RU2678063C1 - Композиция для склеивания металлических изделий - Google Patents

Композиция для склеивания металлических изделий Download PDF

Info

Publication number
RU2678063C1
RU2678063C1 RU2018100453A RU2018100453A RU2678063C1 RU 2678063 C1 RU2678063 C1 RU 2678063C1 RU 2018100453 A RU2018100453 A RU 2018100453A RU 2018100453 A RU2018100453 A RU 2018100453A RU 2678063 C1 RU2678063 C1 RU 2678063C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
adhesive
nanopowder
adhesive joints
prototype
Prior art date
Application number
RU2018100453A
Other languages
English (en)
Inventor
Роман Иннакентьевич Ли
Дмитрий Николаевич Псарев
Мария Романовна Киба
Владимир Андреевич Малюгин
Андрей Николаевич Быконя
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет"
Priority to RU2018100453A priority Critical patent/RU2678063C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2678063C1 publication Critical patent/RU2678063C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J133/00Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/04Non-macromolecular additives inorganic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к клеевой промышленности и может быть использовано в области машиностроения и ремонта техники. Композиция для склеивания металлических изделий содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: анаэробный герметик АН-111 - 98,3-99,1; наполнитель: нанопорошок алюминия 70 - 0,7-1,3, нанопорошок меди 70 - 0,2-0,4. Обеспечивается сокращение времени отверждения клеевых соединений, увеличение долговечности клеевых соединений при циклическом нагружении. 4 ил., 3 табл.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области машиностроения и ремонта техники, в частности, к склеиванию металлических деталей в узлах машин.
Уровень техники
Известна композиция при следующем соотношении компонентов (в % по массе) [1]:
- анаэробный герметик АН-111 - 95…96,
наполнитель:
- углеродные нанотрубки «Таунит-М» - 4…5.
К недостаткам композиции-прототипа относятся:
1. Относительно высокая цена композиции, которая составляет 20954,67 руб./кг.
2. Время отверждения клеевых соединений, выполненных композицией, составляет 0,75 ч, что является причиной увеличения времени сборочных операций.
3. Относительно низкая долговечность клеевых соединений металлических изделий при циклическом нагружении.
Раскрытие изобретения
Задачей заявляемого изобретения является:
1. Снижение стоимости композиции для склеивания металлических изделий.
2. Сокращение времени отверждения клеевых соединений, выполненных композицией для склеивания металлических изделий.
3. Увеличение долговечности клеевых соединений металлических изделий при циклическом нагружении.
Заявлена композиция при следующем соотношении ингредиентов (в % по массе):
- анаэробный герметик АН-111 - 98,3…99,1,
наполнитель:
- нанопорошок алюминия (70) - 0,7…1,3,
- нанопорошок меди (70) - 0,2…0,4.
Анаэробные герметики представляют собой многокомпонентные жидкие составы, способные длительное время храниться без изменения свойств и быстро отверждаться при отсутствии взаимодействия с кислородом воздуха. Основой анаэробных герметиков являются полимеризационно способные соединения акрилового ряда, чаще всего диметакриловые эфиры полиалкиленгликолей, для которых характерна высокая скорость превращения в трехмерно-сшитые полимеры. В состав анаэробных герметиков входят также ингибирующие и инициирующие системы, обеспечивающие длительное хранение герметиков и быстрое отверждение в изделиях, различные загустители, модификаторы, красители и другие добавки [2].
В таблице 1 представлены показатели качества анаэробного герметика АН-111 [3].
Figure 00000001
Figure 00000002
Нанопорошок алюминия (70) получен распылением металлического проводника в атмосфере аргона, затем пассивирован медленным потоком сухого воздуха. В таблице 2 представлены параметры нанопорошка алюминия (70) [4].
