Антикорозійне зносостійке покриття

Антикорозійне зносостійке покриття на основі епоксидно-діанової смоли, пластифікатора, твердника і наповнювачів, яке відрізняється тим, що складається з адгезійно-демпфіруючого і зносостійкого шарів, а як наповнювач містить ультради 3 плуатаційних характеристик деталей машин, які працюють в умовах гідроабразивного зношування. Поставлена задача вирішується тим, що антикорозійне зносостійке покриття на основі епоксидно-діанової смоли, пластифікатора, твердника і наповнювачів наноситься в два шари: спочатку адгезійно-демпфуючий, а поверх нього зносостійкий шар. При цьому нанесення зносостійкого шару покриття проводять на недоотверджений адгезійно-демпфіруючий шар, що забезпечує високу адгезію між двома шарами за рахунок взаємодифузії. При цьому кожний із шарів покриття має відповідний склад компонентів. Для адгезійно-демпфіруючого шару, (мас.ч.): - епоксидна смола ЕД-20-100; - аліфатична смола ДЕГ-1-15-25; - нітрильний каучук СКН-26-1-8-10; - твердник, поліетиленполіамін, ПЕПА-10-12; - наповнювач (металовуглецева композиція, МВК, 2-5мкм) - 30-60. Для зносостійкого шару, (мас.ч.): - епоксидна смола ЕД-20-100; - аліфатична смола ДЕГ-1-15-25; - твердник (поліетиленполіамін ПЕПА) - 10-12; - наповнювач (металовуглецева композиція, МВК 2-5мкм) - 60-80; - карбід кремнію, 60-80мкм - 120-140. В якості базового компоненту для полімерної матриці захисного покриття використано низькомолекулярну епоксидно-діанову смолу ЕД-20 ГОСТ 10687-76, яка в затверділому стані характеризується високими фізико-механічними властивостями та адгезійною міцністю до металів і сплавів. З метою підвищення фізико-механічних та покращення технологічних властивостей епоксидну смолу пластифікують аліфатичною смолою ДЕГ-1 (ТУ6-05-1645-73), яка представляє собою дигліцидиловий ефір диетиленгліколю. Для зшивання епоксидного в'яжучого використовували твердник холодного стверджування - поліетиленполіамін (ПЕПА, ТУ 6-02-594-73). Нанесення на металеву основу (стального) адгезійно-демпфіруючого шару товщиною 80100мкм, який містить 30-60мас.ч. металовуглецевої композиції дозволяє суттєво підвищити адгезійну міцність полімер-композиційного покриття, а вміст 8-10мас.ч. вітрильного каучука СКН-26 забезпечує демпфіруючі властивості та релаксацію внутрішніх напружень в шарі. Підвищення зазначених характеристик пов'язано із значним впливом магнітної сприйнятливості ультрадисперсних частинок МВК на процеси структуроутворення в гетерогенних матеріалах. Крім того, формування навколо дисперсних частинок проміжних адгезійних містків високої густини під впливом магнітного поля частинок МВК забезпечує щільне впакування 40405 4 макромолекул полімерної матриці та зниження внутрішніх напружень в композиті. Ультрадисперсні порошки МВК отримують з комплексу окисів, що є побічним продуктом при виробництві окису алюмінію в присутності целюлози при температурі 1123К протягом 2 годин. Зносостійкий шар товщиною 1,0-1,5мм наносять на поверхню адгезійно-демпфіруючого шару після його полімеризації протягом 40-60 хвилин на повітрі при температурі 293К. Такий режим формування захисного покриття забезпечує формування проміжного шару за рахунок дифузійних фізико-хімічних процесів, які проходять в гетерогенній композиційній системі. Присутні в адгезійнодемпфіруючому та зносостійкому шарі ультрадисперсні частинки МВК приймають участь у дифузійному процесі тим самим, забезпечуючи тиксотропні властивості покриття. Уведення 120-140мас.