Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА УПОРНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ ПЯТНИКОВОГО УЗЛА

Изобретение относится к области нанесения антифрикционных покрытий преимущественно на упорные поверхности пятникового узла грузовых вагонов и может быть также использовано в узлах трения различных машин.

Ближайшим прототипом заявляемого технического решения является способ нанесения антифрикционных двухслойных покрытий на металлические поверхности пар трения, в которых первый слой - металлический шероховатый и пористый, а второй - антифрикционный, состоящий из минеральных масел, содержащих наночастицы железа и тройной смеси порошковых антифрикционных добавок (см. патент RU 2510433(13) С1).

Недостатками известного способа являются сравнительно небольшой срок службы покрытия, т.к. выступающие неровности металлического слоя подвергаются чрезвычайно высоким нагрузкам и разрушаются в течение короткого срока, а также вызывают увеличение коэффициента трения.

Целью заявляемого технического решения является способ нанесения покрытий, обеспечивающий повышение прочности и срока службы антифрикционного слоя, устранение выступающих неровностей первого металлического слоя и снижение коэффициента трения.

Поставленная цель достигается тем, что первый металлический шероховатый слой толщиной от 0,01 до 3,0 мм, нанесенный электроискровым методом с использованием электродов из средне- и высокоуглеродистой сталей, покрывается антифрикционным составом (путем напыления подогреваемым двухсопловым распылителем), для получения которого в производственных условиях приготавливают и упаковывают стабильный при длительном хранении и транспортировке комплект из двух частей: первой, смоляной части, представляющей собой низковязкую эпоксидную смолу (промышленная марка ЭА, химическое название - диглицидиланилин) с высокой удельной функциональностью (содержит 35% эпоксидных групп, т.е. в 1,5 раза больше, чем наиболее часто применяемая смола ЭД-20), являющейся главным фактором повышения прочностных показателей, и ускоритель отверждения - оксикислота, не взаимодействующая со смолой в обычных условиях; и второй части - отверждающей, представляющей собой аддукт, впервые полученный авторами взаимодействием пара-аминобензиланилина с низковязкой эпоксидной смолой марки Э-181 (химическое название - диглицидиловый эфир полиэпихлоргидрина), при этом обе части содержат антифрикционный наполнитель - смесь углеродного рубленого волокна и дисульфида молибдена, а также малотоксичный технологический растворитель этилацетат или бутилацетат, позволяющий достичь высокого содержания наполнителя и испаряющийся в процессе отверждения покрытия.

Состав композита и методы его применения впервые разработаны авторами как часть заявляемого изобретения.

Пример 1.

Получение смоляной части композита

В реактор, снабженный быстроходной мешалкой, загружают 100 масс. ч. жидкой низковязкой эпоксидной смолы - диглицидиланилина (промышленная марка - смола ЭА), затем добавляют последовательно 3 масс. ч. молочной кислоты, 9 масс. ч. растворителя - бутилацетата, 45 масс. ч. дисульфида молибдена и 55 масс. ч. рубленого углеродного волокна марки ВМН-2 длиной 16 мм и перемешивают 10 минут. Полученный состав упаковывают в герметичную тару.

Получение отверждающей части композита

В другой реактор загружают 780 масс. ч. (из расчета, превышающего стехиометрию в 12 раз) пара-аминобензиланилина (промышленная марка - «бензам АБА»), подогретого до +60°C, затем к нему добавляют 100 масс. ч. диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина (содержащего 27% эпоксидных групп, промышленная марка - смола Э-181) и при перемешивании смесь выдерживают 15 минут, при этом образуется аддукт, к которому добавляют растворитель и наполнитель в тех же соотношениях, что и в смоляной части, т.е. аддукт: растворитель: двухкомпонентный наполнитель 103:9:100. Полученную отверждающую часть также упаковывают в герметичную тару.

Нанесение антифрикционного покрытия

На упорные поверхности пятникового узла грузовых вагонов (перед напылением антифрикционного композита) электроискровым методом с использованием электродов из средне- и высокоуглеродистой сталей предварительно наносят металлический шероховатый слой толщиной 1,5 мм, после чего комплекты для получения антифрикционного композита, состоящие из двух равных по массе и объему частей, каждый по отдельности, перемешивают электросмесителем и заливают два бачка двухсоплового краскораспылителя КРП СО 24А. Далее в течение 2 минут напыляют композит, который смешивается в факеле распыляемого материала (возможен вариант применения краскораспылителя с головкой внутреннего смешения). Нанесенный состав отверждается в течение 6 часов при +20°C. Допустимо отверждение состава в интервале от -5°C до +50°C и в условиях 100% влажности. Краскораспылитель с заполненными бачками может находиться в течение 4-х часов, а процесс нанесения покрытия может прерываться на несколько часов.

Примеры 2÷4 осуществляют аналогично примеру 1 с изменением параметров и применяемых соотношений в соответствии с таблицей 1. Свойства антифрикционных материалов, полученных по заявляемому способу, приведены в таблице 2.

Способ нанесения антифрикционных покрытий на упорные поверхности пятникового узла грузовых вагонов, включающий операции предварительного нанесения на поверхность металла шероховатого слоя толщиной от 0,01 до 3,0 мм электроискровым методом с использованием электродов из средне- или высокоуглеродистых сталей и последующее нанесение антифрикционного слоя, отличающийся тем, что на подготовленный шероховатый слой подогреваемым двухсопловым краскораспылителем наносят эпоксидный композит, состоящий из двух равных по массе и объему частей, подаваемых из разных сопел, - эпоксидной смоляной и отверждающей, смешивающихся в процессе нанесения, первая из которых, смоляная, состоит из низковязкой смолы - диглицидиланилина, и ускорителя отверждения, оксикислоты, в количестве от 1 до 5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы, а вторая - отверждающая, представляет собой нетоксичный жидкий аддукт, изготавливаемый взаимодействием пара-аминобензиланилина с диглицидиловым эфиром полиэпихлоргидрина при 10÷15-кратном избытке от стехиометрии пара-аминобензиланилина, при этом обе упомянутые части содержат одинаковые количества антифрикционных наполнителей, составляющих от 40 мас. ч. до 200 мас. ч. на смоляную и отверждающую части, состоящих из смеси рубленого углеродного волокна длиной от 2 до 30 мм и дисульфида молибдена в соотношении от 15:85 до 95:5, и дополнительно растворители в виде этилацетата или бутилацетата в количестве от 3 до 15 мас. ч. на 100 мас. ч. исходной смоляной и отверждающей частей, испаряющихся в процессе нанесения и отверждения.