Figure 00000003
Нанопорошок меди (70) получен методом электрического взрыва проводника в атмосфере аргона. В таблице 3 представлены параметры нанопорошка меди (70) [4].
Figure 00000004
Существенным отличительным признаком от прототипа является то, что в качестве наполнителя используются нанопорошок алюминия (70) и нанопорошок меди (70).
Таким образом, заявленное техническое решение имеет существенные отличительные признаки от прототипа и соответствует, тем самым, критериям изобретения.
Цена анаэробного герметика АН-111 (ТУ 2257-274-00208947-96) составляет - 14874 руб./кг [5].
Цена нанопорошка алюминия (70) (ТУ 1791-003-36280340-2008) составляет - 34630 руб./кг, а нанопорошка меди (70) (ТУ 1791-003-36280340-2008) -36350 руб./кг [4].
Цена углеродных нанотрубок «Таунит-М» составляет - 150000 руб./кг [6].
Соответственно цена композиции-прототипа составляет - 20954,67 руб./кг. Цена заявляемой композиции составляет 15146,73 руб./кг., что на 27,7% меньше цены композиции-прототипа.
Исследования процессов отверждения электрическим методом показали, что время полного отверждения клеевых соединений, выполненных композицией-прототипом при температуре окружающей среды Т=20°С, составляет 0,75 ч, а клеевых соединений, выполненных заявляемой композицией 0,5 ч (фиг. 1). Таким образом, время отверждения сократилось на 33,3%, что позволяет значительно сократить длительность процесса сборки узла, в конструкцию которого входит клеевое соединение.
Исследования долговечности клеевых соединений при циклическом нагружении показали, что долговечность клеевых соединений, выполненных композицией-прототипом при толщине клеевого шва 0,15 мм составляет 2,736×107 циклов нагружения. Аналогичный показатель для клеевых соединений, выполненных заявляемой композицией, при толщине клеевого шва 0,15 мм составляет 3,384×107 циклов нагружения (фиг. 2). Таким образом, долговечность клеевых соединений, выполненных заявляемой композицией, на 23,6% выше, чем долговечность клеевых соединений, выполненных композицией-прототипом.
Реализация отличительных существенных признаков от прототипа, а именно использование в качестве наполнителя нанопорошка алюминия (70) и нанопорошка меди (70) в композиции на основе анаэробного герметика АН-111, позволяет получить технический результат, который выражается в: 1) снижении цены композиции; 2) сокращении времени отверждения клеевых соединений, выполненных композицией; 3) увеличении долговечности клеевых соединений, выполненных композицией.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1. Зависимость удельного электрического сопротивления pv клеевого шва композиции герметика АН-111 от времени отверждения t: 1 - композиция-прототип; 2 - заявляемая композиция.
Фиг. 2. Долговечность при циклическом нагружении клеевых соединений выполненных: 1 - композицией-прототипом; 2 - заявленной композицией.
Фиг. 3. Валы-образцы для клеевых соединений с подшипником 207.
Фиг. 4. Центрирующее приспособление для сборки деталей клеевого соединения.
Осуществление изобретения
Заявлена композиция при следующем соотношении ингредиентов (в % по массе):
- анаэробный герметик АН-111 - 98,3…99,1, наполнитель:
- нанопорошок алюминия (70) - 0,7…1,3,
- нанопорошок меди (70) - 0,2…0,4.
Анаэробный герметик АН-111 (ТУ 2257-274-00208947-96) поставляется в воздупроницаемых полиэтиленовых флаконах емкостью 50, 100 и 200 г. Разработчик и изготовитель - НИИ полимеров им. Каргина (г. Дзержинск).
Нанопорошок алюминия (70) и нанопорошок меди (70) поставляется в полиэтиленовых пакетах в количестве, заявляемом покупателем. Разработчик и изготовитель - ООО «ПЕРЕДОВЫЕ ПОРОШКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» (г. Томск).
