Газопламенное напыление

Покрытие пластмассами

На подготовленную поверхность детали напыливают сжатым воздухом через пламя специальной газовой горелки пластмассовый порошок. В результате нагрева частицы пластмассы становятся пластичными; под действием сжатого воздуха они ударяются о предварительно нагретую металлическую поверхность и, находясь в полужидком, пластичном состоянии, сцепляются с поверхностью и между собой, образуя прочное покрытие. Для напыления применяют порошок пластмассы ТПФ-37 или ПФН-12, имеющей состав: поливинилбутиралевая смола—54%; графит—23%; идитол—21%; уротропин — 2%.

Используют специальную универсальную установку УГIН-4Л, с помощью которой можно в расплавленном состоянии наносить на металлическую поверхность порошки не только из пластмассы, но и из металла, а также эмали.

Установка состоит из питательного бачка, в который загружается пластмассовый порошок, и нагревательной распылительной горелки.

Сжатый воздух под давлением 0,3МПа через регулятор поступает в горелку, подсасывая ацетилен. Пройдя регулятор, сжатый воздух под давлением до 0,2Мпа по каналу также подается в горелку, создавая разрежение в канале и подсасывая порошок пластмассы из бачка. Под действием разрежения, диафрагма пневматичёской камеры оттягивается, открывая клапан в результате чего сжатый воздух по каналам поступает к вибратору питательного банка. Кран должен быть закрыт. Таким образом, одновременно с началом работы горелки подается порошок, открывается клапан и вступает в работу вибратор. Наоборот, с прекращением работы горелки и подачи порошка автоматически выключается и вибратор. При открытии крана представляется возможным перепустить сжатый воздух к вибратору, минуя клапан, что обеспечивает вибрирование порошковой пластмассы в то время, когда горелка не работает.

Вместо ацетилена более экономично применять природный газ.

Газопламенное напыление пластмассы рекомендуется выполнять в такой последовательности:

1. Поверхность, подлежащую покрытию, очистить от ржавчины и окалины и создать на ней шероховатость для лучшего сцепления пластмассы с металлом металлическим песком, с помощью абразивного круга, металлической щетки или наждачной шкурки.

2. Нагреть подготовленную часть поверхности детали пламенем нагревательно-распылительной горелки до температуры 160-180С, не допуская перегрева и образования окалины, которая препятствует сцеплению пластмассы. Температура нагрева контролируется по цвету побежалости (светло-желтый) или с помощью термочувствительных карандашей, представляющих собой восковые стержни, наполненные термо- чувствительными пигментами, которые при определенных температурах изменяют свой цвет. На поверхность нагретой детали наносят несколько штрихов карандашом и наблюдают за изменением их окраски (точность измерения температуры 5С). Цвета штрихов, соответствующие определенной температуре нагрева поверхности детали, указывается в прилагаемой к ним инструкции.

3. Нанести на нагретую поверхность детали слой пластмассы.

4. Уплотнить нанесенный и еще не отвердевший слой пластмассы путем укатывания холодными цилиндрическими стальными катками или специальными гладилками (шпателями). Выбор тех или иных инструментов определяется конфигурацией обрабатываемой поверхности детали. Инструменты для укатывания периодически охлаждают в холодной воде.

Последующие слои пластмассы наносят только после уплотнения предыдущих слоев и их подогрева до вязко-текучего состояния. Несоблюдение этого требования приводит к отставанию слоя пластмассы вследствие образования внутренних напряжений. Слой пластмассы наносят с припуском 0,5- 1,0 мм на последующую зачистку.

5. Зачистить нанесенный слой пластмассы после охлаждения с помощью абразивного камня на гибком валу или диска с наждачной шкуркой до получения поверхности требуемой формы. При обнаружении на поверхности пластмассы пор или раковин их устраняют сглаживанием металлическим шпателем, нагретым до температуры 160…180°С.

Пластмассовое покрытие при соблюдении технологического процесса не отслаивается при вибрациях и хорошо предохраняет металл от коррозии. Газопламенное напыление порошковой пластмассы ТПФ-37 иди ПФН-12 применяют для выравнивания поверхностей кузовов, кабин и деталей оперения с целью удаления следов сварочных швов, вмятин, волнистости...

Сущность наплавления порошковых пластмасс в том, что подготовленную и подогретую деталь помещают в камеру специальной установки с порошковой пластмассой, частицы которой находятся в состоянии интенсивного движения в результате поступления сжатого инертного газа или воздуха через пористую перегородку установки в слои порошка пластмассы.Ударяясь о разогретую деталь, частицы плавятся, образуя пластмассовое покрытие.

Технология наплавления состоит из подготовки детали (очистка, обезжиривание и создание шероховатой поверхности), нагрева ее, наплавления пластмассы, охлаждения и термической обработки.

Места детали, не подлежащие покрытию пластмассой, защищают специальной обмазкой или листовым асбестом, фольгой и др.

Детали, подлежащие покрытию, нагревают в муфельной печи до температуры 350…380°С и с помощью специальных захватов помещают в камеру для нанесения пластмассы. Время выдержки деталей в камере установки составляет 1…5с, в зависимости от толщины покрытия. Термическую обработку деталей производят с целью снятия внутренних напряжений в наплавленном слое пластмассы и образования кристаллической структуры; для этого детали погружают в ванну с маслом, подогретым до температуры 140…160°С, и выдерживают в нем 15…16 мин. Этим способом можно наносить покрытия из полиамидов, полиэтилена, полистирола на поверхности деталей относительно небольших размеров. В качестве примера можно назвать шейки осей колодок тормозов, разжимных кулаков переднего и заднего тормоза, валов рулевых сошек, рабочие поверхности различных втулок и т.п.

