[00011736]高分子涂层技术转让

　　技术简介：帮你发财致富,报效祖国的新技术 　　发展再制造【包括铁路机车车辆再制造】是21世纪，我国贯彻节能减排，实现低碳经济的核心措施。以国家发改委，科技部，工信部为主的中央十一个部委，高瞻远瞩，史无先例地联合组织，全力推动机电再制造事业，已获得可喜成效。但由于目前机电再制造主要依赖引进技术及其昂贵的装备，因而步履蹒跚, 就我国设备资产每年因磨损,腐蚀、报废造成逾千亿元的损失而言，还仅仅只是沧海一粟。远远满足不了国家要求。其实20年前，中国铁路系统的新技术高分子涂层【再制造技术中的一种，当时中国还没有再制造这个名称】就已经通过柳州，铜陵2个铁路工厂和从南到北6个铁路局中的, 5个科研所，7个机务段,组织了2年的运行试验，由铁道部鉴定批准，下令在全路蒸汽机车上全面推广。并被 MACHINE DESIGN, DESIGN ENGINEERING等美，英知名杂志作为世界级新产品，广泛报道推荐。今天，只需在这一基础上，紧跟现代新型表面技术，复合材料进一步升级改造，完全可以出奇制胜，在机械精密度，摩擦磨损润滑性能，经济效益，发展前景等4个方面超越其它再制造技术。为国家创造大量财富。 　　【一】，高分子涂层再制造的基本特点有二： 　　一，在原材料上，主要以现代高分子，包括纳米等复合材料，取代机械，理化性能已经落后的传统金属材料。摩擦磨损润滑性能等因而大幅度提高。达到机械摩擦副中所罕见的水平。高分子复合材料不仅本身耐磨，其寿命保证期，可以高于原设计的新品。又因以柔克刚，避免硬碰硬，相互克制，从而保护其摩擦对方，极少磨损，寿命更长。同时还具备了优异的抗腐蚀，耐酸碱，抗震减震，降低噪音，抗咬合，拉伤，抗爬行等性能。其它如抗冲击，抗压，抗剪切，等强度均符合大量重载低速零部件的要求，而且跟随纳米的发展正在不断创新。 　　二，在成型工艺上，不再依仗各种类型的焊补设备，热处理设备，精密昂贵的组合机床，加工中心；也不再依仗劳民伤财，低效率的手工镶配，不需要当前的多阶段，多工位地进行补焊，消除内应力，反复切削，组装镶配等复杂冗长的成型技术，就能在工件原地，用同一工装，一次表面涂层，将磨损的机械全面恢复到原设计尺寸，精度，并将其同心度，中心距，接触密度等关键装配精度，提高到一般切削成型工艺，难以达到的水平，为缺少重型设备的工矿企业，自己进行再制造创造了条件。模压成型生产率比切削成型效率成倍增长，生产周期成倍压缩。由于基本上不需要设备投资，成本低，上马快。 　　[二]高分子涂层在各种再制造技术中的位置 　　在类似铁路DP型等高性能的高分子涂层的基础上，根据不同再制造对象的不同要求，紧追日新月异的复合材料新成果，不断升级改造，将是高分子涂层，争取机电再制造冠军的保证。冠军包括： 　　一，机械精密度冠军。精密度是机械质量的灵魂。同一规格的进口机械，在寿命，安全服务周期，价格等方面往往成倍地高出国产品，其主要差距就在机械精密度，特别是装配精密度。多少年来，提高机械精度，主要靠的是压缩机械各个零件，每一个尺寸的加工误差。为此需要设计，投资昂贵的加工设备，牺牲生产效率和经济效益。高分子再制造技术则不然。其机械精度是当磨损零件清除污垢后，有关零部件在组装状态时，靠采用高分子涂料，模压形成的。当时涂料尚处于半流体状态，各零件相对位置可以自由调整。只要精密量具可以发现的误差 ，再制造涂层都可以全部加以纠正。可见，其精密度之高，任何其它再制造技术无法望其项背。例如：机车导轮转向架是由中心体，左、右矩型横梁，轴箱，等分别加工，用螺栓紧固成一体的。由于各部位加工偏差，组装后各镶嵌面，必然产生间隙。