close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 15710

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.04.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 23C 24/04 (2006.01)
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ
ИЗ ЧАСТИЦ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ И ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА
(21) Номер заявки: a 20100793
(22) 2010.05.20
(43) 2011.12.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(72) Авторы: Манойло Евгений Данилович; Онащенко Филипп Евгеньевич
(BY)
(73) Патентообладатель: Государственное научное учреждение "Институт
порошковой металлургии" (BY)
BY 15710 C1 2012.04.30
BY (11) 15710
(13) C1
(19)
(56) МАНОЙЛО Е.Д. и др. // Сварка и родственные технологии. - 1999. - № 2. С. 124-128.
МАНОЙЛО Е.Д. и др. Международный симпозиум "Инженерия поверхности. Новые порошковые композиционные материалы. Сварка": Материалы
докладов. В 2 частях. - Минск, 2009. Ч. 1. - С. 226-229.
ОХЛОПКОВА А.А. и др. 7-я международная научно-техническая конференция "Новые материалы и технологии:
порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия": Материалы докладов. - Минск,
2006. - С. 213-214.
RU 2332525 C1, 2008.
US 3723165, 1973.
BY 7776 C1, 2006.
JP 11-106701 A, 1999.
(57)
1. Способ формирования композиционного покрытия из частиц оксида алюминия и
полимерного материала, включающий смешивание порошкообразных компонентов, их
подачу в струю газопламенного аппарата, перенос на поверхность детали и оплавление
частиц полимерного материала энергией струи и монолитизацию покрытия на поверхности детали, отличающийся тем, что смешивание порошкообразных компонентов проводят
при концентрации частиц оксида алюминия 50-80 об. %, смесь нагревают до температуры
на 10-30 °С ниже температуры плавления полимера при постоянном перемешивании в течение 1-30 мин, подают в струю газопламенного аппарата, движущуюся со скоростью
300-500 м/с, и переносят на поверхность детали, предварительно подогретую до температуры на 5-40 °С выше температуры плавления полимера, а монолитизацию покрытия проводят в течение 1-30 с.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют частицы оксида алюминия с
размером 10-20 мкм, а в качестве полимерного материала используют полиамид, полиэтилентерефталат или полиэтилен высокого давления с размером частиц 20-100 мкм.
BY 15710 C1 2012.04.30
Изобретение относится к области технологии получения функциональных покрытий и
может быть использовано в машиностроении для нанесения защитных покрытий на детали узлов машин и механизмов прежде всего солеперерабатывающего оборудования.
Полимерные покрытия различного состава наносят на детали машин и механизмов для
обеспечения заданных функций: снижения износа, повышения коррозионной стойкости,
уменьшения коэффициента трения, обеспечения изоляционных характеристик и т.п. [1].
Покрытия из порошковых полимерных материалов и их смесей или композитов со
стеклом, графитом, сажей, керамическими, металлическими, минеральными и подобными
наполнителями наносят в псевдоожиженном слое, напылением в электростатическом поле, газотермическими методами напыления и др. [2-3].
В качестве полимерной матрицы используют полиамиды, полиолефины, полиуретаны
и другие термопластичные и термоэластопластичные полимеры. Наполнители и модификаторы полимерных матриц оказывают определяющее влияние на служебные характеристики
композиционных материалов на их основе. Для обеспечения заданных функциональных
характеристик покрытий в состав полимерных матриц вводят наполнители и модификаторы: порошки оксидов, металлов, сухих смазок, древесины и т.п. компоненты, количество
которых ограничивается технологическими возможностями существующих процессов формирования покрытий и находится в пределах около 30 % от общего объема покрытий [4].
Известен способ получения герметизирующих покрытий путем нанесения методом
псевдоожиженного слоя композиционного порошкообразного материала, содержащего
полимерную матрицу и дисперсный наполнитель, в качестве которого использован порошок природных силикатов с размерами частиц 50…100 мкм, при содержании в матрице
0,1-3,0 мас. % [1]. Согласно этому методу предварительно обезжиренную и очищенную
металлическую поверхность нагревают до температуры на 30-50 °С выше температуры
плавления полимера, окунают в слой композиционного порошкообразного материала, находящегося во взвешенном состоянии, выдерживают заданное время для осаждения слоя
композиционного материала необходимой толщины, затем извлекают из рабочей зоны установки и выдерживают на воздухе до полного оплавления полимерного материала и
формирования покрытия.
К числу недостатков данного способа относится невысокая твердость получаемого
покрытия, а также сепарация компонентов, имеющих различный удельный вес, приводящая к получению негомогенных покрытий. Поэтому данный способ не позволяет наносить покрытия на рабочие поверхности деталей солеперерабатывающего оборудования,
имеющих сложную конфигурацию и большие размеры, для защиты их от совместного
воздействия износа трением и коррозии.
Наиболее близким из известных способов к заявляемому является способ формирования композиционного покрытия из частиц оксида алюминия и полимерного материала,
включающий смешивание порошкообразных компонентов, их подачу в струю газопламенного аппарата, перенос на поверхность детали и оплавление частиц полимерного материала энергией струи и монолитизацию покрытия на поверхности детали [5].
Недостатками данного способа являются невысокая твердость и недостаточная износостойкость покрытия, что не позволяет использовать его для защиты рабочих поверхностей деталей, работающих в условиях трения и активной солевой коррозии.
