RU2463386C2 - Способ формирования высокопрочных антифрикционных покрытий на металлических поверхностях - Google Patents
Способ формирования высокопрочных антифрикционных покрытий на металлических поверхностях Download PDFInfo
- Publication number
- RU2463386C2 RU2463386C2 RU2010127587/02A RU2010127587A RU2463386C2 RU 2463386 C2 RU2463386 C2 RU 2463386C2 RU 2010127587/02 A RU2010127587/02 A RU 2010127587/02A RU 2010127587 A RU2010127587 A RU 2010127587A RU 2463386 C2 RU2463386 C2 RU 2463386C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- mixture
- heated
- resin part
- prepreg
- Prior art date
Links
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области создания высокопрочных антифрикционных покрытий, преимущественно для пары трения гребень колеса-рельс и может быть использовано в различных узлах трения и в аэрокосмической технике. Способ включает электроискровое легирование поверхности с помощью электродов из ВК-6 или ВК-8, или стали 65Г, или бронзы с нанесением слоя толщиной 0,5-2,0 мм. После электроискрового легирования наносят фосфатирующий состав и прогревают поверхность струей пламени с температурой 650-750°C в течение 60-120 секун. Затем контактным методом наносят слой препрега толщиной 0,5-3,0 мм, представляющего собой ленту из углеродных волокон с параллельной укладкой, пропитанную 18-30% связующим, состоящим из смоляной части, представляющей собой смесь эпоксидированного ароматического амина (А) и эпоксидированного феноло-формальдегидного новолака (Б) в соотношении А:Б от 95:5 до 60:40 и отвердителя - ароматического амина или смеси ароматических аминов в количестве от 25 до 70 мас.ч. на 100 мас.ч. смоляной части. Затем слой препрега нагревают газовой струей пламени из газопламенной горелки в течение 80-180 секунд при температуре струи 650-750°C. Обеспечивается нанесение антифрикционного покрытия, обладающего высокой теплостойкостью и повышенным коксообразованием при воздействии нагрева 800-1000°C, которое позволяет скреплять термостойкие углеродные волокна. 2 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к области создания высокопрочных антифрикционных покрытий, преимущественно для пары трения гребень колеса-рельс, обеспечивающую их защиту от износа в условиях воздействия больших нагрузок, и может быть использовано в различных узлах трения и в аэрокосмической технике для защиты поверхностей аппаратов от высокоэнтальпийных потоков.
Ближайшим прототипом заявляемого решения является способ формирования антифрикционных покрытий, включающий нанесение первого слоя покрытия из высокопрочных материалов электроискровым методом (см. RU 2.210.626 C1, от 2002.01.31). Недостатком известного способа является применение ультразвука при воздействии на первый слой, что при нанесении покрытия на рельс крайне затруднительно, а также применение в качестве второго слоя пластичной жидкопорошковой смазки, недолговечность которой очевидна.
Задачей заявляемого решения является способ, обеспечивающий нанесение антифрикционного покрытия, в котором как первый, так и второй слой обладают прочностными свойствами на уровне сталей, причем второй из них, внешний, наряду с высокой прочностью, обладает антифрикционными свойствами, характерными для углеродных (графитовых) волокон, высокой прочностью сцепления с первым слоем, высокой теплостойкостью и повышенным коксообразованием при воздействии перегрева (800÷1000°C), которое позволяет скреплять термостойкие (выше 3000°C) углеродные волокна.
Технический результат достигается тем, что в процесс электроискрового легирования поверхности проводят с использованием электродов из ВК-6 или ВК-8, или стали 65Г, или бронзы с нанесением слоя толщиной 0,5-2,0 мм, после электроискрового легирования наносят фосфатирующий состав и прогревают поверхность струей пламени с температурой 650-750°C в течение 60-120 секунд, а затем контактным методом наносят слой препрега толщиной 0,5-3,0 мм, представляющего собой ленту из углеродных волокон с параллельной укладкой, пропитанную 18-30% связующим, состоящим из смоляной части, представляющей собой смесь эпоксидированного ароматического амина (А) и эпоксидированного феноло-формальдегидного новолака (Б) в соотношении А:Б от 95:5 до 60:40, и отвердителя - ароматического амина или смеси ароматических аминов в количестве от 25 до 70 мас.ч. на 100 мас.ч смоляной части, затем слой препрега нагревают струей пламени из газопламенной горелки в течение 80-180 секунд при температуре струи 650-750°C.
