Способ получения покрытий
Патент 495217
Авторы
Классы МПК
Способ получения покрытий
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) До)юлнитсльпос к авт. свид-в1>— (51) >Ч. Кл. В 44d 1/094 (22) Заявлено 29.08.73 (21) 1960958/23-5 с присоединением заявки ¹-Государственный комитет
Совета Министров СССР аа делам изобретений и открытии (23) Приорптет—
Опубликовано 15.12.75. Бюллетень № 46
Дата опубликования описания 23.11.?6 (53) 3 ДК 66.087.065 (088.8) (72) Авторы и:пп>ретепия
О. Р. Юркевич и Л. П. Ануфриев (71) Заявитель Институт механики металлополимерных систем АН Белорусской ССР (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ
НА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯХ
Известен способ получения покрытий путем нанесения слоя термопластичного полимера на металлическую поверхность с последую)ц и термообработкой, при которой происходит отпер>кдспис полимерного слоя.
Работоспосооность полимерных покры гяй определяется двумя основными параметрами: ядгезиоп))ой прочностью контакта и стспеп )о напряженности полимерного слоя. Адгезионпой Ilpo tltocTH полимсрных покрытий уделяется б>оз)ьп1ос внимание, причем основным моментом является вопрос стабилизации ад-езионных свойств во времени. Разработа ю большое количество способов подготовки ))оверхности для обеспечения адгсзионного вэзп- 15 модсйствия. Однако наиболсс применимыми и эффективны ми остяlотся cllocoobl, позволяющие получать на поверхности металла микропористыс пленки (окислов, фосфатов и т. д.).
1-1апряжснное состояние полимерного слоя 20 изучено недостаточно. Считается, что полу ))lт)> полимерное покрытие, лишенное внутренних напряжений, практически невозможно. Основной составляющей внутренних напряжений в металлополимерном комплексе являются на- 25 пряжения, возникаю1цие при охлаждении покрытия из-за существенной разницы коэффициентов термического расширения материала подложки и полимера. Причем из-за большей усадки полимера покрытие оказывается нагру- ЗO женным рястягивяющими напряжениями существенной величины. В ряде случаев эти напряжения превосходят адгезионную (покрытие отслаивается) и когезионную (покрытие растрескивается) прочность материала. Для сни жения внутренних напряжений в материал покрытия вводят добавки, позволяющие уменьшить температурный коэффициент, или стремятся технологическими приемами (быстрое охлаждение получить полимерную пленку с низким модулсм упругости, что позволяет ускорить процессы релаксации возникающих напряжснпй. Известны решения. связанные с применением промежуточных слоев, температура затвердевания которых ниже температуры спскания полимсрного слоя, что позволяет снизить уровснь внутренних напряжений, по и приводит к уменьшению адгсзионного взаимодспствия.
С цслью мвслпчсппя адгсзпп полпмсрпсчо слоя к м T;)J)ëó н оосспсчсния ес длительной сохранности при сии>кении уровня остаточных пяпряжспнн, в предлагаемом способе подложку подвергают предварительной деформации, например, путем придания ей выпуклой формы с последующим возвращением ес после тсрмооораоотки нолнмерного слоя в исходное состояние. При этом поры поверхности слоя (растянутого) раскрываются, облегчая проникповсHHc в них материала покрытия. При
495217
Составитель P. Вакар
Техред Е. Подурушина
Редактор Т. Девятко
Корректор И. Аук
Подписное
Заи ги 1097 Изд. Ха 1003 Тираж 474
ЦНИИПИ Государстве»ного комитста, Совста Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Зол. тип. Костромского уиравлснии издательств, полиграфии и книжной торговли снятии деформации упругие силы металла возвра.цают подложку в исходное положение, что приводит к «защсмлению» участков полимера и к компенсации линейной усадки сформированного слоя. В ряде случаев подобныи прием обеспечивает получение сжимающих напряжений в полимерном материале, благоприятно влияющих на работоспособность металлополимерного комплекса. В случае применения материала подложки, обладающ 10 малым модулем упругости, возвращение в исходное состояш1е осуществляется изгибом в обратном направлении.
Пример 1. Полоса из стали б5Г длиной
70 мм, шириной 15 мм, толщиной 0,2 мм изгибается на ролике диаметром 40 мм, шириной
15 мм и закрепляется своими концами. На выпуклую поверхность полосы электростатическим способом наносят слой дисперсного пентапласта. Пентапласт предварительно просеян 20 через сито 315 мкм. Нанесение покрытия осуществляют над псевдоожиженным слоем материала при напряжении на заряжающем электроде 25 кВ в течение 30 с. Напряженность поля составляет 2,5 кВ/см. 25
После нанесения полимерного слоя образец помещают в термостат, где выдерживают при
220 С 60 мин.
Охлаждение образца осуществляют на воздухе. После очистки боковых поверхностей ро- 30 лика освобождаются концы закрепленной полосы, которая распрямляется. Полоса с полимерным покрытием толщиной 270 мкм сохраняет прогиб в сторону подложки равный
4 мм. Сопоставление результата с контроль- 35 ной полосой, которая подверглась термическому воздействию в аналогичных условиях, но не имела полимерного покрытия (ее остаточный прогиб не превысил 1,5 мм), и расчет
Р>путрс11!Iих Ilапря>ксннй по формулам ко!!cоль1юго метода показал, что в данном случае получено покрытие, нагруженное сжимающими на11ряжениямн, имеющими порядок 30 кг/см-.
Всличина адгезии покрытия к фосфатирова1;пой поверхности оказалась )500 г/см.
П р и м с р 2. Алюминиевая фольга (марка
А99, толщина 50 мкм) паворачивастся па стальной вал диаметром 40 мм. Образец нагревают до температуры 280 С и помсщаIoT в псевдоожиженный слой диспсрс;юго (250 мкм) поликапроамида на 7 с. После охла>кдсния в холодном масле МС-20 слой полимера и алюминия разрезают по образующей цилиндра и в развернутом состоянии помещают между плоскопараллельными плитамн под нагрузкой 0,2 кг/см на 24 ч при 1юрмальной температуре. После выдержки заготозки производится вырезка полосок длиной
70 мм, шириной 15 мм н их анализ. Величи;1а остаточных напряжений в поликапроамидном покрытии составляет 12 — 15 кГ/см, при 1с1и напряжения оказались сжимающими, в то время как формирование покрытия по принятому режиму на ровной поверхности дает уровень растягивающих напряжений порядка
30 кГ/см . Величина адгезии оказалась рагной
1200 и 900 г/см соответственно.
Формула изобретения
Способ получения покрытий на мсталлических изделиях нанесением на них слоя термопластичного полимера и последующей термообработки, отличающийся тем, что, с целью повышения адгезии полимерного слоя к металлу, покрываемую поверхность предварительно подвергают деформации растя>кения с последующим снятием растягивающего напряжения после термообработки.