因此经过长年运行颠簸变形，经常发生结构松动，结合螺栓惯性折断事故。如用传统工艺修复，需要大面积补焊，而薄壁铸钢构架形状复杂，焊后变形大，调修困难，还需要大型龙门刨加工，且各孔堵焊后要重新平台画线、钻孔、铰孔、重配螺栓。误差的积累，仍所难免。而采用精密涂层技术时，只需将整形后的横梁涂上脱模剂，放入填有涂料的构架槽内，将轴箱按要求调整到位，清理掉挤出来多余的涂料，【不需要连接的工作面要予涂脱模剂】待涂层部位局部加温固化后，即可投入应用。调整中由于涂层尚在浆糊状态，组装精度几乎可以做到随心所欲地调整。 全部工作面一次同时完成，接触程度达到近100%。其精密度、工作效率、效益之高，远非传统修理技术所能比拟。再者，涂层薄膜在结合面间，还可以起到类似新一代客车转向架弹性定位器的作用，削弱冲击，震动，噪音等危害。避免了金属接触面锈死等问题。德国在用粘结剂代替压装车轮和轮轴的试验中，曾发现由于薄薄的一层粘结剂的弹性，轮缘磨损明显降低，由此更可以证明弹性结构的优越性。精密涂层修复后的转向架经过十万公里检修期的运用，状态不变，保证了继续运行。任何其它机械的重型机构，也都可以由此获得同样的效果 　　二， 摩擦磨损润滑性能冠军 　　高分子涂料的摩擦磨损润滑性能，远超过传统金属。其中铁路DP型涂料性能格外突出，与其他修理材料对比，在M2000型试验机上测定的性能数据如下： 　　测定条件： 轴压 500 N，转速 400 rpm， 滴油润滑。 　　试块材料试验时间 　　分钟摩擦系数磨痕宽度 　　mm温度 　　0C磨损率 　　mm3/KM状态 　　DP涂料14400.0083.3400.005良好 　　青铜30.27.5120不正常 　　铸铁50.09110开始啃伤 　　货车用耐磨合金250.0085350.036良好 　　可见四种材料在测定的摩擦磨损性能上，耐磨合金，DP涂料要好的多。巴氏耐磨合金，DP涂料的减磨性能虽然相似，但在耐磨性能上，后者较前者要高7倍。一般高分子涂料摩擦系数【代表摩擦阻力】在0.04左右，高出DP涂料四倍。也有个别涂料达到0.008的,但磨损率为DP涂料的十倍以上。在实际应用中，如橡胶厂的炼胶机的轧辊轴承，材质原设计为青铜。用多个稳钉固定在轴箱体上,以免在辊碾力下松动。工作轴压44吨，轴颈为 ￠250 × 200mm.。在采用精密涂层技术修理时,不用铜瓦，直接在轴箱体上涂层，也无需稳钉。经过四个月，双班运行后检查，几乎量不出磨损来。 　　DP型 涂料 不仅本身耐磨，还能保护其对磨件，极少磨损，并避免拉伤。例如，离心式给水泵平衡轮的材料是昂贵的特殊铸铜与铸铁体形成摩擦副，每分钟转数上千。由于在高速起动下承受很大的冲击力，一般寿命只半年，有的几天就啃伤，平衡轮报废。采用精密涂层技术不仅可以把啃伤的平衡轮修复使用，寿命还较新轮提高三倍。又如，同一台铁路机车，几个轴箱的滑动面分别与铸铁和涂层的游动钣形成摩擦副，运行时由于缺油。前者严重拉伤，而后者则全部光滑如初。 　　此外，涂层也解决了工作面生锈和酸碱腐蚀问题；解决了可焊性差或不能焊的铝,铜,高碳钢,陶瓷，合金等另部件的修复问题。例如3米多长的中碳钢机车摇杆，纵向载荷达40吨以上，在弯道运行时，侧面承受很大的压力和冲击，为了保证安全，检修规程中制定了，焊接前后严格的热处理要求，但是在磁粉探伤时往往仍然有轻微的裂纹显示，经常为此争论不休。精密涂层技术最后把问题解决了。 　　高安全率 高温焊接应力和裂纹，摩擦副咬合等原因导致的机械故障，特别是铁路机车，车辆临修，故障，占很高比例。精密涂层技术修复的机械另部件，以涂层粘结取代金属焊接，从此将彻底地消灭掉这些安全隐患。 　　