Обрезинивание металловРефераты >> Технология >> Обрезинивание металлов
Способ основан на способности резины прочно крепиться к поверхности латуни, электроосаждённой на металле. Основной подготовительной операцией при этом способе является латунирование арматуры.
Поверхность металла перед электроосаждением обезжиривают и травят. Обезжиривают арматуру сначала растворителем, а затем раствором щёлочи. Арматуру подвешивают на электрод и через раствор щёлочи пропускают постоянный ток. Пузырьки газа, образующиеся на поверхности детали способствуют механическому отрыванию частиц жира. Далее арматуру промывают горячей водой.
Травлением арматуры в кислоте удаляют оксиды железа. Обычно используют 5% -ный раствор серной кислоты. После травления изделие промывают холодной водой, затем механически удалаяют "травильный шлам", снова промывают водой и декалируют, т.е. химически обрабатывают для удаления тонких оксидных плёнок.
Самая ответственная операция – осаждение латуни. Латунирование проводят в электролизёрах при определённых условиях. Для получения однородного слоя латуни раствор электролита должен иметь постоянную концентрацию электр. составляющей из комплекса солей меди и цинка.
Анодами при электрическом осаждении латуни служат латунные пластины, содержащие 60-70% меди и 30-40% цинка. Толщина слоя латуни должна быть 0,0125 … 0,0015 мм. Арматуру промывают холодной водой, затем горячей в течение 1-2 минут.
После промывки и сушки латунированная арматура поставляется на вулканизацию. Резиновая смесь должна быть свежекаландрованной или свежеэкструдированной. Формы с латунированными деталями иногда заполняют резиновой смесью методом литья под давлением.
Достоинства метода: высокая прочность, наибольшая температуростойкость, хорошее сопротивление вибрациям и ударам.
Недостатки: метод пригоден в основном для крепления резины к небольшим деталям, т.к. на поверхность больших деталей сложной конфигурации трудно равномерно и прочно осадить латунь. Также метод требует сложных подготовительных операций, требующих специального оборудования.
2.2 Крепление через слой эбонита.
Основным звеном, связывающим металл с каучуком является сера. Эбонит содержит 30-40% серы и более.
Сначала поверхность металла подготавливаю: очищают от оксидных плёнок, обрабатывают наждачной бумагой или делают пескоструйную обработку. Затем обезжириваю (протирают бензином).
На подготовленную поверхность наносят тонкий слой клея, приготовленного из эбонитовой смеси и сушат при 20° С. Просохший слой клея покрывают листами эбонитовой смеси и тщательно прикатывают к металлу. Затем наклеивают и прикатывают резиновую смесь, после чего изделие идёт на вулканизацию.
Метод крепления резины к металлу через слой эбонита даёт прочность крепления на отрыв 15-20 Мпа. Этим способом крепят резину к стали, дюралюминию, латуни, бронзе и другим сплавам.
Недостатки метода: вулканизация эбонита – процесс длительный, что снижает производительность оборудования и плохо отражается на свойствах резины. Эбонит хрупок, чувствителен к ударам и вибрациям, что исключает использование изделий с эбонитовой прослойках в условиях динамического нагружения. Эбонит не температуростоек. При повышении температуры до 70° С прочность крепления падает. Кроме того, из-за различий в коэффициентах линейного расширения при нагреве эбонита и стали происходит отслаивание эбонита.
2.3. Крепление с помощью клеев.
Горячее крепление резины к металлу с помощью клеев широко распространено, т.к. не требует сложной и дорогостоящей подготовки металлической поверхности (как при латунировании), обеспечивает динамическую и температуростойкость изделия. Клеями крепят резину к стали и другим металлам.
Технологический процесс крепления сводится к очистке металлической поверхности, обезжириванию и нанесению на неё тонкого слоя клея. После просушки арматуры с нанесённым слоем клея на неё накладывают резиновую смесь и проводят вулканизацию детали.
2.3.1. Крепление с помощью латексно–альбуминных и термопреновых клеев.
Плёнка альбумина обладает хорошей адгезией к металлу, но она не эластична. Поэтому к ней добавляют латекс, получая эластичную плёнку с хорошей адгезией.
На очищенную поверхность металла наносят 1-2, а иногда и большее число слоёв клея. Общее число слоёв клея при этом должно составлять толщину 2…3 мм. Каждый слой клея сушат при температуре 65-70°С в течение 30-60 минут, а затем металлическую деталь с нанесённым на неё клеем нагревают в термостате при 100-120° С также в течение 30-60 минут. После охлаждения детали на неё накладывают резиновую смесь передают деталь на вулканизацию.
Достоинства метода: нетоксичность латексно – альбуминных клеев.
Недостатки: необходимость тепловой обработки клеевых плёнок, нестабильность самого клея, необходимость применения натурального латекса.
Термопреновые клеи были открыты в 1927 году Г. Фишером.
Очищенную поверхность металла покрывают слоем жидкого термопренового клея (78%-ного). После сушки этого слоя на него наносят ещё 1-2 слоя обычного резинового клея и сразу накладывают и прикатывают невулканизированную резину, поверхность которой предварительно "освежают" бензином.
Изделие бинтуют влажным бинтом и вулканизуют в котле. По окончании вулканизации в котёл вводят сжатый воздух под давлением 2-3 атм и дают остыть изделию до 50-60 °С.
Данным способом можно крепить и вулканизованную резину. Её накладывают на покрытую термопреновым клеем поверхность металла, затем деталь нагревают в воздухе или в воде при 100° С.
Охлаждения под давления в таком случае не требуется, т.к. при 100° С не происходит образования газов и размягчения термопрена не происходит.
Способ применяют для крепления резины к стали и алюминию. Состав резиновой смеси особого значения не имеет.
Удовлетворительная прочность крепления при использовании термопреновых клеев достигается только при охлаждении под давлением детали после вулканизации.
Недостатки: понижение прочности крепления с повышением температуры, т.е. невысокая теплостойкость.
Методы горячего крепления резины к металлу посредством латексно-альбуминных и термопреновых клеев в промышленности на данный момент практически не используются.
2.3.2. Крепление посредством клеев на основе хлорированного и гидрохлорированного каучуков.
В 50-х годах прошлого века были разработаны клеи на основе хлорированного (ХК) и гидрохлорированного (ГХК) каучуков, которые обеспечивали такую же просность крепления резины к металлу, как латунь, а также такую же масло- и теплостойкость.
С 1946 года метод крепления резины к металлу посредством ХК и ГХК стал конкурировать с методом крепления посредством латунирования.
Из данных об устойчивости ХК следует, что для приготовления клеев следует брать ХК с содержанием хлора около 60%. Такой ХК во время вулканизации резинометаллической детали в течение 20-60 минут при 140-150° С сохраняет достаточную устойчивость. Он не горюч, стоек к действию холодной и горячей воды, кислот (серной, соляной, азотной), к действию щелочей и окислителей.