Ингредиенты взвешивали на аналитических весах марки ГОСМЕР ВЛ-210. Первоначально в стеклянную емкость заливали отобранный герметик АН-111, затем добавляли нанопорошки алюминия и меди, после чего композицию тщательно перемешивали. Композицию использовали в течение 10 мин.
Образцами при исследовании процесса отверждения являлись клеевые соединения внутренних колец подшипников 209 с валами. Валы изготовили из стали 45 (фиг. 3). Шероховатость посадочной поверхности Ra 0,63 [1]. Диаметральный зазор в соединении до склеивания в 0,1 мм обеспечивали шлифованием валов. Для обеспечения соосности деталей клеевого соединения использовали специально разработанные и изготовленные центрирующие приспособления (фиг. 4).
Процесс отверждения клеевых соединений исследовали, периодически измеряя электрическое сопротивление клеевого шва, с помощью прибора Е7-11 [1].
Удельное электрическое сопротивление ρv рассчитывали по формуле
Figure 00000005
где ρv- удельное электрическое сопротивление, Ом×м; R - сопротивление клеевого шва, Ом; D и В - диаметр и ширина внутреннего кольца подшипника, м; S - диаметральный зазор в соединении до склеивания, м.
О завершении полимеризации судили по стабилизации значения удельного электрического сопротивления клеевого шва (фиг. 1). Эксперимент проводили в трехкратной повторности.
Испытания на долговечность проводили на специальном стенде на базе электромеханического вибратора ИВ-107А [7], который обеспечивает циклическое нагружение клеевых соединений подшипников 209. Вибратор ИВ-107А представляет собой асинхронный короткозамкнутый электродвигатель [8]. На концах вала ротора установлены дебалансы, которые являются источником возмущающих колебаний и обеспечивают радиальную циклическую нагрузку 20 кН. Вибратор закреплен на двух металлических плитах размерами 500×500×25 мм и массой 50 кг каждая. Плиты установлены на металлическое основание размерами 500×500×10 мм посредством четырех винтовых пружин. Высота пружин 121 мм. Частота вращения ротора составляет 3000 мин-1. Количество циклов нагружения фиксировали при помощи счетчика, соединенного с валом стенда. Посадочные отверстия в подшипниковых щитах вибратора растачивали и в них запрессовывали специально изготовленные втулки из чугуна СЧ (ГОСТ 1412-80). Смазку подшипников проводили ВНИИНП-242 (ГОСТ 20241-74).
Зазор в клеевом соединении «подшипник-корпус» до склеивания обеспечивали растачиванием посадочной поверхности чугунной втулки. Адгезив наносили на наружное кольцо подшипника и посадочную поверхность чугунной втулки. В качестве адгезивов использовали композицию-прототип и заявленную композицию.
За критерий долговечности приняли наработку до начала сдвига наружного кольца подшипника в посадочном отверстии щита, что фиксировалось по смещению рисок, отмеченных на торцах деталей клеевого соединения, и свидетельствовало о его разрушении.
Библиографические данные
1. Композиция для склеивания металлических изделий [Текст]: Патент на изобретение №2526991 РФ Заявл. 05.02.2013 / Ли Р.И., Бутин А.В., Рожнов А.Б., Сафонов В.Н. // Опубл. 27.08.2014. - Бюл. №24.
2. Материалы, выпускаемые ФГУП «НИИ полимеров» // Клеи. Герметики. Технологии. - №1. - 2006. - С. 47-48.
3. Паспорт №358 на клей анаэробный герметик АНАТЕРМ-111 ТУ 2257-274-00208947-96. ФГУП «НИИ полимеров».
4. www.nanosized-powders.com
5. www.nicp.ru
6. www.nanotc.ru
7. Бутин, А.В. Повышение эффективности восстановления неподвижных соединений подшипников качения сельскохозяйственной техники полимер-полимерными композициями [Текст]: дис. … канд. техн. наук / Бутин А.В. -Мичуринск, 2012. - 127 с.
8. Вибраторы электромеханические общего назначения ИВ-98Б, ИВ-98Н, ИВ-99Б, ИВ-99Н, ИВ-99Б-П, ИВ-105-2.2, ИВ-107А, ИВ-107Н, ИВ-107А-П, ИВ-107А-1.5 [Текст]: Руководство по эксплуатации 2-1.003 РЭ. - Ярославль, 2003 г.

