способ нанесения полиуретанового покрытия

Формула изобретения

1. Способ нанесения полиуретанового покрытия на конструкционную деталь, отличающийся тем, что на металлический компонент, роль которого выполняют изнашивающиеся поверхности, однокомпонентной детали наносят полиуретановое покрытие, а в качестве связующего вещества используют адгезив, при этом способ осуществляют в следующей последовательности:

- проводят механическую обработку изнашивающихся поверхностей однокомпонентной детали путем снятия слоя на величину, соответствующую требуемой толщине покрытия;

- на все обработанные поверхности наносят проточки;

- обезжиривают вышеуказанные поверхности;

- обрабатывают поверхности связующим веществом Силбонд 49 СФС;

- прогревают деталь до температуры 60-80°C;

- охватывают подготовленные поверхности литьевыми формами;

- в щели между поверхностями детали и форм заливают полиуретан СКУ ПФЛ-100;

- выдерживают полиуретан при температуре 80-100°C в течение трех часов для отверждения;

- после охлаждения конструкционную деталь с покрытием, состоящую уже из трех компонентов: металлического, неметаллического и связующего вещества, извлекают из форм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проточки, наносимые на механически обработанные изнашивающиеся поверхности детали, выполняют в виде встречных левой и правой резьбы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для обезжиривания обработанных поверхностей детали используют ацетон.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нанесения полиуретановых покрытий на конструкционные детали, наиболее подверженные износу, в частности на установочные и уплотнительные кольца, применяемые в грунтовых насосах землесосных снарядов или драг, землеройных машин для очистки водостоков и водоемов, в нефтяных и других насосах для жидких и текущих сред, а также для нанесения на прочие детали механизмов и машин.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ изготовления гибридных металлопластиковых конструкционных деталей, включающих металлический компонент, неметаллический компонент и связующее вещество (см. заявка на изобретение РФ № 2008147385/04, кл. CO8J 5/12, 31.05.2007), принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе наружный слой конструкционной детали из пластмассы или металла не способен защитить деталь от быстрого износа под воздействием перекачиваемых жидких и текучих сред, например воды с песком при очистке фарватера и русла рек, водоемов и водостоков землеройными машинами.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повысить износостойкость конструкционных деталей.

Технический результат - увеличение срока службы конструкционных деталей за счет повышения их износостойкости.

Для достижения указанного технического результата конструкционная деталь после нанесения покрытия включает металлический компонент, неметаллический компонент и связующее вещество. Для этого на металлический компонент, роль которого выполняет изнашивающаяся(-иеся) поверхность(-и), сначала однокомпонентной, например, стальной детали, наносят полиуретановое покрытие, а в качестве связующего вещества используют адгезив, например, силбонд.

Способ осуществляют в следующей последовательности:

- проводят механическую обработку изнашивающейся(-ихся) поверхности(-ей) однокомпонентной детали путем снятия слоя на величину, соответствующую требуемой толщине покрытия;

- на всю(-е) обработанную(-ые) поверхность(-и) наносят проточки, например, в виде встречных левой и правой резьбы;

- обезжиривают вышеуказанную(-ые) поверхность(-и), например, ацетоном;

- обрабатывают поверхность(-и) связующим веществом, например, адгезивом силбондом;

- прогревают деталь до температуры 60-80°С;

- охватывают подготовленную(-ые) поверхность(-и) литьевой(-ыми) формой(-ами);

- в щели(-ь) между поверхностями(-ью) детали и форм(-ы) заливают полиуретан;

- выдерживают его при температуре 80-100°С в течение трех часов для отверждения;

- после охлаждения конструкционную(-ые) деталь(-и) с покрытием, состоящую(-ие) уже из трех компонентов: металлического (например, сталь), неметаллического (полиуретан) и связующего вещества (адгезива силбонда),извлекают из форм(-ы).

Нанесенное полиуретановое покрытие будет защищать металлическую конструкционную деталь от износа, что увеличит срок службы детали.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

При нанесении полиуретанового покрытия на изнашивающую(-иеся) поверхность(-и), например, конструкционных деталей в виде колец выполняются операции в следующей последовательности:

- проводят механическую обработку внутренней, внешней и торцевой поверхностей, например, установочного кольца грунтового насоса землесосного снаряда путем снятия слоя порядка 10 мм на сторону по всей окружности стальной детали;

- на все обработанные поверхности наносят проточки, например, в виде встречных левой и правой резьбы, с целью создания шероховатости для лучшего удержания покрытия;

- обезжиривают вышеуказанные поверхности, например, ацетоном;

- обрабатывают поверхности связующим веществом, например, адгезивом силбондом 49 СФС;

- нагревают деталь до температуры порядка 80°С;

- охватывают подготовленные поверхности литейными формами: внутренней и наружной;

- в щель между поверхностями детали и форм заливают полиуретан, например, СКУ ПФЛ-100;

- выдерживают деталь в течение 3-х часов при температуре 100°С для отверждения полиуретана;

- после охлаждения деталь, состоящую уже из трех компонентов: металлической, неметаллической и связующей, извлекают из форм.

При осуществлении способа нанесения полиуретанового покрытия используют известные средства (устройства и вещества).

Другим примером использования предлагаемого способа нанесения полиуретанового покрытия на металлическую деталь является аналогичный технологический процесс, но применяемый уже для уплотнительного кольца грунтового насоса землесосного снаряда с целью повышения герметичности конструкции.

Заявленный способ предполагается применять в любой области человеческой деятельности: промышленности, сельском хозяйстве, военном деле, в трубопроводном транспорте и др. для покрытия полиуретаном конструкционных деталей машин и механизмов не только для более длительной их эксплуатации, но и для повышения стойкости к ударным нагрузкам, снижения шума и/или трения, хорошей стойкости: эррозионной, атмосферной, химической, антикоррозионной.

Использование изобретения повышает износостойкость конструкционных деталей машин и механизмов путем нанесения на них полиуретанового покрытия, что ведет к увеличению срока их службы. Кроме того, детали приобретают еще ряд положительных механических и химических свойств.

Испытание показало, что при использовании однокомпонентного металлического установочного кольца грунтовый насос способен промыть 100 тыс. т песка до смены кольца ввиду его полного износа. После нанесения покрытия на новое кольцо грунтовой насос уже перекачал 400 тыс. т песка, и до сих пор кольцо продолжает эксплуатироваться. Кроме того, установлено, что полиуретановое покрытие увеличило длительность эксплуатации другого механизма: галтовочного барабана - за счет повышения его стойкости к ударным нагрузкам.