Файл: Пластмассы заменяют металлы..pdf

После расплава капролактама желательно произ­ водить его очистку отгонкой фракции под вакуумом с помощью вакуум-насоса. Затем капролактам постут

на быть кратной емкости большого реактора). Малые реакторы также снабжены обогревающими рубашка­ ми, и температура в них доводится до +138—140° С и поддерживается в определенных интервалах автома­ тически. Реакторы имеют мешалки.

В один реактор подается катализатор — металли­ ческий натрий, в другой — ацетилкапролактам. Ме­ таллический натрий хранится в керосине. Компо­ ненты поступают в очень небольших, но строго опре­ деленных соотношениях к объему жидкого капро­ лактама. Ацетилкапролактам приготовляется здесь же, только в отдельной аппаратуре пли колбах. Хранится он в сосудах с хорошо притертыми пробками.

Оборудование изготовлено из нержавеющей ста­ ли. Вся система находится под небольшим избыточ­ ным давлением очищенного от кислорода и осушенно­ го азота или другого инертного газа. В реакторах капролактам может оставаться в расплавленном виде некоторое время, не меняя своих свойств.

Вязкость расплава капролактама несколько ниже вязкости воды. Перед заливкой в форму (4) жидкости из малых реакторов поступают в смеситель (3) с оди­ наковой скоростью для смешения в пропорции 1:1, и оттуда смесь поступает в форму самотеком. Форма

74

Рис. 31. Заготовки~и изделия из капролона

75

изделия, окисленный и содержащий мономер, удаля­ ется.

Охлаждение изделия вместе с формой после поли­ меризации желательно производить медленно, в изо­ лированных ящиках-термосах (7). Это устраняет ко­ робление и растрескивание деталей. Формы перед заливкой подаются к соплу смесителя с помощью те­ лежки (5), на этой же тележке они направляются и в термопечь.

Максимальный вес одной отливки 72 кг. На рис. 31 показаны заготовки изделий, полученные описанным методом.

На многих предприятиях Средне-Уральского сов­ нархоза применяются пластмассовые покрытия для защиты химической аппаратуры от действия кислот, щелочей, соляных растворов и окислителей, для изо­ ляции деталей, узлов, приборов и машин, для защит­ ных и декоративных покрытий.

В гальваническом отделении термического цеха Алапаевского металлургического комбината для изо­ ляции подвесок применяются защитные покрытия на основе эпоксидных смол. Защита гальваноподвесок позволяет экономить дефицитные цветные металлы, электроэнергию, повышает культуру производства.

На заводе «Уралэлектротяжмаш» применяется ме­ тод вихревого напыления для изоляции покрытий деталей высоковольтных аппаратов. Вихревое напы­ ление взамен бандажирования, опрессовки и намотки дает значительную экономию и увеличивает произво­ дительность труда в сотни раз. Замена изоляции

76

Р и с . 32. Ванна для вихревого напыления пластмассовых покрытий:

I — корпус ванны, 2 — механизм встряхивания, 3 — пневмопривод (вибратор), 4 — распределительная перегородка

1000 катушек на покрытие поливинилбутералем мето­ дом вихревого напыления дает экономию около 250рублей. Кроме того, повышается качество и на­ дежность изоляции.

Следует, однако, отметить, что из-за отсутствия практического опыта промышленного применения и технологии производства машиностроительные пред­ приятия еще недостаточно используют пластмассовые покрытия в конструкциях машин и аппаратов.

Остановимся несколько подробнее на одном из перспективных методов нанесения полимерных покры-

7 7

тий — вихревом напылении. По сравнению с газопла­ менным, он, как показывает практика Уралхнммашзавода, более экономичен и в настоящее время все больше применяется для антикоррозионной защиты химической аппаратуры и различных деталей.

Технология нанесения покрытий сравнительно про­ ста и состоит из следующих операций: подготовки по­ верхности под покрытие, подогрева изделия, напыле­ ния, охлаждения и исправления дефектов покры­ тий.

Вихревое напыление пластмасс производится в. аппаратах, один из которых показан на рис. 32. Аппа­ рат состоит из корпуса ванны (1), внутри которой иа высоте 50—100 мм от днища укреплены пористая распределительная перегородка (4), механизм встря­ хивания (2). Под пористую перегородку от вентиля­ тора либо через редуктор от компрессора подается воздух, инертный газ. Воздух перед подачей в аппа­ рат проходит через масловлагоотделитель, где тща­ тельно очищается. При работе с полиамидами ввиду высокой их окисляемости вместо воздуха подводится азот. Слой порошка под воздействием проходящего через пористую перегородку воздуха •— псевдоожижа­ ется, вскипает. Объем порошка в состоянии кипения увеличивается в 2—2,5 раза и уменьшается по объем­ ному весу во столько раз, что позволяет ему течь со скоростью жидкости. Металлические изделия, на­ гретые до определенной температуры, погружаются в ванну с псевдоожиженным материалом и выдержива­ ются несколько десятков секунд. Для равномерного распределения покрытия по поверхности детали в не­ которых конструкциях аппаратов используются пред-

78

ййри'гельиый подогрев воздуха до 60—80*0 и вибра­ ция сеткой нижележащих слоев порошка в процессе псевдоожижения при помощи специальных пневмати­ ческих вибраторов (3).

