Патент на изобретение №2186669

(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ В КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЯХ ПУТЕМ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ

(57) Реферат:

Способ восстановления отверстий корпусных деталей путем нанесения полимерной композиции включает нанесение полимерной композиции, содержащей анаэробный герметик, медный порошок, активный органический наполнитель – печную сажу и активный металлический наполнитель – алюминиевый порошок при следующем соотношении компонентов на 100 мас.ч. анаэробного герметика, мас.ч.: алюминиевый порошок – 155, печная сажа – 18, медный порошок – 0,3-0,5, на поверхность стенок отверстий с последующей ее формовкой оправкой под номинальный размер, а сформированное покрытие подвергают термической обработке при 90-120^oС в течение 45-50 мин. В качестве анаэробного герметика используют герметик Анатерм-6В, в качестве алюминиевого порошка используют порошок ПАП-2, а в качестве печной сажи используют печную сажу марки П-234. Технический результат – улучшить качество наносимого покрытия и повысить долговечность восстановленных соединений. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к восстановлению отверстий корпусных деталей под подшипники качения и может быть использовано на предприятиях при ремонте картеров агрегатов трансмиссии автомобильной техники.

Известен способ восстановления отверстий корпусных деталей (а. с. 1632722, В 23 Р 6/00, 1991), заключающийся в нанесении композиции, содержащей анаэробный герметик Анатерм-6В и наполнители в виде талька и бронзовой пудры, на поверхность изношенных отверстий и калибровании ее раздвижной оправкой, установленной на опоры, привязанные к заводским технологическим базам под номинальный размер.

Однако применение в указанном способе состава композиции с наполнителем в виде талька препятствует теплопередаче в соединении, способствует накоплению тепла в покрытии, что ведет к его термодеструкции и снижению долговечности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ восстановления отверстий в корпусных деталях путем нанесения полимерной композиции (а. с. 1712118, В 23 Р 6/00, 1992), заключающийся в том, что нанесение полимерной композиции, содержащей анаэробный герметик Анатерм-6В – 99-98,5 мас.ч.; и металлический наполнитель – медный порошок – 1-1,5 мас.ч., на поверхность стенок отверстий производят с последующим формованием под номинальный размер.

Недостатками данного способа являются то, что содержание в составе композиции медного порошка указанной концентрации снижает ее жизнеспособность; способствует значительной усадке получаемого покрытия, образованию внутренних дефектов и, как следствие, снижению его физико-механических и деформационных свойств.

Изобретение направлено на повышение качества наносимого покрытия и долговечности восстановленных соединений.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в предлагаемом способе восстановления отверстий корпусных деталей путем нанесения полимерной композиции, содержащей анаэробный герметик и медный порошок, на поверхность стенок отверстий с последующей ее формовкой оправкой под номинальный размер, в композицию дополнительно вводят активный органический наполнитель – печную сажу и активный металлический наполнитель – алюминиевый порошок при следующем соотношении компонентов, на 100 мас.ч. анаэробного герметика, в мас.ч.: алюминиевый порошок – 155, печная сажа – 18, медный порошок – 0,3-0,5, а сформированное покрытие подвергают термической обработке при 90-120^oС в течение 45-50 минут, при этом в качестве анаэробного герметика используют герметик Анатерм-6В, в качестве алюминиевого порошка используют порошок ПАП-2, в качестве печной сажи используют печную сажу марки П-234.

Отличительными признаками от прототипа является то, что в композицию дополнительно вводят активный органический наполнитель – печную сажу и активный металлический наполнитель – алюминиевый порошок при следующем соотношении компонентов, на 100 мас.ч. анаэробного герметика, в мас.ч.: алюминиевый порошок – 155, печная сажа – 18, медный порошок – 0,3-0,5, а сформированное покрытие подвергают термической обработке при 90-120^oС в течение 45-50 минут, при этом в качестве анаэробного герметика используют герметик Анатерм-6В, в качестве алюминиевого порошка используют порошок ПАП-2, в качестве печной сажи используют печную сажу марки П-234.

Способ восстановления заключается в следующем. Корпусную деталь 1 (фиг. 1) устанавливают на заводскую технологическую базу в формовочном приспособлении так, чтобы штифты 2 плотно вошли в базовые отверстия плиты 3 приспособления. Поверхности восстанавливаемых отверстий корпусной детали 1 зачищают для удаления окисных пленок и придания им большей шероховатости, после чего обезжиривают ацетоном или бензином. Затем на них наносят слой оптимальной по составу полимерной композиции, полученной в результате аналитического расчета и исследованной в процессе прочностных и деформационных испытаний под действием эксплуатационных факторов, характерных для реальных соединений.

Оптимальный состав полимерной композиции представляет собой смесь анаэробного герметика Анатерм-6В (ТУ 6-01-1215-79. Анаэробный герметик Анатерм-6В) с алюминиевым порошком ПАП – 2 (ГОСТ 5494-95. Пудра алюминиевая. Технические условия. ), печной сажей П-234 (ГОСТ 7885-86. Углерод технический для производства резины. Технические условия. ) и медным порошком (ГОСТ 4960-80. Порошок медный электролитический. Технические условия.) в следующем соотношении компонентов на 100 мас.ч. герметика: алюминиевый порошок ПАП – 2-155 мас.ч., печная сажа П – 234-18 мас.ч., медный порошок – 0,3-0,5 мас.ч.

