Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ ВСТАВОК ПОДПЯТНИКА ТЕЛЕЖКИ ВАГОНА

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к опорам кузова вагона на тележку, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, строительстве и др.отраслях техники.

Ближайшим прототипом заявляемого решения является, раскрытый в патенте RU 2240940 С2 способ изготовления металлополимерных вставок, на поверхности которых, взаимодействующие с пятником и шкворнем, наносят антифрикционное высокопрочное полимерное покрытие из полиуретана литьевой марки СКУ-ПФА-100 или его аналога, армированное стекловолокном, кордом или кевларом и подвергнутое полимеризации при 140°С.

Недостатками прототипа являются сложная технология и большая трудоемкость нанесения полимерного покрытия с использованием дорогостоящего оборудования и оснастки, применения высоких температур полимеризации (140°С), сравнительно невысокие упругопрочностные свойства и низкая адгезия к металлу полимерного покрытия, не обеспечивающие их эксплуатационную надежность.

Целью заявляемого изобретения является значительное упрощение технологии изготовления вставок с композитным покрытием, а также повышение упругопрочностных показателей и адгезии к металлу антифрикционного композитного покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что перед нанесением покрытия поверхности подвергаются обработке фосфатирующим составом, после чего методом контактного формования наносят пастообразный композитный эпоксидный состав, приготовленный в производственных условиях и поставляемый в виде двух компонентов - первого - смоляной части, состоящей из эпоксидной смолы (А), активного эпоксидного разбавителя (Б), нетоксичной алифатической или ароматической оксикислоты (В) в соотношении А:Б:В от 96:3,9:0,1 до 50:40:10, в которую вводят смесь антифрикционных порошкового (Г) и волокнистого наполнителей (Д) в соотношении Г:Д от 98:2 до 60:40 в количестве (А+Б+В):(Г+Д) от 80:20 до 20:80, и второго - отверждающей части, состоящей из нетоксичного аддукта, полученного взаимодействием алифатического или ароматического ди- или полиамина с эпоксидной диановой смолой с молекулярной массой от 400 до 2500 при 8-20-кратном мольном избытке амина и нетоксичного и нелетучего ди- или многоатомного спирта при соотношении аддукт:спирт от 98:2 до 60:40 и смеси тех же наполнителей Г и Д в соотношении (аддукт+спирт):(Г+Д) от 80:20 до 20:80, при этом оба компонента - смоляную часть и отверждающую - за счет регулирования соотношения входящих ингредиентов изготавливают равными по объему и весу с точностью до 5%, которые смешивают непосредственно перед применением и наносят после смешения вручную или на пластификационном оборудовании, оставляя после нанесения отверждаться при температуре от -10°С до +55°С в течение от 2 до 24 часов или при нагреве до 70-100°С от 7 до 8 минут.

Пример 1

Получение композитного материала нигде не описано и впервые разработано авторами как составная часть заявляемого изобретения.

Получение смоляной части.

В реактор, снабженный обогревом и быстроходной мешалкой, загружают 73 мас.ч. эпоксидной диановой смолы марки ЭД-20 (А), 22 мас. ч. активного разбавителя - диглицидинового эфира триэтиленгликоля марки ТЭГ-1 (Б) и 5 мас. ч. безвредной молочной кислоты (В). Смесь перемешивают при температуре 70°С в течение 10 минут при скорости мешалки 500 оборотов в минуту. Полученную смесь охлаждают до температуры производственного помещения (+20°С) и загружают в лопастной Z-образный смеситель. Затем в этот же смеситель добавляют порошок графита (Г) и рубленое высокомодульное полиамидное волокно марки СВС (Д) в соотношении Г:Д=80:20 с и соотношением (А+Б+В):(Г+Д)=50:50. После перемешивания в течение 30 минут при 20°С полученную пастообразную смоляную часть расфасовывают и упаковывают в виде плоских прямоугольных образцов весом по 250 г и затем комплектуют с отверждающей частью.

Получение отверждающей части.

В другой реактор загружают нагретый до 70°С расплав метафенилендиамина в количестве 90 мас.ч., а затем к нему добавляют постепенно в течение 10 минут, 100 мас.ч. расплава эпоксидной диановой смолы марки ЭД-8 с молекулярной массой 1100, т.е при 14- кратном мольном избытке метафенилендиамина по отношению к смоле. После перемешивания в течение 20 минут при 70°С образуется аддукт. К аддукту в количестве 190 мас.ч. добавляют 38 мас.ч. нетоксичного 3- атомного спирта - глицерина (соотношение аддукт:глицерин=80:20). Полученную смесь охлаждают до +20°С и направляют в Z-образный лопастной смеситель для перемешивания с теми же наполнителями (Г+Д), что вводят в смоляную часть при соотношении (аддукт+глицерин): (Г+Д)=50:50.

После перемешивания при +20°С в течение 30 минут полученную отверждающую часть расфасовывают по 250 г и упаковывают в виде плоских прямоугольных образцов в полиэтиленовую пленку с последующей комплектацией со смоляной частью.

Нанесение покрытия

Металлическую поверхность тарели предварительно обрабатывают фосфатирующим модификатором ржавчины на основе ортофосфорной кислоты марки СФ1 (ПТУ 212-002-18817747-2001), затем используют комплекты, состоящие из 2 равных по весу и объему частей - смоляной и отверждающей, имеющей допустимый срок хранения не менее 6 месяцев, поставляемых потребителю на любые расстояния.

Перед использованием комплекта с обоих компонентов снимают упаковочную пленку, а затем оба компонента перемешивают путем совместного разминания вручную или на пластификационном оборудовании, вальцах или шнековых машинах в течение 5 минут.

Перемешанная масса сохраняет жизнеспособность в течение 60 минут.

Полученную пастообразную массу наносят на металлическую поверхность тарели шприцем или вручную. За счет экзотерической реакции в начале отверждения масса разогревается и приобретает хорошую растекаемость. Отверждение при 20°С происходит без выделения летучих и с незначительной усадкой - не более 0,05% в течение 3 часов. Прогрев горячим воздухом до 80°С сокращает время отверждения до 3 минут.

Примеры 2-7 осуществляют аналогично примеру 1 с изменением параметров и применяемых соединений в соответствии с таблицей 1.

Свойства антифрикционных материалов, полученных по заявленному способу, приведены в таблице 2.