На некоторых предприятиях этот способ используют для создания защитных покрытий из полиэтилена на поверхностях подвесок для гальванических ванн. Высокая стойкость полиэтилена к действию кислот, щелочей и масел, а также высокие электрические свойства выгодно отличают это покрытие от других способов защиты (лаков, пленок и др.).

Для наплавления порошковой пластмассы могу быть использованы также специальные установки, в которых частицы пластмассового порошка приводятся в движение электромагнитным вибратором. Разогрев деталей, подлежащих покрытию, может быть осуществлен ТВЧ.

Покрытие из капрона рекомендуется наносить в последовательности: очищенную от жировых загрязнений деталь следует протравить в концентрированной азотной кислоте в течение 3…5 мин, тщательно промыть в воде и просушить в струе воздуха, нагреть в печи или свинцовой ванне до темпёратуры 350°С, опускают в камеру установки с пластмассовым порошком, находящимся во взвешенном состоянии, и выдерживают в ней 5…20с. Затем деталь извлекают из камеры и оставляют в нагретом состоянии до полного оплавления частиц пластмассы, находящихся на ее поверхности, погружают в ванну с маслом, где охлаждают до температуры около 100°С. Покрытие из пластмассы становится гладким и ровным. В случае повреждения или износа наплавленного слоя деталь может быть покрыта пластмассой повторно. Для этого ее предварительно обжигают при температуре 600°С, очищают от образовавшейся пленки и вновь подвергают наплавлению.

Нанесение пластмассового покрытия на изношенные поверхности деталей не требует применения сложного оборудования, характеризуется простотой технологии и может быть осуществлено на любом ремонтном заводе, трудоемкость покрытия деталей пластмассами во много раз ниже трудоемкости гальванических покрытий.

Восстановление деталей путем нанесения на изношенную поверхность пластмассы- стиракрила ТШ,- приготовляется из мелкодисперсного порошка (полимера) и жидкости (мономера) в соотношении 1: 1. После их смешения образуется однородный раствор, отвердевающий при комнатной температуре и атмосферном давлении. Стиракрил ТШ стоек по отношению к минеральным маслам, кислотам, щелочам, хорошо сцепляется с металлами, отличается высокой износостойкостью. Отвердевший стиракрил легко подвергается механической обработке. Во многих случаях поверхности восстановленных им деталей получаются настолько чистыми, что не требуют последующей механической обработки.

Поверхность детали перед восстановлением тщательно очищают и обезжиривают. В пространство, образующееся между сопряженными поверхностями деталей, одна из которых подлежит восстановлению, а другая служит пресс-формой, заливают стиракрил. В некоторых случаях для придания наплавленной массе стиракрила требуемой конфигурации вместо сопряженных деталей применяют специальные пресс-формы.

Для предупреждения приставания стиракрила к соприкасающимся поверхностям детали, не подлежащим восстановлению, их смазывают силиконовым маслом или покрывают тонкой пленкой парафина. Если поверхность детали изношена незначительно, ее обрабатывают с целью увеличения толщины наплавляемого слоя. Так, например, при восстановлении гнезд под подшипники качения их растачивают на 1…2 мм. После заливания сопряженные детали должны остаться неподвижными в течение 12…15ч до полного отверждения стиракрида. Последний успешно используют для восстановления изношенной резьбы гаек ходовых винтов металлорежущих станков. При этом старую резьбу срезают, в расточенное отверстие гайки вставляют винт и в образовавшееся пространство (зазор) заливают стираклил. Поверхности резьбы винта, соприкасающиеся со стиракрилом, предварительно покрывают тонким слоем парафина или стеарина с целью обеспечения необходимого зазора в восстановленном резьбовом соединения.

Наплавлением стиракрилом можно восстанавливать изношенные отверстия под шипы крестовины в чашке дифференциала, гнезда под кольца подшипников в ступице переднего колеса, рулевое колесо при наличии таких дефектов, как выкрашивание и трещины пластмассы и др.

Применение стиракрила для восстановления деталей дает значительный экономический эффект. Способ этот прост, не требует больших затрат труда и использования высококвалифицированной рабочей силы, позволяет экономить цветные металлы. Необходимо расширять возможности применения стиракрила для восстановления деталей.

Самотвердеющий технический акрилат АСТ-Т представляет собой специальную акриловую смолу. Эта пластмасса в твердом состоянии не гигроскопична, достаточно прочна и износостойка. Она сцепляется с металлами и пластмассами. На ремонтных предприятиях пластмассу АСТ-Т успешно используют для заделывания трещин и отколов на рулевых колесах.

Трещины расфасовывают крейцмейсселем до металлического каркаса на ширину 8—10мм. Отставшую от рулевого колеса пластмассу скалывают, металлические части каркаса зачищают от ржавчины и на них делают насечки для создания шероховатой поверхности. На краях пластмассы также создают шероховатую поверхность(с помощью зубила или напильника). Расчищенную поверхность обезжиривают жидкостью АСТ-Т. На подготовленные таким образом поверхности наносят пластмассу, состоящую из двух частей порошка АСТ-Т (полимера) и одной части жидкости АСТ-Т (мономера). Для получения требуемой формы нанесенного слоя пластмассы применяют специальные шаблоны.

Нанесенный слой пластмассы полностью отвердевает при комнатной температуре в течение 15…25мин. После отверждения избыток пластмассы удаляют любым режущим инструментом (напильником, шабером, абразивным кругом и др.), а затем поверхность зачищают шкуркой и покрывают лаком. Пластмассу АСТ-Т следует приготовлять в вытяжном шкафу небольшими порциями, так как она быстро твердеет.