RU2544726C2

RU2544726C2 - Preparation of parts for application of adhesive ply

Info

Publication number: RU2544726C2
Application number: RU2013134683/02A
Authority: RU
Inventors: Виктор Викторович Копыльцов; Александр Ильич Игнатов
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Резинотехника"
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2015-03-20
Also published as: RU2013134683A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to oxidation of surfaces of metal parts for processing before application of adhesive plies. Proposed method is used in production of rubber-metal parts and comprises metal part surface processing by oxidation in air oxygen at 220-250°C for 20-30 min.

EFFECT: efficient preparation, higher adhesion between metal part and rubber.

1 tbl

Description

Изобретение относится к области окисления стальных поверхностей для обработки перед нанесением адгезивных (клеевых) слоев либо защитных покрытий.The invention relates to the field of oxidation of steel surfaces for processing before applying adhesive (adhesive) layers or protective coatings.

Известен способ термического оксидирования при 580-720°C в течение 30-90 мин для подготовки стальных деталей к соединению с изолятором вакуумной пайкой (см. патент на изобретение RU 2119550, МПК С23С 8/10).A known method of thermal oxidation at 580-720 ° C for 30-90 minutes to prepare steel parts for connection with an insulator by vacuum soldering (see patent for invention RU 2119550, IPC С23С 8/10).

Однако указанный способ требует больших энергозатрат на нагрев.However, this method requires large energy consumption for heating.

Известен способ паротермического оксидирования стальных изделий, который включает предварительный нагрев изделий до температуры 250-300°C в реторте печи, последующий нагрев до температуры 550-600°C в насыщающей среде, в качестве которой используют перегретый водяной пар, выдержку при температуре нагрева в течение времени, обеспечивающего получение пленки заданной толщины (см. патент на изобретение RU 2456370, МПК С23С 8/18).A known method of steam-thermal oxidation of steel products, which includes pre-heating the products to a temperature of 250-300 ° C in a furnace retort, subsequent heating to a temperature of 550-600 ° C in a saturating medium, using superheated water vapor, holding at a heating temperature for time for obtaining a film of a given thickness (see patent for invention RU 2456370, IPC С23С 8/18).

Однако для реализации указанного способа необходимо использовать дополнительное устройство для генерации перегретого пара.However, to implement this method, it is necessary to use an additional device for generating superheated steam.

Известен способ термического оксидирования путем подачи перегретого до 540-560°С пара на изделие в течение 1,5-2,5 ч при давлении 0,1-0,3 атм (Е.Н. Гладкова, В.Н. Букарев. Термическое оксидирование магнитомягких материалов. Изд-во Саратовского университета, 1965, с. 48).A known method of thermal oxidation by supplying superheated to 540-560 ° C steam to the product for 1.5-2.5 hours at a pressure of 0.1-0.3 atm (E. N. Gladkova, V. N. Bukarev. Thermal Oxidation of soft magnetic materials (Saratov University Press, 1965, p. 48).

Однако указанный способ требует больших затрат времени.However, this method is time consuming.

Известен способ оксидирования в непрерывном потоке горячего воздуха при 500-560°C в течение 30-50 мин для придания металлической поверхности антикоррозионных свойств (см. авторское свидетельство SU 1759556, МПК С23С 8/10).A known method of oxidation in a continuous stream of hot air at 500-560 ° C for 30-50 minutes to give the metal surface anti-corrosion properties (see copyright certificate SU 1759556, IPC C23C 8/10).

Однако поверхность, оксидированная указанным способом, обладает низкими адгезивными свойствами.However, the surface oxidized by this method has low adhesive properties.

Известен способ подготовки изделий из черного металла к нанесению полимерного покрытия. Способ включает окисление в среде водяного пара при температуре 440-500°C в течение 45-60 мин (см. авторское свидетельство SU 396453, МПК С23С 8/18).A known method of preparing products from ferrous metal for applying a polymer coating. The method includes oxidation in water vapor at a temperature of 440-500 ° C for 45-60 minutes (see copyright certificate SU 396453, IPC C23C 8/18).

Недостатком способа является необходимость использовать дополнительное устройство для генерации перегретого пара.The disadvantage of this method is the need to use an additional device for generating superheated steam.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ подготовки поверхности металлических изделий перед нанесением адгезива при производстве резинометаллических изделий для автомобильной промышленности, известный из патента на клеевой подслой для крепления резиновых смесей к металлу при вулканизации (см. патент на изобретение RU 2266940, МПК C09J 115/02, C09J 171/10). Способ включает очистку и сушку поверхности металла, нанесение клеевого подслоя промазыванием, погружением или напылением, сушку в течение 30 минут при температуре 18-28°C. Подготовленная таким образом поверхность становится пригодной к нанесению адгезива Хемосил 222 и последующей вулканизации деталей.Closest to the claimed solution is a method of preparing the surface of metal products before applying adhesive in the manufacture of rubber products for the automotive industry, known from the patent on an adhesive underlay for attaching rubber compounds to metal during vulcanization (see patent for invention RU 2266940, IPC C09J 115/02 C09J 171/10). The method includes cleaning and drying the surface of the metal, applying an adhesive undercoat by coating, dipping or spraying, drying for 30 minutes at a temperature of 18-28 ° C. Thus prepared surface becomes suitable for applying Chemosil 222 adhesive and subsequent vulcanization of parts.