Claims (5)

  1. Композиция для склеивания металлических изделий, включающая анаэробный герметик АН-111 и наноразмерные наполнители, отличающаяся тем, что наполнителями являются нанопорошок алюминия (70) и нанопорошок меди (70) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
  2. - анаэробный герметик АН-111 - 98,3-99,1,
  3. наполнитель:
  4. - нанопорошок алюминия (70) - 0,7-1,3,
  5. - нанопорошок меди (70) - 0,2-0,4.
RU2018100453A 2018-01-09 2018-01-09 Композиция для склеивания металлических изделий RU2678063C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018100453A RU2678063C1 (ru) 2018-01-09 2018-01-09 Композиция для склеивания металлических изделий

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018100453A RU2678063C1 (ru) 2018-01-09 2018-01-09 Композиция для склеивания металлических изделий

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2678063C1 true RU2678063C1 (ru) 2019-01-22

Family

ID=65085009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018100453A RU2678063C1 (ru) 2018-01-09 2018-01-09 Композиция для склеивания металлических изделий

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2678063C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU958461A1 (ru) * 1980-11-03 1982-09-15 Институт механики металлополимерных систем АН БССР Клеева композици
RU2526991C1 (ru) * 2013-02-05 2014-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) Композиция для склеивания металлических изделий
US20170058158A1 (en) * 2015-09-01 2017-03-02 Boe Technology Group Co., Ltd. Sealant, Curing Method thereof, and Article Comprising Cured Sealant
CN107459963A (zh) * 2017-09-08 2017-12-12 常州市好利莱光电科技有限公司 一种有机硅灌封胶

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU958461A1 (ru) * 1980-11-03 1982-09-15 Институт механики металлополимерных систем АН БССР Клеева композици
RU2526991C1 (ru) * 2013-02-05 2014-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) Композиция для склеивания металлических изделий
US20170058158A1 (en) * 2015-09-01 2017-03-02 Boe Technology Group Co., Ltd. Sealant, Curing Method thereof, and Article Comprising Cured Sealant
CN107459963A (zh) * 2017-09-08 2017-12-12 常州市好利莱光电科技有限公司 一种有机硅灌封胶

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100463940C (zh) 桥梁支座滑移材料及其制备方法
CN102333851B (zh) 润滑脂组合物、润滑脂封入轴承、推进器轴用万向联轴器、润滑油组合物及烧结含油轴承
US3567504A (en) Polyimide bonded solid lubricant bearing surface
CN104237038A (zh) 一种海洋气候环境-摩擦载荷耦合试验设备及试验方法
Wang et al. Plasticization effect of transgenic soybean oil. I. on ethylene propylene diene monomer (EPDM), as substitute for paraffin oil
RU2678063C1 (ru) Композиция для склеивания металлических изделий
CN104877748B (zh) 一种凝胶润滑剂组合物及其制备方法
CN104156621B (zh) 一种基于理论模型的柱塞泵加速因子确定方法
Garcia et al. Durability of adhesives based on different epoxy/aliphatic amine networks
CN102286248A (zh) 一种聚酰亚胺基自润滑耐磨涂层材料及其制备方法
CN106751426B (zh) 核泵用水润滑轴承材料及其制备方法与应用
Shafi et al. Experimental study on rheological properties of vegetable oils mixed with titanium dioxide nanoparticles
CN104178284B (zh) 一种专用于塑胶齿轮的润滑脂及其制备方法
McKee Effect of abrassive in lubricant
CN104031387B (zh) 一种自润滑聚酰亚胺弹性耐磨复合材料及制备方法
West et al. High temperature plastics bearing compositions
Butin et al. Polymer-polymeric Composition for Restoration of Unmovable Bearings Joints
CN103562578B (zh) 轴承用密封装置
RU2526991C1 (ru) Композиция для склеивания металлических изделий
CN105003554B (zh) 轮毂轴承外圈沟位检测设备用转动机构
CN209639967U (zh) 无内圈圆柱滚子轴承寿命试验机
RU2424268C2 (ru) Клей для металлических изделий
CN105485178A (zh) 堆取料机及其轴承的更换方法
JP5886533B2 (ja) ころ保持用のゲル状潤滑剤を充填した総ころ軸受
CN206269731U (zh) 一种电机机壳校准装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200110