目前，纳米复合材料的单价过高，在某些领域推广，尚需假以时日。 　　三， 经济效益冠军。 高分子涂料价格较之其它再制涂料要低得多。而其比重仅为其它金属再制造涂料的1/4，因此修复同样的磨损量，消耗的涂料要少得多。一般高分子涂料由于性能等差异，价格每公斤由500元到1,2千元不等。而DP型涂料工料成本每公斤不到200元。再加高分子涂层再制造，设备投资小，效率高。因此经济效益，在再制造中明显突出。例如铁路货车转向架实施高分子涂层后，摇枕侧架三大件等重大零部件，不再需要重型的电焊，热处理设备，专用组合机床加工，货车从此可由车辆段就地修复运用，不再进厂。为铁路节省巨额运输量和厂修费用。货车段修简化为换件修，质量高出现在的厂修。侧架单价3000元以上，再制造超越原设计水平，成本不到300元。 　　我国货车将近70万辆，是世界的铁路货运大国。一旦再制造试验推广，其环保意义，国际示范作用更不可估量，其价值，意义，远远超越一般修旧利废的节约范畴， 　　四, 发展前景冠军。 　　纳米复合材料的高机械强度，高硬度，极强的柔韧性，高导热性能等是举世无双的。例如：碳纳米管比同体积的钢强度高100倍，重量却只有后者的1/6到1/7；硬度与金刚石相当。它的抗拉强度和韧性在目前所有的材料中是最高的，碳纳米管拥有良好的柔韧性，即使被压扁。一旦撤去压力，碳纳米管像弹簧一样立即恢复形状，表现出良好的韧性可以拉伸。在工业上常用的增强型纤维中，决定强度的一个关键因素是长径比，目前材料工程师希望得到的长径比至少是20:1，而碳纳米管的长径比一般在1000:1以上，是理想的高强度纤维材料；有着较高的热导率，只要在复合材料中掺杂微量的碳纳米管 ,该复合材料的热导率将会得到很大的改善；碳纳米管在酸、碱的长时间浸泡下，结构基本不发生破坏；碳纳米管的熔点是目前已知材料中最高的。纳米复合材料最简单，最广泛的应用形式是高分子涂层。 　　[三]高分子涂层技术在铁路货车上的应用 　　一旦推广应用到铁路货车上，它的影响将是： 　　1，铁路安全运输更有保证。例如，中国铁路提速三年来，严重影响铁路安全的十大货车事故临修问题，年年发表，年年重复，一直没有解决。仅心盘螺栓折断一项，只哈尔滨一个铁路局，短短一周之内，就曾发生1600多起。一旦实施高分子涂层技术，装配精度大幅度提高，立即可以彻底解决全部问题50%以上。 　　2，货车运行性能普遍提高，仅货车的关键轴距精度，就可以提高10倍。从而大幅度改善运行质量，降低机车牵引动力的消耗和钢轨，轮缘，转向架各摩擦副的磨损。再者，取消厂修后，货车厂修许可限度以及相应的合法质量偏差，不复存在。运行中的货车，几乎都成新造车，运行质量必然明显上升 　　3，货车修理技术大幅度简化，修理体制升级，几乎不需要设备投资，成本低，经济效益巨大，上马快。实施再制造后摇枕侧架三大件等重大零部件，不再需要重型的电焊，热处理设备，专用组合机床，可由铁路企业自己采用再制造技术，低成本批量供应【侧架单价3000元以上，再制造达到甚至超越设计水平，成本不到300元。】。整车从此可由企业就地修复运用。此后不再进厂。又为铁路节省巨额运输量和厂修费用 　　4，我国货车将近70万辆，是世界绿色运输的铁路货运大国。一旦再制造试验推广，锦上添花，其环保意义，国际示范作用更不可估量。 　　作为铁路高分子涂层技术的创始人之一，我今90高龄，心力衰竭，难以继续完成任务。期盼那位铁路自主创新的热心人，敢想，敢闯，挺身而出，把重担挑起来。为了减轻立项单位的顾虑和负担，我愿意无偿提供有关的工艺，历史资料和初步验证涂层可行性所需要的高分子涂料。一旦试验成功，一切成果悉归立项单位和参与创新者所有。