Задачей изобретения является создание способа формирования композиционного покрытия из частиц оксидного и полимерного материалов, позволяющего повысить стойкость к износу и коррозии путем увеличения количества твердых частиц более 50 %.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в
создании способа формирования композиционного покрытия из частиц оксидного и полимерного материалов, в котором количество твердых оксидных частиц будет превышать
количество частиц полимера, при этом твердые частицы будут равномерно распределены
2
BY 15710 C1 2012.04.30
в покрытии. Это позволит повысить качество покрытия и срок службы деталей, работающих в условиях трения и активной солевой коррозии.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в способе формирования
композиционного покрытия из частиц оксида алюминия и полимерного материала, включающем смешивание порошкообразных компонентов, их подачу в струю газопламенного
аппарата, перенос на поверхность детали и оплавление частиц полимерного материала
энергией струи и монолитизацию покрытия на поверхности детали, смешивание порошкообразных компонентов проводят при концентрации частиц оксида алюминия 50-80 об. %,
смесь нагревают до температуры на 10-30 °С ниже температуры плавления полимера при
постоянном перемешивании в течение 1-30 мин, подают в струю газопламенного аппарата, движущуюся со скоростью 300-500 м/с, и переносят на поверхность детали, предварительно подогретую до температуры на 5-40 °С выше температуры плавления полимера, а
монолитизацию покрытия проводят в течение 1-30 с. В предпочтительном варианте реализации изобретения используют частицы оксида алюминия с размером 10-20 мкм, а в качестве полимерного материала используют полиамид, полиэтилентерефталат или полиэтилен высокого давления с размерами частиц 20-100 мкм.
Предлагаемый способ формирования композиционного покрытия из частиц оксидного
и полимерного материалов осуществляется следующим образом. Подготовленные порции
порошкообразных компонентов: оксида алюминия с размерами частиц 10-20 мкм и полимера - 40-160 мкм, при концентрации оксидных частиц от 50 до 80 об. %, смешивают в
течение 1-30 мин, затем компоненты соединяют между собой и гранулируют путем нагрева на плоском противне до температуры на 10-30 °С ниже температуры плавления полимера. Например, при использовании в качестве полимерного порошка полиамида 11
(торговая марка - Rilsan), температура плавления которого равна 180 °С, нагрев порошковой смеси производят до 150-170 °С. Контроль температуры нагрева осуществляют при
помощи пирометра. В процессе нагрева производят постоянное перемешивание порошковой смеси специальной лопаткой, а также периодическим встряхиванием емкости. Полученный материал подают в струю газопламенного распылителя ТЕНА-Ппм, движущуюся
со скоростью 300-500 м/с, энергией которой производят перенос компонентов на поверхность детали, оплавление полимерных частиц, осаждение компонентов и монолитизацию
покрытия на предварительно подогретой до температуры на 5-40 °С выше температуры
плавления полимера поверхности детали. Монолитизацию покрытия производят в течение
1-30 с. Покрытие также может быть сформировано последовательным нанесением подслоя из частиц полимера и одного или нескольких слоев оксидполимерного порошкообразного материала, содержащего более 50 об. % частиц оксида алюминия.
Таким образом, формирование композиционного покрытия из частиц оксидного и полимерного материалов в соответствии с предлагаемым способом, благодаря подаче в
струю газопламенного распылителя, движущуюся со скоростью 300-500 м/с, смешанных и
соединенных между собою порошкообразных компонентов, при концентрации оксидных
частиц от 50 до 80 об. %, переносу компонентов на поверхность детали, предварительно
подогретой до температуры на 5-40 °С выше температуры плавления полимера, оплавлению полимерных частиц, осаждению компонентов и монолитизации покрытия энергией струи, позволяет получить покрытие, в котором количество твердых оксиднокерамических частиц будет превышать количество частиц полимера, при этом твердые
частицы будут равномерно распределены в покрытии. Это позволит повысить качество
покрытия и производительность напыления покрытия, исключить сепарацию частиц в
процессе подачи их в струю распылителя и переноса на поверхность детали из-за различной плотности компонентов и применить его для защиты рабочих поверхностей деталей
солеперерабатывающего оборудования.
3
BY 15710 C1 2012.04.30
Источники информации:
1. Довгяло В.А., Юркевич О.Р. Композиционные материалы и покрытия на основе
дисперсных полимеров. - Минск: Наука и техника, 1992. - С. 656.
2. Свириденок А.И., Бернацкая Ж.И. Исследование смачивания и адгезии в системе
стекловолокно - полиамидная матрица. Термодинамика межфазового взаимодействия в
системе политетрафторэтилен - ультрадисперсная керамика // Полимерные композиты 2000: Сб. трудов МНТК. - Гомель: ИММС НАНБ, 2000. - С. 205-208.
3. Охлопкова А.А., Ульянова Т.М., Петрова П.Н. и др. Композиционные материалы на
основе фторопласта и порошков оксида алюминия // Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия: Материалы
докладов 7-й МНТК. - Минск, 16-17 мая 2006 г. - Минск: Институт порошковой металлургии БГНПК ПМ, 2006. - С. 213-214.
4. Пинчук П.Н., Кондрашова Г.С., Дедович Г.В. и др. Новые типы композиционных
материалов на базе полиамида 6 производства Гродненского ПО "Химволокно" // Полимерные композиты - 2000: Сб. трудов МНТК. - Гомель: ИММС НАНБ, 2000. - С. 136-138.
5. Манойло Е.Д. и др. // Сварка и родственные технологии. - № 2. - Мн., 1999. С. 124-128.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
85 Кб
Теги
15710, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа