Комплексная защита цилиндров пневмосистем с покрытием MODENGY™ 1014

Пневмоприводы сегодня широко применяются для решения задач механизации и автоматизации различных технологических процессов.

Использование таких устройств на трубопроводах позволяет оптимизировать их конструкцию с целью снижения себестоимости и улучшения таких эксплуатационных характеристик как герметичность, ресурс, потери на трение, КПД, устойчивость к воздействию факторов внешней среды.

Для контактирующих пар трения пневмопривода подбираются специальные конструкционные материалы и сервисные материалы, которые обеспечивают герметичность соединений, снижают и стабилизируют трение, а также повышают ресурс механизма.

Гильза пневмоцилиндра изготавливается, как правило, из стали, нержавеющих или алюминиевых сплавов. Для снижения шероховатости ее внутренней поверхности применяются методы финишной механической обработки металла, наносятся дополнительные функциональные покрытия, о который и пойдет речь далее.

Пневмоцилиндр © Фото из открытых источников

Перед использованием тех или иных материалов и методов обработки обязательно учитываются особенности процессов трения и изнашивания пар, в противном случае добиться стабилизации коэффициента трения не получится, что повлечет за собой скачкообразное движение сопряженных элементов, налипание на них эластомерных уплотнений и общее снижение КПД привода.

Актуальной задачей при облуживании пневмосистем остается поиск и применение таких технологий, которые позволяют обеспечить весь комплекс необходимых эксплуатационных свойств оборудования с минимальными затратами.

Функции и преимущества антифрикционных твердосмазочных покрытий

Антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП) способны выполнять две функции одновременно — смазочную и защитную. Эти материалы снижают трение и износ деталей, а также предохраняют их от негативного воздействия коррозионно-активных и химически-агрессивных сред.

Технология сухой смазки, по которой производятся АТСП, позволяет им формировать на металлических поверхностях тонкую композиционную пленку (до 30 мкм), прочно сцепленную с основой. С химической точки зрения слой покрытия представляет собой полимерную матрицу, в ячейках которой расположены высокодисперсные частицы твердого смазочного материала.

MODENGY 1014 © Фото из открытых источников

Российская компания «Моделирование и инжиниринг» разрабатывает антифрикционные твердосмазочные покрытия различного назначения.

Для использования на цилиндрах пневмосистем предназначено АТСП MODENGY™ 1014.

При нанесении на поверхность оно демонстрирует гладкую текстуру и характерный серый цвет — за счет введения в состав политетрафторэтилена (ПТФЭ) и дисульфида молибдена. Эти же компоненты придают покрытию повышенные антикоррозионные и противозадирные свойства.

По данным ускоренных испытаний в соляном тумане (см. табл. ниже) уровень защиты от коррозии MODENGY™ 1014 достигает 672 часов. При дополнительной подготовке поверхности (например, фосфатированием) этот показатель может быть увеличен еще.

Основные характеристики АТСП © Фото из открытых источников

Внутри пневмоцилиндров покрытие выполняет уплотняющую и антифрикционную функции, снаружи — защитную и декоративную.

В отличие от пластичных смазочных материалов, АТСП не выдавливается из зоны контакта под действием нагрузки и давления рабочей среды. Формируемый им разделительный слой практически не зависит от внешних факторов. Все это позволяет отказаться от традиционных смазок в пользу покрытий.

MODENGY™ 1014 наносится методом окрашивания путем распыления. Обработанные детали выдерживаются в печи для полимеризации покрытия.

Внешний вид покрытия MODENGYтм 1014 на внутренней части гильзы пневмоцилиндра © Фото из открытых источников

Оценка химической стойкости покрытия MODENGY™ 1014

Химическая стойкость и защитные свойства покрытия определялись в рамках комплексных испытаний элементов пневмосистем из анодированного алюминиевого сплава.