Распределительная перегородка ванны изготовля­ ется из пористого стекла либо из керамики— карбокарита (карборунд с силикатной смолой) с зернисто­ стью 12. Карбокарит имеет следующие свойства: удельный вес— 1,9 г/см3, предел прочности на раз­ рыв — 200 кг/см2, объем пор — 40 проц. от общего объе­ ма материала, величина пор — 250—300 мк. Толщина пористых перегородок зависит от габарита ванны и величины применяемого рабочего давления. При дав­ лении воздуха 800—1100 мм водяного столба, габари­ тах ванны 1000X1600 мм толщина перегородки со­ ставляет 10—20 мм. Высота рабочей части ванны вих­ ревого напыления должна быть равна сумме высот: псевдоожиженного слоя материала, высоты объема вытесняемого материала при погружении изделий и свободной высоты, равной 200—300 мм.

Для покрытий методом вихревого напыления ис­ пользуют мелкодисперсные порошкообразные пласт­ массы: полиэтилен высокого давления, полипропилен, полиамиды, поливиннлбутераль. Применяются также композиции из этих материалов в смеси с различными красителями и пигментами (сернистый кадмий, хро­ мовая смесь с баритом, двуокись титана), с металли­ ческими порошками и графитом.

Пигменты смешивают с порошком в шаровой мель­ нице. Для нанесения покрытий применяют полиэтилен только высокого давления. Полиэтилен низкого дав­ ления не применяется в связи с тем, что качество по-

79

крытий получается неудовлетворительное. В полиэти­ лен для повышения стойкости против старения реко­ мендуется добавлять до 0,3 проц. сажи. Введение в полиамид 0,1—0,5 проц. сернистого молибдена значи­ тельно повышает антифрикционные свойства покры­ тия.

Перед нанесением покрытия производится тщатель­ ная подготовка поверхности изделия посредством пес­ коструйной или дробеструйной обработки. Кромки на изделии не должны иметь острых краев и заусениц (радиус закругления 0,5—1 мм), на поверхности не должно быть раковин, волосовин, пористости, свар-' ных швов. Адгезия полимеров с металлами значитель­ но увеличивается при шероховатой поверхности. Мас­ ла органического происхождения удаляются с поверх­ ности изделий при помощи обработки в обезжирива­ ющем растворе (едкая щелочь — 30 г/л, каустическая ■сода — 20 г/л, присадка ОП-7—2 г/л). Минеральные Масла удаляются промывкой трихлорэтиленом, бензи­ ном или другими растворителями. Подготовка поверх­ ности под покрытие должна быть выполнена непо­ средственно перед нагревом изделия. Предваритель­ ный нагрев изделий производится в термошкафах или нагревательных печах. Лучше всего производить на­ грев в установках ТВЧ. Температура нагрева изделия должна превышать температуру плавления полиме­ ров в среднем на 60—120° С. Для массивных изделий применяются низкие температуры, более высокие — для тонкостенных, легких деталей. Недостаточная тем­ пература предварительного нагрева вызывает шеро­ ховатость покрытия.

Наиболее оптимальные температуры предвари-

80

ТеЛьного нагрева для различных материалов и видов покрытий указаны в таблице 4.

Напыление производится посредством погружения нагретого изделия в псевдоожиженный слой порошка. Длительность выдержки изделия в порошке зависит от температуры предварительного подогрева изделия, требуемой толщины покрытия, качества дисперсии по­ рошка и не превышает 10—15 секунд.

^Качество полиэтиленовых и полиамидных покры­ тий в значительной степени зависит от дисперсного со­ става порошка.

против кавитации данного типа покрытия не Ниже стойкости стали 1Х18Н9Т. Полиамиды обладают хо­ рошей стойкостью против кавитационного разруше­ ния, но гигроскопичность этого материала ие позво­ ляет применять его в водных средах, поскольку вода, проникая через покрытие, вызывает коррозию метал­ ла и отслаивание покрытия. Полиэтиленовый слой обеспечивает хорошее сцепление с металлической по­ верхностью и предотвращает коррозию металла, отслаивание покрытия.

Таким образом, сочетание наиболее эффективных свойств этих двух видов покрытий повышает качест­ венные характеристики пластмассового покрытия и значительно расширяет область его применения в про­ мышленности. Каждый вид покрытия, наносится мето­ дом вихревого напыления.

Технологическая схема нанесения полиэтиленполиамидиого покрытия такова: подготовка поверхно­ сти изделия пескоструйной или дробеструйной обра­ боткой; напыление полиэтиленового покрытия; поверх­ ностное окисление полиэтиленового покрытия с по­ мощью открытого пламени; обдувка изделий сжатым воздухом; напыление полиамидного покрытия; обра­ ботка изделий в холодной воде.

Для данного типа покрытий возможно применение и других марок материалов и их композиций взамен полиэтилена — полипропилен, композиции полиизобу­ тилена с полиэтиленом и т. д. Большой интерес пред­ ставляет комбинированное покрытие полипропиленполиамидом. Этот вид покрытия имеет более высокий температурный предел эксплуатации в жидких агрес­ сивных средах— 100—110° С. Полиэтиленполиамид-