Недостатком прототипа является недостаточная прочность сцепления изделий из черных металлов с резиной.The disadvantage of the prototype is the lack of adhesion of ferrous metals to rubber.

Задачей изобретения является разработка способа подготовки металлической поверхности к нанесению специального адгезивного (клеевого) слоя при производстве резинометаллических изделий.The objective of the invention is to develop a method of preparing a metal surface for applying a special adhesive (adhesive) layer in the manufacture of rubber products.

Технический результат заключается в увеличении прочности сцепления изделий из черных металлов с резиной.The technical result consists in increasing the adhesion strength of ferrous metal products to rubber.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом способе подготовки металлических изделий при производстве резинометаллических изделий перед нанесением адгезивного слоя, включающем обработку металлической поверхности, согласно предлагаемому решению обработку металлической поверхности осуществляют путем окисления в среде воздуха при температуре 220-250°C в течение 20-30 мин.The specified technical result is achieved by the fact that in the inventive method of preparing metal products in the manufacture of rubber products before applying an adhesive layer, including processing a metal surface, according to the proposed solution, the processing of a metal surface is carried out by oxidation in air at a temperature of 220-250 ° C for 20- 30 minutes.

Так, например, образцы из стали в виде пятаков с плоской поверхностью диаметром 25 мм с одной стороны и выступающей частью с отверстием для присоединения к испытательному стенду с другой стороны окисляют в среде воздуха при температуре 240°C в течение 25 минут. Далее производится нанесение адгезива Хемосил 211 первый слой, Хемосил 222 второй слой.For example, steel specimens in the form of nickels with a flat surface with a diameter of 25 mm on one side and a protruding part with an opening for attachment to the test bench on the other hand are oxidized in air at a temperature of 240 ° C for 25 minutes. Next, the application of adhesive Chemosil 211 first layer, Chemosil 222 second layer.

Также проводились аналогичные испытания с нанесением адгезива «Cilbond» фирмы Chemical Innovations Limited (Англия). Первый слой Cilbond 12Е, второй слой Cilbond 80 ЕТ.Similar tests were also carried out with the application of adhesive "Cilbond" company Chemical Innovations Limited (England). The first layer is Cilbond 12E, the second layer is Cilbond 80 ET.

К подготовленным таким образом образцам в специальной пресс-форме производится прикрепление резины способом вулканизации при температуре 175°C в течение 7 минут и давлении в гидросистеме пресса вулканизационного 100 кг/см². Специальная пресс-форма устроена таким образом, что два образца устанавливаются плоскими поверхностями друг к другу на расстоянии 2 мм. В процессе вулканизации расстояние между образцами заполняется под давлением резиновой смесью К70-3060 на основе изопренового каучука СКИ-3. При этом прочность сцепления резины с металлом при разрыве повышается с 43,79 кгс/см² (без окисления) до 80,44 кгс/см² (с окислением). Таким образом, окисная пленка, получаемая на изделиях из черных металлов по предлагаемому способу, обладает высокой прочностью сцепления к основному металлу и адгезивному покрытию.To samples thus prepared, in a special mold, rubber is attached by vulcanization at a temperature of 175 ° C for 7 minutes and a pressure in the hydraulic system of a vulcanization press of 100 kg / cm ² . A special mold is designed in such a way that two samples are set flat surfaces to each other at a distance of 2 mm. During vulcanization, the distance between the samples is filled under pressure with a rubber mixture K70-3060 based on SKI-3 isoprene rubber. In this case, the adhesion strength of rubber with metal at break rises from 43.79 kgf / cm ² (without oxidation) to 80.44 kgf / cm ² (with oxidation). Thus, the oxide film obtained on products of ferrous metals according to the proposed method, has high adhesion to the base metal and adhesive coating.

Время термооксидирования в 20-30 мин является оптимальным для подготовки изделий перед нанесением покрытия, что подтверждено результатами испытаний, представленными в таблице. При меньшем или большем времени обработки качество подготовки металлической поверхности к нанесению специального адгезивного (клеевого) слоя снижается, что видно по снижению прочности (кгс/см²) связи резины с металлом за заявляемыми границами и наличию максимального усилия отрыва (кгс) в середине заявляемого диапазона времени обработки. Приведенные в таблице результаты получены при обработке изделий при температуре 240°C, однако аналогичные результаты были получены для всего заявляемого диапазона температур от 220 до 250°C.A thermoxidation time of 20-30 minutes is optimal for preparing products before coating, which is confirmed by the test results presented in the table. With shorter or longer processing times, the quality of preparation of the metal surface for applying a special adhesive (adhesive) layer decreases, which can be seen in the decrease in the strength (kgf / cm ² ) of the bonding of rubber with metal beyond the claimed boundaries and the presence of the maximum separation force (kgf) in the middle of the claimed range processing time. The results shown in the table were obtained when processing products at a temperature of 240 ° C, however, similar results were obtained for the entire claimed temperature range from 220 to 250 ° C.

Claims

The method of preparing metal products in the manufacture of rubber products before applying the adhesive layer, comprising surface treatment of metal products, characterized in that the surface treatment of metal products is carried out by oxidation in air at a temperature of 220-250 ° C for 20-30 minutes