Испытания проводились согласно ГОСТ 9.403-80 по методам, А и Б последовательно. Основные условия: герметично закрытая емкость, атмосфера 25%-ного раствора соляной кислоты, температура +20 (± 2) °С.

Согласно методу, А в емкость заливали 250 мл соляной кислоты и размещали в нее обработанную покрытием деталь так, чтобы ее плоская поверхность соприкасалась с жидкостью. Затем емкость плотно закрывали крышкой и выдерживали при комнатной температуре 50 часов, производя периодическую оценку изделия на наличие повреждений.

Согласно методу Б на поверхность детали, отступая от края не менее 20 мм, помещали смоченный раствором кислоты тампон, закрывали его специальным колпаком и фиксировали положение так, чтобы стенки не касались тампона (см рисунок ниже). Испытания проводили в течение 7 суток при необходимой температуре. По окончании процедуры тампон удаляли и сравнивали состояние всего покрытия с участком, который подвергался воздействию смоченного в кислоте тампона. Оценку проводили визуально и с помощью лупы (по ГОСТ 9.407-2015), одновременно с этим проверялась адгезия покрытия согласно ISO 2409:2013.

Испытания на химическую стойкость по ГОСТ 9.403-80 по методу Б © Фото из открытых источников

Спустя положенное время испытаний по обоим методам изменения цвета, растрескивания, отслоения, вздутия и каких-либо других дефектов покрытия обнаружено не было.

Тест на адгезию покрытия проводился методом решетчатых надрезов. Результаты оценивались по шкале от 1 до 3 баллов, что соответствует показателям «выдерживает испытание/не выдерживает испытание». Результаты этих испытаний представлены в таблице.

Результаты тестов на адгезию до и после испытания по методу Б © Фото из открытых источников

В результате испытаний на химическую стойкость покрытие MODENGY™ 1014 продемонстрировало высокие защитные свойства при незначительном снижении адгезии. Декоративный слой, образованный им на поверхностях деталей, сохранил гладкость и эстетичность даже после длительного пребывания в растворе соляной кислоты.

Результаты применения покрытия MODENGY™1014

Антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGYтм 1014 обеспечивает работоспособность пневмопривода без дополнительной смазки. Такое решение является оптимальным, к примеру, в условиях повышенной запыленности.

Совместное использование покрытия и правильно подобранной пластичной смазки позволяет добиться снижения трения в 3-4 раза, а также соответственно увеличить ресурс оборудования.

Одна из актуальных проблем пневмопривода — прилипание резиновых уплотнительных элементов к металлическим деталям. В результате этой нежелательной особенности для страгивания подвижных частей с места тратится больше усилий, при этом уплотнители могут повреждаться и терять свои герметизирующие свойства.

Антифрикционное покрытие создает на поверхностях разделительный слой, препятствующий непосредственному адгезионному взаимодействию резины с металлом и облегчающий запуск привода.

Использование MODENGY™ 1014 на пневмоцилиндрах позволяет оптимизировать их конструкцию и получить ряд преимуществ перед применением традиционных смазок:

• Высокий уровень защиты от агрессивных внешних воздействий
• Работоспособность в условиях запыленности
• Обеспечение плавного движения привода за счет содержания твердых смазочных компонентов, способных эффективно снижать трение
• Повышение КПД и ресурса пневмоцилиндра
• Доступная технология нанесения, не требующая существенных инвестиций — достаточно оборудования для окрашивания
• Снижение себестоимости привода за счет возможности использования более доступных конструкционных материалов гильз и исключения трудоемких методов их финишной обработки (для нанесения АТСП оптимальна шероховатость поверхности в диапазоне Ra= 0,3-1,0 мкм)

Помимо защиты пневмоцилиндров, антифрикционное покрытие MODENGY™ 1014 применяется в подшипниках и направляющих скольжения, шлицевых и шпоночных соединениях, крепежных элементах и других узлах с парами трения металл-металл.

©Видео с youtube.com/ https://www.youtube.com/embed/uoOryX6dTFs

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.