RU2545301C1 - Method of gas thermal spraying of polymer coating on metal products and structures - Google Patents
Method of gas thermal spraying of polymer coating on metal products and structures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2545301C1 RU2545301C1 RU2013151898/05A RU2013151898A RU2545301C1 RU 2545301 C1 RU2545301 C1 RU 2545301C1 RU 2013151898/05 A RU2013151898/05 A RU 2013151898/05A RU 2013151898 A RU2013151898 A RU 2013151898A RU 2545301 C1 RU2545301 C1 RU 2545301C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- structures
- thermal spraying
- powder
- polymer coating
- metal products
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 title claims abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 12
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 4
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газотермическому напылению полимерных покрытий на металлических элементах и конструкциях.The invention relates to thermal spraying of polymer coatings on metal elements and structures.
Известны способы газопламенного нанесения полимерных материалов на металлические и керамические поверхности, состоящие из нанесения полиэтиленового порошка низкого давления путем воздушного распыления, газопламенного разогрева и последующего закрепления (прилипания) на защищаемой поверхности. Основными процессами в этих случаях являются: предварительная механическая или химическая подготовка металлической поверхности, подача полимерного порошка путем воздушного распыления, разогрев полимерного порошка огненным факелом горящего газа (пропана или ацетилена), закрепление разогретых частиц полимерного порошка на защищаемой поверхности и создание плотного защитного антикоррозийного слоя (Борисов Ю.С., Харламов Ю.А., Сидоренко С.Л., Ардатовская Е.Н. Газотермические покрытия из порошковых материалов. - Киев: Наукова думка, 1987. - С.73-127).Known methods of gas-flame deposition of polymeric materials on metal and ceramic surfaces, consisting of applying a low-pressure polyethylene powder by air spraying, gas-flame heating and subsequent fixing (sticking) on the protected surface. The main processes in these cases are: preliminary mechanical or chemical preparation of the metal surface, supply of the polymer powder by air spraying, heating the polymer powder with a fire torch of a burning gas (propane or acetylene), fixing the heated particles of the polymer powder on the surface to be protected and creating a dense protective anticorrosive layer ( Borisov Yu.S., Kharlamov Yu.A., Sidorenko S.L., Ardatovskaya E.N. Gas-thermal coatings from powder materials. - Kiev: Naukova Dumka, 1987. - P. 73- 127).
Однако все описанные способы предусматривают технологический процесс в стационарных условиях. Кроме того, получаемые полимерные покрытия имеют низкую агдезию к защищаемому металлу, что не обеспечивает длительной надежной работы в условиях воздействия коррозионных сред в широком интервале температур менее 5,0 МПа.However, all the described methods involve a process in stationary conditions. In addition, the resulting polymer coatings have low adhesion to the metal being protected, which does not provide long-term reliable operation under the influence of corrosive media in a wide temperature range of less than 5.0 MPa.
Известен способ создания напыленных полимерных покрытий с повышенными показателями адгезии до 8-10 МПа на предварительно фосфатируемую металлическую поверхность (Патент Беларуси №8528, МКИ B05D 1/08, 2006 г.), однако этот прием может быть реализован только в стационарных условиях, т.е. в условиях производства.There is a method of creating sprayed polymer coatings with increased adhesion to 8-10 MPa on a pre-phosphated metal surface (Belarus Patent No. 8528, MKI B05D 1/08, 2006), however, this technique can only be implemented under stationary conditions, t. e. in production conditions.
Ближе всего к заявляемому способу является способ по патенту № TJ 89, зарегистр. в Гос. Реестре изобретений Республики Таджикистан 16.10.2007 г. (Бюл. №48), включающий предварительную обработку металлической подложки углеродными нанотрубками, что обеспечивает повышение адгезии и эксплуатационных показателей полимерных покрытий.Closest to the claimed method is the method according to patent No. TJ 89, register. in the state. The Register of Inventions of the Republic of Tajikistan on October 16, 2007 (Bull. No. 48), which includes pretreatment of the metal substrate with carbon nanotubes, which ensures increased adhesion and performance of polymer coatings.
Недостатком в этом случае является высокая себестоимость модифицирующих составов из углеродных нанотрубок, поэтому получаемый эффект не соответствует задачам обеспечения высоких эксплуатационных свойств защитных покрытий.The disadvantage in this case is the high cost of modifying compositions of carbon nanotubes, so the effect obtained does not meet the objectives of ensuring high operational properties of protective coatings.
Задача предлагаемого технического решения является повышение адгезии и эксплуатационных свойств газотермически напыляемых полимерных покрытий, получаемых путем предварительной обработки металлической поверхности наноразмерными составами.The objective of the proposed technical solution is to increase the adhesion and operational properties of the thermally sprayed polymer coatings obtained by pretreating a metal surface with nanosized compositions.
