Уплотнительный прокладочный материал

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(72) Авторы Сахнович Дмитрий Валерьевич Канецкий Сергей Борисович Карпушкин Виталий Николаевич(57) 1. Уплотнительный прокладочный материал, содержащий две пластины из мягкого материала, размещенный между ними армирующий металлический перфорированный сердечник с двухсторонним расположением заусенцев перфораций и металлический перфорированный каркас с односторонним взаимно противоположным расположением заусенцев перфораций, смонтированный на наружных поверхностях пластин из мягкого материала, отличающийся тем, что поверхности металлического перфорированного каркаса и металлического перфорированного сердечника, контактирующие с пластинами из мягкого материала, дополнительно содержат тонкопленочное покрытие на основе клеящей композиции толщиной 0,01-0,05 мм, при этом пластины мягкого материала выполнены толщиной от 0,5 до 4 мм. 2. Уплотнительный прокладочный материал по п. 1, отличающийся тем, что клеящая композиция выполнена на основе вибростойкого и ударопрочного эпоксидного клея, например Эпокси-Эксклюзив. 3. Уплотнительный прокладочный материал по п. 1, отличающийся тем, что клеящая композиция выполнена на основе медного антипригарного клея. 4. Уплотнительный прокладочный материал по п. 1, отличающийся тем, что клеящая композиция выполнена на основе однокомпонентного маслобензостойкого автомобильного герметика. 70572011.02.28 5. Уплотнительный прокладочный материал по п. 1, отличающийся тем, что пластины мягкого материала выполнены из асбестовой бумаги, или прорезиненного асбестового полотна, или терморасширенного графита. Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в производстве герметизирующих уплотнений для двигателей транспортных средств. Известна многослойная стальная прокладка для двигателей внутреннего сгорания 1. Прокладка содержит стальные листы, каждый из которых имеет заданное электрическое сопротивление. Один слой покрытия выполнен из материала, электрическое сопротивление которого выше, чем сопротивление стальных листов. В каждом из стальных листов прокладки для выравнивания их друг с другом сформировано, по меньшей мере, одно отверстие, и выполнены упругие уплотняющие валики, по меньшей мере, в одном из стальных листов прокладки. Вокруг, по меньшей мере, одного из отверстий нанесен, по меньшей мере, один слой материала покрытия, по меньшей мере, на одну поверхность, по меньшей мере, одного из листов прокладки. Сборку, по меньшей мере, одного слоя прокладки с покрытием и, по меньшей мере, одного другого слоя прокладки производят сваркой собранных вместе слоев с помощью лазераили 2. Недостатком такой прокладки являются низкие упругие характеристики, что снижает эффективность уплотнения статичных плоских поверхностей, в частности головки блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Известен армированный многослойный прокладочный материал для плоских фланцевых прокладок 2. Прокладочный материал содержит, по меньшей мере, один слой из металлической перфорированной фольги с односторонним расположением зубцов перфорации, ориентированных перпендикулярно поверхности металлической фольги, и слой из терморасширенного графита, которые механически соединены под давлением посредством внедрения зубцов в слой терморасширенного графита. Перфорированную фольгу изготовляют путем ее пробивки пуансонами с углом заточки от 40 до 65, при этом площадь перфорированных отверстий составляет не менее 2,0 от всей площади фольги. Материал может содержать также два слоя перфорированной металлической фольги, наложение фольги осуществляют с каждой стороны слоя из терморасширенного графита, при этом используют рулонную металлическую фольгу толщиной 0,05-0,5 мм, а толщина слоя терморасширенного графита составляет от 1 до 5 мм. Металлическую фольгу выполняют из стали, преимущественно из нержавеющей, или из цветного металла, или сплава на его основе. Механическое соединение осуществляют путем прокатки в валках или путем прессования,а формирование прокладок проводят после механического соединения. Прокладку формируют путем ее вырубки из полученного таким образом многослойного прокладочного материала. Недостатком прокладки являются неэффективные уплотнительные свойства из-за низкой адгезии слоя из терморасширенного графита к металлу. Предложен армированный многослойный прокладочный материал с металлическим каркасом, выбранный в качестве прототипа 3. Каркас выполнен с односторонним расположением заусенцев, которые изогнуты во взаимно противоположных направлениях и внедрены в эластичные листы уплотнительного материала. В срединной части прокладочного материала размещен металлический сердечник с двухсторонней просечкой и взаимно 2 70572011.02.28 противоположным расположением заусенцев перфораций, которые внедрены с двух сторон в эластичные листы уплотнительного материала. Такой прокладочный материал изготавливают путем обкладки перфорированного металлического сердечника с двух сторон эластичными листами уплотнительного материала. Затем дополнительно по наружной поверхности обкладывают с двух сторон металлическим каркасом с последующим пропусканием металлического каркаса, эластичных листов уплотнительного материала и металлического перфорированного сердечника через каландр или сдавливанием между двумя плоскостями. В результате такой обработки обеспечивается внедрение заусенцев(гофр) в эластичные листы уплотнительного материала и их загиб, что приводит к прочному скреплению обкладочного уплотнительного материала к металлическому каркасу и металлическому сердечнику. Недостатком прототипа является слабая адгезия металлических листов каркаса с эластичными листами