СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА УПОРНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ ПЯТНИКОВОГО УЗЛА Российский патент 2016 года по МПК C23C28/00 C23C26/00 

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.

Ближайшим прототипом заявляемого технического решения является способ нанесения антифрикционных двухслойных покрытий на металлические поверхности пар трения, в которых первый слой - металлический шероховатый и пористый, а второй - антифрикционный, состоящий из минеральных масел, содержащих наночастицы железа и тройной смеси порошковых антифрикционных добавок (см. патент RU 2510433(13) С1).

Недостатками известного способа являются сравнительно небольшой срок службы покрытия, т.к. выступающие неровности металлического слоя подвергаются чрезвычайно высоким нагрузкам и разрушаются в течение короткого срока, а также вызывают увеличение коэффициента трения.

Целью заявляемого технического решения является способ нанесения покрытий, обеспечивающий повышение прочности и срока службы антифрикционного слоя, устранение выступающих неровностей первого металлического слоя и снижение коэффициента трения.

Поставленная цель достигается тем, что первый металлический шероховатый слой толщиной от 0,01 до 3,0 мм, нанесенный электроискровым методом с использованием электродов из средне- и высокоуглеродистой сталей, покрывается антифрикционным составом (путем напыления подогреваемым двухсопловым распылителем), для получения которого 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 ускоритель отверждения - оксикислота, не взаимодействующая со смолой в обычных условиях; и второй части - отверждающей, представляющей собой аддукт, впервые полученный авторами взаимодействием пара-аминобензиланилина с низковязкой эпоксидной смолой марки Э-181 (химическое название - диглицидиловый эфир полиэпихлоргидрина), 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 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 масс. ч. жидкой низковязкой эпоксидной смолы - диглицидиланилина (промышленная марка - смола ЭА), затем добавляют последовательно 3 масс. ч. молочной кислоты, 9 масс. ч. растворителя - бутилацетата, 45 масс. ч. дисульфида молибдена и 55 масс. 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 масс. ч. (из расчета, превышающего стехиометрию в 12 раз) пара-аминобензиланилина (промышленная марка - «бензам АБА»), подогретого до +60°C, затем к нему добавляют 100 масс. 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

На упорные поверхности пятникового узла грузовых вагонов (перед напылением антифрикционного композита) электроискровым методом с использованием электродов из средне- и высокоуглеродистой сталей предварительно наносят металлический шероховатый слой толщиной 1,5 мм, после чего комплекты для получения антифрикционного композита, состоящие из двух равных по массе и объему частей, каждый по отдельности, перемешивают электросмесителем 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.

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. Способ нанесения антифрикционных покрытий на упорные поверхности пятникового узла грузовых вагонов включает операции предварительного нанесения на поверхность металла шероховатого слоя толщиной от 0,01 до 3,0 мм электроискровым методом с использованием электродов из средне- или высокоуглеродистых сталей и последующее нанесение антифрикционного слоя. На подготовленный шероховатый слой подогреваемым двухсопловым краскораспылителем наносят эпоксидный композит, состоящий из двух равных по массе и объему частей, подаваемых из разных сопел, - эпоксидной смоляной и отверждающей, смешивающихся в процессе нанесения, первая из которых, смоляная, состоит из низковязкой смолы - диглицидиланилина, и ускорителя отверждения - 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 упомянутые части содержат одинаковые количества антифрикционных наполнителей, составляющих 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 количестве от 3 до 15 мас. ч. на 100 мас. ч. исходной смоляной и отверждающей частей, испаряющихся в процессе нанесения и отверждения. Обеспечивается повышение прочности и срока службы антифрикционного слоя, устранение выступающих неровностей и снижение коэффициента трения. 2 табл., 1 пр.

.

Способ нанесения антифрикционных покрытий на упорные поверхности пятникового узла грузовых вагонов, включающий операции предварительного нанесения на поверхность металла шероховатого слоя толщиной от 0,01 до 3,0 мм электроискровым методом с использованием электродов из средне- или высокоуглеродистых сталей и последующее нанесение антифрикционного слоя, отличающийся тем, что на подготовленный шероховатый слой подогреваемым двухсопловым краскораспылителем наносят эпоксидный композит, состоящий из двух равных по массе и объему частей, подаваемых из разных сопел, - эпоксидной смоляной и отверждающей, смешивающихся в процессе нанесения, первая из которых, смоляная, состоит из низковязкой смолы - диглицидиланилина, и ускорителя отверждения, 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 упомянутые части содержат одинаковые количества антифрикционных наполнителей, составляющих 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 количестве от 3 до 15 мас. ч. на 100 мас. ч. исходной смоляной и отверждающей частей, испаряющихся в процессе нанесения и отверждения.