Для достижения поставленной цели до начала нанесения напыляемых полимерных покрытий металлическую поверхность подвергают механической обработке и обезжириванию, после чего на нее наносят композицию, содержащую наноразмерные частицы и представляющую собой 30%-ный водный раствор кремнезоля с добавкой 2-4% 3%-ного раствора углеродных нанотрубок. После высыхания в течение 3-5 часов на данную поверхность наносят полимерное покрытие из порошкового полиэтилена низкого давления методом газопламенного напыления. Получаемое при этом защитное полимерное покрытие отличается повышенной адгезией на 30-45%, твердостью на 25-30%, термостойкостью на 20-40%.To achieve this goal, before applying the sprayed polymer coatings, the metal surface is subjected to mechanical treatment and degreasing, after which a composition containing nanosized particles and a 30% aqueous silica sol with 2-4% 3% carbon solution is applied to it nanotubes. After drying for 3-5 hours, a polymer coating of powder low pressure polyethylene is applied to this surface by flame spraying. The resulting protective polymer coating is characterized by increased adhesion by 30-45%, hardness by 25-30%, heat resistance by 20-40%.
В таблице 1 представлены данные о технических свойствах термонапыляемых полимерных покрытий металлических конструкций очистных сооружений при обработке защищенной поверхности наноразмерными составами.Table 1 presents data on the technical properties of thermally sprayed polymer coatings of metal structures of sewage treatment plants when treating a protected surface with nanoscale compositions.
Как следует из таблицы 1, при обработке защищаемой поверхности растворами наноразмерных частиц существенно возрастает адгезия напыляемого полимерного покрытия с 5,4-6,1 до 9,1-12,4, что сопровождается существенным уплотнением пленки и значительным снижением пористости от 1,2 до 0,7-0,8%. Такое улучшение качественных показателей способствует повышенной сопротивляемости защитного покрытия в агрессивной среде от 160-170 до 230-260 часов или в переводе к расчетному прогнозируемому сроку службы и не менее 14-20 лет.As follows from table 1, when treating the protected surface with solutions of nanosized particles, the adhesion of the sprayed polymer coating increases significantly from 5.4-6.1 to 9.1-12.4, which is accompanied by a significant compaction of the film and a significant decrease in porosity from 1.2 to 0.7-0.8%. Such an improvement in quality indicators contributes to increased resistance of the protective coating in an aggressive environment from 160-170 to 230-260 hours or in terms of the estimated predicted service life and at least 14-20 years.
Нанесенные на поверхность и на гранулы порошка ПЭНД наноразмерные частицы, выполняя роль катализатора и центра кристаллизации полимерного покрытия, способствуют упорядочению надмолекулярной структуры и переводу ее к более усиленной пачечной структуре, что подтверждается повышением всех эксплуатационных показателей полимерного покрытия.Nanosized particles deposited on the surface and granules of HDPE powder, acting as a catalyst and a crystallization center of the polymer coating, contribute to the ordering of the supramolecular structure and its transfer to a more enhanced pack structure, which is confirmed by an increase in all operational parameters of the polymer coating.
В таблице 2 приведены данные о расходах и стоимости устройства термонапыляемых полимерных покрытий металлических конструкций очистных сооружений при предварительной обработке защищаемой поверхности наноразмерными составами.Table 2 shows the data on the costs and costs of the device of thermally sprayed polymer coatings of metal structures of treatment facilities during preliminary processing of the protected surface with nanoscale compositions.
Анализируя приведенные данные, следует отметить, что обработка защищаемой поверхности наноразмерными составами хотя и приводит к некоторому увеличению стоимости защитного покрытия, однако средний размер затрат на один год эксплуатации металлических конструкций очистных сооружений при обработке защищенной поверхности наноразмерными составами существенно ниже. Так, при защите без обработки стоимость одного м2 составляет 50-60 рублей в год, а при обработке совместным составом из кремнезоля и УНТ максимум 25-35 рублей в год, не считая затрат на устройство и поддержание защитного покрытия.Analyzing the above data, it should be noted that the treatment of the surface to be protected with nanoscale compositions, although it leads to a slight increase in the cost of the protective coating, however, the average cost for one year of operation of the metal structures of treatment facilities when processing the protected surface with nanoscale compositions is significantly lower. So, in case of protection without treatment, the cost of one m 2 is 50-60 rubles per year, and when treated with a combination of silica and CNT, a maximum of 25-35 rubles per year, not counting the cost of the device and the maintenance of the protective coating.