Далее, в подвижные центры 4 устанавливают оправки 5 для формовки покрытий под номинальный размер и обеспечения соосности восстанавливаемых отверстий. Рабочие поверхности оправок 5 обработаны до шероховатости R_а 0,1, хромированы для предотвращения адгезии поверхности оправок с полимерной композицией. Затем производят термообработку получаемых покрытий при температуре 90-120^oС в течение 45-50 мин. Для этой цели оправки 5 выполнены с полостями для размещения спирали 6 нагревательного элемента, электрически связанной через понижающий трансформатор 7, реостат 8, амперметр 9 и термореле 10 с источником переменного тока 11 напряжением 220 В. При достижении температуры свыше 120^oС в месте контакта оправки 5 с полимерным покрытием происходит размыкание контактов термореле 10 и отключение цепи от источника тока 11. По истечении 45-50 мин нагревательные элементы отключаются, а оправки 5 посредством подвижных центров 4 выводятся из отверстий.

Целесообразность введения в состав полимерной композиции указанных наполнителей обусловлена их специальными свойствами.

Печная сажа П-234 – активный органический наполнитель. Выступает в роли ингибитора термодеструкции полимера, связывая продукты деструкции и препятствуя ее дальнейшему протеканию. Придает полимерной композиции устойчивость к действию тепла. Введение данного наполнителя приводит к увеличению вязкости композиции и модуля упругости образуемых на ее основе покрытий.

Алюминиевый порошок ПАП-2 – активный металлический наполнитель. Придает композиции высокую теплопроводность и теплоемкость. Повышение его содержания в композиции приводит к возрастанию модуля упругости при сжатии, разрушающего напряжения, а также к падению термического коэффициента расширения. Тонкие оксидные пленки на поверхности алюминиевого порошка, по сравнению с другими металлическими порошками, обеспечивают прочную связь в структуре полимер-наполнитель, что объясняет высокие прочностные свойства композиций на основе указанного наполнителя (Металлополимерные материалы и изделия /Под ред. В.А.Белого. – М., Химия, 1979. – 312 с.).

Медный порошок – активный наполнитель, но ввиду малой концентрации рассматривается как активатор процесса полимеризации. При концентрации 0,3-0,5 мас. ч. на 100 мас.ч герметика значительного влияния на повышение дефектности структуры покрытия не имеет.

Данная методика направлена на определение концентраций полимера и наполнителей в критически наполненных композициях, которые обеспечивали бы наименьшую пустотность системы (с наполнителями данного типа) и соответственно минимально возможный объем полимера для обеспечения полного смачивания поверхности частиц наполнителей. При этом весь полимер переходит в межфазный слой, а физико-механические, деформационные и теплофизические свойства композита имеют наилучшие значения. Снижение или повышение концентрации наполнителей относительно расчетной приводят к снижению указанных свойств в результате большего влияния на систему полимерной основы или ее нехватки на смачивание частиц наполнителя.

Сравнительные деформационные и прочностные испытания на аксиальный сдвиг лабораторных образцов “вал-втулка” предлагаемой высоконаполненной композиции и композиций-прототипов при зазорах, нагрузках и температурах, характерных для эксплуатации реальных сопряжении, показали наилучшие результаты, что может свидетельствовать о повышении долговечности соединений восстановленных указанной композицией.

Так в предлагаемом способе прочность высоконаполненной композиции в диапазоне зазоров 0,1-0,4 мм в 1,5-47 раза превышала прочность композиций-прототипов (фиг.2).

В интервале температур 80-100^oС и нагрузке на контрольные образцы – 5 МПа относительная деформация предлагаемой композиции не превышала 1% (от исходной высоты образца), тогда как относительные деформации композиций-прототипов составляли свыше 5,5% и образцы разрушались (фиг.3).

Нагрев сформированного покрытия до 90-120^oС с последующей выдержкой в течение 45-50 мин позволяет достичь полной прочности композиции за счет активации взаимодействия герметика с активными наполнителями, в качестве которых использованы печная сажа, алюминиевый и медный порошки.

Сравнительные испытания деформационных свойств показали, что относительная деформация предложенной высоконаполненной композиции, подверженной термообработке, в 2 раза меньше, чем аналогичной композиции, неподверженной термообработке (фиг.4).

Формула изобретения

1. Способ восстановления отверстий корпусных деталей путем нанесения полимерной композиции, содержащей анаэробный герметик и медный порошок, на поверхность стенок отверстий с последующей ее формовкой оправкой под номинальный размер, отличающийся тем, что в композицию дополнительно вводят активный органический наполнитель – печную сажу и активный металлический наполнитель – алюминиевый порошок при следующем соотношении компонентов на 100 мас.ч. анаэробного герметика, мас.ч.: алюминиевый порошок – 155, печная сажа – 18, медный порошок – 0,3-0,5, а сформированное покрытие подвергают термической обработке при 90-120^oС в течение 45-50 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве анаэробного герметика используют герметик Анатерм-6В.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве алюминиевого порошка используют порошок ПАП-2.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве печной сажи используют печную сажу марки П-234.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 11.04.2002

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2003

Извещение опубликовано: 20.10.2003