Пример 1
Получение препрега
В ванну пропиточной машины заливают ацетоновый раствор связующего, состоящего из эпоксидированного анилина (смола ЭА, ТУ 2225-546-00203521-98), содержащего 35% эпоксидных групп, эпоксидированного новолака (смола ЭН-6, ТУ 6-05-241-489-86), содержащего 19% эпоксидных групп в соотношении 80:20 и отвердитель 3,3'дихлор-4,4' диаминодифенил-метан (ТУ 6-14-980-84) в стехиометрическом количестве, т.е. 50 мас.ч на 100 мас.ч смоляной части. Вязкость связующего доводят до 12 сек по ВЗ-4. За счет выбранной скорости протяжки и режима сушки осуществляют нанесение связующего в количестве до 20% от веса углеродного волокна. Пропитка ленты из однонаправленных углеродных волокон толщиной 5 микрон осуществляется обычным путем, сушка ленты проводится до минимальной липкости, обеспечивающей прилипание к металлу и легкий отрыв от прокладываемой упаковочной полиэтиленовой пленки. Полученный ленточный препрег хранится при Т=20±5°C в течение 3 месяцев в складских условиях.
Нанесение покрытия
Нанесение покрытия на защищаемую металлическую поверхность из стали М76 производится электроискровым методом - с помощью электрода из стали 65Г наносится слой толщиной 1,0 мм, обладающий определенной шероховатостью поверхности. На слой электроискрового покрытия наносится фосфатирующий состав, состоящий из смеси 40% ортофосфорной кислоты и хлористого цинка в соотношении 1:1 из расчета 200 г/м2, затем поверхность прогревается в течение 30 секунд струей пламени из газопламенной установки типа УПН-УЛ, после чего наносится препрег - лента из углеродных волокон. Далее, струей пламени с Т=700°C поверхность препрега прогревается в течение 120 секунд, достигая Т=180°C, при этом препрег отверждается и склеивается с первым слоем.
Примеры 2-5 осуществляются аналогично примеру 1 с изменением параметров в соответствии с таблицей 1.
Свойства покрытия приведены в таблице 2, из которой видны неоспоримые преимущества заявляемого способа.
| Таблица 1 Условия выполнения заявленного способа по примерам 2-5 |
|||||
| № п\п | Наименование параметра или материала | Величина параметра или вид материала | |||
| 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Металл применяемого электрода для искрового легирования | ВК-6 | ВК-8 | Сталь 65Г | Бронза |
| 2 | Вид металлической поверхности, на которую наносят покрытие | М76 | М76 | Сталь 45 | Сталь 45 |
| 3 | Толщина слоя, нанесенного электроискровым методом, мм | 0,5 | 2 | 1 | 1 |
| 4 | Вид фосфатирующего состава и его количество, г/м2 | Смесь 40% ортофосфорной кислоты и хлорида железа 1:4, 100 | Смесь 40% ортофосфорной кислоты и окиси цинка 1:1, 200 | Смесь 40% ортофосфорной кислоты и окиси цинка 1:1,200 | 40% ортофосфорная кислота, 150 |
| 5 | Режим прогрева фосфатирующего состава на поверхности металла, °C/сек | 750/60 | 650/60 | 700/45 | 700/45 |
| 6 | Состав смоляной части препрега | Триглицедпараамино- фенол (УП-610) и эпоксидированный новолак (УП-643), 95:5 |
Триглицедпараамино- фенол (УП-610) и эпоксидированный новолак (УП-643), 95:5 |
Тетраглицидиловое производное 3,3' дихлор 4,4' диаминодифенилметан (смола ЭХД) и эпоксидированный новолак ЭН-6 60:40 | Тетраглицидиловое производное 3,3' дихлор 4,4' диаминодифенилметан (смола ЭХД) и эпоксидированный новолак ЭН-6 60:40 |
| 7 | Вид и количество отвердителя на 100 мас.ч. смоляной части, мас.ч. | Бензамин Н (ТУ 2494-444-05763441-2004); 70 | Бензамин Н (ТУ 2494-444-05763441-2004); 70 | Полиамин (ТУ 2473-342-05763441-2001); 25 | Полиамин (ТУ 2473-342-05763441-2001); 25 |
| 8 | Общее содержание связующего в препреге, % | 18 | 18 | 30 | 30 |
| 9 | Толщина слоя препрега, мм | 0,5 | 1,5 | 3 | 1,5 |
| 10 | Режим воздействия газовой струи °C/сек | 750/80 | 700/120 | 700/120 | 650/180 |
| Таблица 2 Свойства покрытия, изготовленного по заявленному способу по примерам 1-5 |
||||||
| № п\п | Наименование параметра | Величина параметра | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Предел прочности при сжатии, МПа | 580 | 560 | 570 | 590 | 560 |