ч. карбіду кремнію, як основного наповнювача, на 100мас.ч епоксидної смоли забезпечує високу зносостійкість та кавітаційну стійкість в гідробразивному потоці. Антикорозійне зносостійке покриття формують і наносять на поверхню за наступною технологією. Дозування компонентів адгезійнодепфіруючого шару, змішування епоксидної смоли і пластифікатора з підігрівом їх на водяній ванні до температури 323-333К і охолодженням суміші до 293-303К, добавляють наповнювач, після перемішування композиції вводять твердник. Отриману композицію протягом 20-30 хвилин наносять на попередньо обезжирену поверхню методом пневматичного розпилення, після чого затверджують за режимом Т=303-313К, t =40-60хв. Технологія формування зносостійкого шару аналогічна технологій формування адгезійнодемпфіруючого шару. Після нанесення покриття термообробку проводять при температурі 393403К протягом 2-2,5год. Адгезійну міцність до поверхні сталі 20Л оцінюють згідно ГОСТ 14760-69 шляхом вимірювання опору відриву клеєних з'єднань зразків на розривній машині ДМ-30М при швидкості навантаження 5н/с. Внутрішні напруження визначаються консольним методом. Теплостійкість (за Мартенсом) полімеризованих матеріалів визначалась згідно ГОСТ 21341-75. Результати порівняльної оцінки приведені в таблиці. Як видно з таблиці оптимальний вибір інгредієнтів дозволяє у порівнянні з прототипом підвищити адгезійну міцність, теплостійкість та зносостійкість покриття. Крім того, низька вартість та доступність компонентів і матеріалів розробленого покриття у порівнянні з прототипом в промисловості для підвищення ресурсу роботи технологічного устаткування. 5 40405 6 Таблиця № Компоненти Епоксидна смола (ЕД20) Еліфатична смола (ДЕГ-1) Нітрильний каучук (СКН-26-1) Твердникполіетиленполіамін (ПЕПА) Наповнювач: металовуглецева композиція, (МВК) 2-5 МКМ 1 2 3 4 5 Композиція згідно кориКонтрольні приклади сною моделлю Адгезійно-демпфіруючий шар 100 100 100 100 100 100 15 20 25 20 20 20 8 9 10 9 9 9 10 11 12 11 11 11 30 45 60 40 80 Прототип 90 Зносостійкий шар Епоксидна смола (ЕД20) Еніфатична смола (ДЕГ-1) Твердникполіетиленполіамін (ПЕПА) Наповнювач: металовуглецева композиція, (МВК) 2-5 мкм Карбід кремнію, 60-80 мкм Окис хрому Карбідооксидна кераміка 6 7 8 9 10 11 12 1 Адгезійна міцність, Мпа Відносна зносостійкість 1, см3/хв.·103 Стійкість до агрегатних середовищ2, % а) Н2О б) А-76 в) H2SO4 2 3 1 2 100 100 100 100 100 100 100 100 100 15 20 25 20 20 20 20 20 20 10 11 12 11 11 11 11 11 11 60 70 80 40 50 60 120 130 140 150 120 150 30 50 70 100 200 300 58,4 55,4 42,6 Характеристика композиційного матеріалу 60,2 75,4 72,2 57,5 59,0 59,1 1,3 1,1 0,8 1,5 1,9 2,0 1,7 2,0 2,3 +0,03 +0,06 -0,08 +0,02 +0,05 -0,08 0,02 +0,04 -0,05 +0,02 + 0,05 -0,05 +0,02 +0,06 -0,06 +0,02 +0,05 -0,05 +0,15 +0,09 -0,12 +0,15 + 0,4 -0,15 +0,17 +2,3 -0,2 Відносна зносостійкість визначена по відношенню до сталі 20Л. Знак (+) або (-) вказує на збільшення або зменшення ваги зразків Використання запропонованої корисної моделі, дозволяє підвищити зносостійкість і покращити гідродинамічні характеристик деталей і вузлів машин, які працюють в умовах гідроабразивної та Комп’ютерна верстка О. Рябко кавітаційної дії в галузях машинобудування, радіотехнічній, хімічній та харчовій промисловості, за рахунок комплексу властивостей компонентів антикорозійного покриття. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601