Таким образом, предлагаемый способ газотермического напыления полимерных покрытий на металлические изделия и конструкции с предварительной обработкой защищаемой поверхности раствором 30%-ным кремнезоля с добавкой 2-4% трехпроцентной дисперсии углеродных нанотрубок, приводящий к увеличению адгезии на 30-45%, твердости на 25-30%, термостойкости на 20-40%, можно считать вполне эффективным.Thus, the proposed method for the thermal spraying of polymer coatings on metal products and structures with preliminary processing of the protected surface with a solution of 30% silica sol with the addition of 2-4% three-percent dispersion of carbon nanotubes, leading to an increase in adhesion by 30-45%, hardness by 25- 30%, heat resistance by 20-40%, can be considered quite effective.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013151898/05A RU2545301C1 (en) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | Method of gas thermal spraying of polymer coating on metal products and structures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013151898/05A RU2545301C1 (en) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | Method of gas thermal spraying of polymer coating on metal products and structures |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2545301C1 true RU2545301C1 (en) | 2015-03-27 |
Family
ID=53383256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013151898/05A RU2545301C1 (en) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | Method of gas thermal spraying of polymer coating on metal products and structures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2545301C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1673635A1 (en) * | 1988-07-25 | 1991-08-30 | Всесоюзное Научно-Производственное Объединение Восстановления Деталей "Ремдеталь" | Method of surface preparation for hard facing |
| SU1704993A1 (en) * | 1989-08-08 | 1992-01-15 | Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности | Method of preparing tubes with inner protective coating for welding |
| RU2068025C1 (en) * | 1993-11-29 | 1996-10-20 | Рязанское высшее военное автомобильное инженерное училище | Method of pieces surface preparation |
| RU2086697C1 (en) * | 1995-12-09 | 1997-08-10 | Академия наук Республики Татарстан | Method of gas-thermally applying coatings |
| RU2379123C1 (en) * | 2008-07-21 | 2010-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Method of production of polymeric coating on metal surface |
| RU2393267C1 (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-27 | Виталий Степанович Гончаров | Procedure for gas-thermal application of coating on internal surface of item aperture |
-
2013
- 2013-11-21 RU RU2013151898/05A patent/RU2545301C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1673635A1 (en) * | 1988-07-25 | 1991-08-30 | Всесоюзное Научно-Производственное Объединение Восстановления Деталей "Ремдеталь" | Method of surface preparation for hard facing |
| SU1704993A1 (en) * | 1989-08-08 | 1992-01-15 | Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности | Method of preparing tubes with inner protective coating for welding |
| RU2068025C1 (en) * | 1993-11-29 | 1996-10-20 | Рязанское высшее военное автомобильное инженерное училище | Method of pieces surface preparation |
| RU2086697C1 (en) * | 1995-12-09 | 1997-08-10 | Академия наук Республики Татарстан | Method of gas-thermally applying coatings |
| RU2379123C1 (en) * | 2008-07-21 | 2010-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Method of production of polymeric coating on metal surface |
| RU2393267C1 (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-27 | Виталий Степанович Гончаров | Procedure for gas-thermal application of coating on internal surface of item aperture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103374693B (en) | Nano thermal barrier coating on surface of high-temperature furnace roller and preparation method thereof | |
| CN103911581B (en) | A kind of preparation method of the Zirconium oxide heat barrier coating based on roll | |
| JP5573195B2 (en) | Al-plated steel sheet for hot pressing with excellent temperature rise characteristics and manufacturing method thereof | |
| US10308999B2 (en) | Iron-based alloy coating and method for manufacturing the same | |
| CN103643194B (en) | A kind of Wear-resistant Treatment technique of instrument valve spool | |
| JP2017500451A5 (en) | ||
| WO2013057080A1 (en) | Piston | |
| JP2017523299A (en) | Method for manufacturing a steel part formed by hot forming of a steel sheet having a metal coating, such a steel sheet, and a steel part manufactured from the steel sheet using a hot forming process | |
| CN100406614C (en) | A Spraying Technology of Magnesium Alloy Surface Protective Layer | |
| RU2545301C1 (en) | Method of gas thermal spraying of polymer coating on metal products and structures | |
| CN105349749A (en) | Bolt heat treatment technology | |
| CN105401115A (en) | Thermal-spraying preparation method for WC-Co coating free of decomposition | |
| CN103305838A (en) | Tube stock with Ni-based self-molten alloy laser cladding coating | |
| KR101126014B1 (en) | Manufacturing Method of Galvannealed Steel Sheet | |
| JP4825001B2 (en) | Thermal spray deposition method for super engineering plastics laminated film | |
| CN105779923A (en) | Composite coating resistant to corrosion of liquid molten zinc and preparation method thereof | |
| CN102634752A (en) | Boriding method of wear-resisting composite member | |
| CN102114543A (en) | Preparation and spraying method of aluminum bronze powder containing dispersion strengthening phase | |
| CN106637032A (en) | Wear-resistant and corrosion-resistant magnesium alloy with gradient coating, and preparation method thereof | |
| JP6697802B2 (en) | Method for manufacturing self-fluxing alloy outer surface cladding tube having curved portion | |
| RU174415U1 (en) | Composite wear-resistant steel product | |
| RU2379376C2 (en) | Method of fabricated metallic product surface treatment | |
| CN105331871B (en) | Al-Co-Cr-Cu-Nb-Si-Ti-V multi-principal element alloy and method for surface treatment for titanium alloy thereof | |
| WO2015087011A1 (en) | Anti-corrosion treatment of a metal substrate and resulting substrate | |
| CN105331870B (en) | Multi-principal element alloy containing trace B and method for surface treatment of titanium alloy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151122 |