| 2 | Предел прочности при сдвиге, МПа | 640 | 680 | 680 | 670 | 650 |
| 3 | Предел прочности при сжатии после воздействия 24 ч при 250°C, МПа | 320 | 340 | 330 | 310 | 320 |
| 4 | Коэффициент трения | |||||
| 5 | Износостойкость | |||||
Claims (1)
- Способ формирования высокопрочных антифрикционных покрытий на металлических поверхностях, включающий электроискровое легирование поверхности с помощью электродов из высокопрочных металлов или сплавов, отличающийся тем, что электроискровое легирование проводят с использованием электродов из ВК-6 или ВК-8, или стали 65Г, или бронзы с нанесением слоя толщиной 0,5-2,0 мм, после электроискрового легирования наносят фосфатирующий состав и прогревают поверхность струей пламени температурой 650-750°C в течение 60-120 с, а затем контактным методом наносят слой препрега толщиной 0,5-3,0 мм, представляющего собой ленту из углеродных волокон с параллельной укладкой, пропитанную 18-30% связующим, состоящим из смоляной части, представляющей собой смесь эпоксидированного ароматического амина (А) и эпоксидированного фенолоформальдегидного новолака (Б) в соотношении А:Б от 95:5 до 60:40 и отвердителя - ароматического амина или смеси ароматических аминов в количестве от 25 до 70 мас.ч. на 100 мас.ч. смоляной части, затем слой препрега нагревают газовой струей пламени из газопламенной горелки в течение 80-180 с при температуре струи 650-750°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010127587/02A RU2463386C2 (ru) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | Способ формирования высокопрочных антифрикционных покрытий на металлических поверхностях |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010127587/02A RU2463386C2 (ru) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | Способ формирования высокопрочных антифрикционных покрытий на металлических поверхностях |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010127587A RU2010127587A (ru) | 2012-01-10 |
| RU2463386C2 true RU2463386C2 (ru) | 2012-10-10 |
Family
ID=45783503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010127587/02A RU2463386C2 (ru) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | Способ формирования высокопрочных антифрикционных покрытий на металлических поверхностях |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2463386C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2545858C1 (ru) * | 2013-12-26 | 2015-04-10 | Открытое акционерное общество Производственное объединение "Стрела" | Способ нанесения упрочняющего покрытия |
| RU2574548C1 (ru) * | 2014-11-21 | 2016-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Способ нанесения антифрикционных покрытий на упорные поверхности пятникового узла |
| RU2580766C1 (ru) * | 2014-12-29 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Южный научный центр Российской академии наук (ЮНЦ РАН) | Способ нанесения антифрикционных покрытий на стальную поверхность |
| RU2737104C1 (ru) * | 2020-03-05 | 2020-11-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук" | Препрег для шликерных покрытий, наносимых методом лазерной наплавки |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2142345C1 (ru) * | 1997-02-25 | 1999-12-10 | Казанская государственная архитектурно-строительная академия | Способ нанесения полиэтилена на углеродистые стали |
| JP3134239B2 (ja) * | 1992-06-30 | 2001-02-13 | アイシン化工株式会社 | 摩擦材 |
| RU2210626C1 (ru) * | 2002-01-31 | 2003-08-20 | Холопов Юрий Васильевич | Способ формирования антифрикционных покрытий на металлических поверхностях пар трения |
| EP1993740B1 (en) * | 2006-02-23 | 2010-05-19 | Atotech Deutschland Gmbh | Antifriction coatings, methods of producing such coatings and articles including such coatings |
-
2010
- 2010-07-02 RU RU2010127587/02A patent/RU2463386C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3134239B2 (ja) * | 1992-06-30 | 2001-02-13 | アイシン化工株式会社 | 摩擦材 |
| RU2142345C1 (ru) * | 1997-02-25 | 1999-12-10 | Казанская государственная архитектурно-строительная академия | Способ нанесения полиэтилена на углеродистые стали |
