоя на величину, соответствующую требуемой толщине покрытия;
- на все обработанные поверхности наносят проточки;
- обезжиривают вышеуказанные поверхности;
- обрабатывают поверхности связующим веществом Силбонд 49 СФС;
- прогревают деталь до температуры 60-80°C;
- охватывают подготовленные поверхности литьевыми формами;
- в щели между поверхностями детали и форм заливают полиуретан СКУ ПФЛ-100;
- выдерживают полиуретан при температуре 80-100°C в течение трех часов для отверждения;
- после охлаждения конструкционную деталь с покрытием, состоящую уже из трех компонентов: металлического, неметаллического и связующего вещества, извлекают из форм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проточки, наносимые на механически обработанные изнашивающиеся поверхности детали, выполняют в виде встречных левой и правой резьбы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для обезжиривания обработанных поверхностей детали используют ацетон.