| RU2210626C1 (ru) * | 2002-01-31 | 2003-08-20 | Холопов Юрий Васильевич | Способ формирования антифрикционных покрытий на металлических поверхностях пар трения |
| EP1993740B1 (en) * | 2006-02-23 | 2010-05-19 | Atotech Deutschland Gmbh | Antifriction coatings, methods of producing such coatings and articles including such coatings |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2545858C1 (ru) * | 2013-12-26 | 2015-04-10 | Открытое акционерное общество Производственное объединение "Стрела" | Способ нанесения упрочняющего покрытия |
| RU2574548C1 (ru) * | 2014-11-21 | 2016-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Способ нанесения антифрикционных покрытий на упорные поверхности пятникового узла |
| RU2580766C1 (ru) * | 2014-12-29 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Южный научный центр Российской академии наук (ЮНЦ РАН) | Способ нанесения антифрикционных покрытий на стальную поверхность |
| RU2737104C1 (ru) * | 2020-03-05 | 2020-11-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук" | Препрег для шликерных покрытий, наносимых методом лазерной наплавки |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010127587A (ru) | 2012-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Effect of polyurethane sizing on carbon fibers surface and interfacial adhesion of fiber/polyamide 6 composites | |
| Wu et al. | Effects of degree of chemical interaction between carbon fibers and surface sizing on interfacial properties of epoxy composites | |
| ES2732361T3 (es) | Material preimpregnado y método para producir el mismo | |
| CN110114428A (zh) | 用于粘合性粘结的水性底漆组合物及使用其的粘结方法 | |
| RU2463386C2 (ru) | Способ формирования высокопрочных антифрикционных покрытий на металлических поверхностях | |
| JP5128252B2 (ja) | 有機マトリックス複合材基材に遮熱酸化防止コーティングを形成する方法 | |
| WO2007045217A1 (de) | Verfahren zur beschichtung eines bauteils | |
| EP2650398B1 (de) | Spritzpulver mit einer superferritischen Eisenbasisverbindung, sowie ein Substrat, insbesondere Bremsscheibe mit einer thermischen Spritzschicht | |
| Liu et al. | Improvement in interfacial shear strength and fracture toughness for carbon fiber reinforced epoxy composite by fiber sizing | |
| CN102464934A (zh) | 一种适用于低温涂敷的环氧粉末涂料 | |
| Wang et al. | Friction and wear properties of solid lubricants filled/carbon fabric reinforced phenolic composites | |
| JPH11302507A (ja) | 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物、繊維強化複合材料用中間基材および繊維強化複合材料 | |
| CN109181390A (zh) | 一种隔热防火涂层及其制备工艺 | |
| DE202021105451U1 (de) | Wärmedämmendes Erzeugnis aus Keramikfaser | |
| KR102065224B1 (ko) | 강판 표면처리용 용액 조성물 및 이를 이용하여 표면처리된 강판 | |
| CN106590353B (zh) | 一种用于管道耐蚀阻燃的玻璃钢复合涂层及制备方法 | |
| JP2008038016A (ja) | 防食塗料およびこれを塗布した金属材料 | |
| Qin et al. | Carbon fiber‐reinforced epoxy composite properties improvement by incorporation of polydopamine sizing at fiber–matrix interface | |
| Zhang et al. | Effect of crosslinking agent on the properties of low‐temperature curing PES/PTFE anticorrosive coating | |
| JP6435183B2 (ja) | ばね部材 | |
| Zhang et al. | Curing mechanism, heat resistance, and anticorrosion properties of a furan/methyl phenyl silicone coating | |
| Dong et al. | Preparation and investigation of the protective properties of bipolar coatings | |
| Xavier | Multilayered nanocomposite coatings for enhanced anticorrosive, flame retardant, and mechanical properties in automobile and aerospace industries | |
| Meng et al. | Influence of high temperature and pressure ammonia solution treatment on interfacial behavior of carbon fiber/epoxy resin composites | |
| Xue et al. | Effect of rare earth elements' surface treatment on tensile properties and microstructure of glass fiber–reinforced polytetrafluoroethylene composites |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20120116 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20120330 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120810 |