уплотнительного материала, что снижает эффективность использования прокладочного материала, например, для герметизации головки блока цилиндров в двигателях внутреннего сгорания. Задачей полезной модели является повышение эффективности уплотнения и стойкости прокладочного материала в условиях воздействия высоких температур и давлений. Техническим результатом полезной модели является повышение прочности сцепления металлического каркаса с эластичным уплотнительным материалом. Технический результат достигается тем, что уплотнительный прокладочный материал,содержащий две пластины из мягкого материала, размещенный между ними армирующий металлический перфорированный сердечник с двухсторонним расположением заусенцев перфораций и металлический перфорированный каркас с односторонним взаимно противоположным расположением заусенцев перфораций, смонтированный на наружных поверхностях пластин из мягкого материала, согласно полезной модели, поверхности металического перфорированного сердечника и металлического перфорированного каркаса,контактирующие с пластинами из мягкого материала, дополнительно содержат тонкопленочное покрытие на основе клеящей композиции толщиной 0,01-0,05 мм, при этом пластины мягкого материала выполнены толщиной от 0,5 до 4 мм. Клеящая композиция выполнена на основе вибростойкого и ударопрочного эпоксидного клея, например Эпокси-Эксклюзив. Клеящая композиция выполнена на основе медного антипригарного клея. Клеящая композиция выполнена на основе однокомпонентного маслобензостойкого автомобильного герметика. Пластины мягкого материала выполнены из асбестовой бумаги, или прорезиненного асбестового полотна, или терморасширенного графита. Сущность полезной модели поясняется чертежами на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 представлен поперечный разрез уплотнительного прокладочного материала с тонкопленочным покрытием на внутренних поверхностях металлического перфорированного каркаса и сердечника. На фиг. 2 - вариант нанесения тонкопленочного покрытия на внутренние поверхности металлического перфорированного каркаса. Уплотнительный прокладочный материал 1 содержит пластины 2, 3 металлического перфорированного каркаса и металлический перфорированный сердечник 4 с заусенцами 5, размещенные между ними пластины 6 из мягкого материала и тонкопленочное покрытие 7 на основе клеящей композиции, нанесенное на внутренние поверхности пластин 2, 3 металлического перфорированного каркаса и перфорированного сердечника 4. Уплотнительный прокладочный материал 1 изготавливают следующим образом. Перфорированный металлический сердечник 4 с двух сторон покрывают тонкой пленкой 7 на основе клеящей композиции толщиной порядка 0,05 мм клеящей композицией основе 3 70572011.02.28 вибростойкого и ударопрочного эпоксидного клея, например Эпокси-Эксклюзив (производитель АО Анлес, Санкт-Петербург), или медного антипригарного клея толщиной 0,03 мм, или однокомпонентным маслобензостойким автомобильным герметиком толщиной 0,05 мм, затем обкладывают его с двух сторон эластичными мягкими пластинами 6 уплотнительного материала. В качестве эластичного уплотнительного материала используют асбестовую бумагу, или прорезиненное асбестовое полотно, или терморасширенный графит. Далее на пластины 2, 3 металлического перфорированного каркаса, которые выполнены с односторонним расположением заусенцев 5, со стороны их расположения аналогичным образом наносят тонкую пленку 7 на основе клеящей композиции толщиной 0,01-0,05 мм. Подготовленными таким образом пластинами 2, 3 металлического перфорированного каркаса обкладывают с двух сторон эластичные мягкие пластины 6, при этом заусенцы 5 погружают в тело эластичных мягких пластин 6. Пластины 6 мягкого материала выполняют толщиной от 0,5 до 4 мм из асбестовой бумаги, или прорезиненного асбестового полотна, или терморасширенного графита. Полученный таким образом сэндвич подвергают затем сжатию между плоскими плитами (на чертеже не показано), в результате чего обеспечивается внедрение и загиб заусенцев 5 на пластинах 2, 3 металлического перфорированного каркаса и скрепление пластин 6 обкладочного уплотнительного материала с металлическим каркасом пластин 2, 3 и металлическим сердечником 4. Необходимая длина заусенцев 5 для обеспечения загиба и надежного скрепления достигается заданием формы зуба штампа (на чертеже не показано) для пробивки перфораций в металлическом сердечнике 4 и пластинах 2, 3 каркаса и определяется из соотношения 2(оп/2), где- толщина зуба штампа,- ход штампа, оп - оптимальный угол заострения зуба штампа. Уплотнительный прокладочный материал 1, предназначенный для работы в более легких условиях, может быть изготовлен с нанесением тонкопленочного покрытия 7 на основе клеящей композиции только на внутренние поверхности пластин 2, 3 металлического перфорированного каркаса, которые контактируют с пластинами 6 обкладочного уплотнительного материала (фиг. 2). Тонкопленочное покрытие 7 дополнительно, благодаря высокой степени адгезии клеящей композиции к металлу, прочно и герметично скрепляет металлические поверхности каркаса и сердечника с пластинами 6 уплотнительного материала. Известно, что эпоксидная группа клеящих композиций, в частности Эпокси-Эксклюзив (производитель АО Анлес, Санкт-Петербург), имеет высокую адгезию за счет введения в нее веществ, содержащих активные атомы водорода, в частности бензидина, что приводит к раскрытию этиленоксидного цикла и сопровождается образованием химических связей с окисной пленкой металла. Однокомпонентный маслобензостойкий автомобильный герметик представляет собой пастообразную эпоксидную композицию от светло-серого до серого цвета, способную вулканизироваться при температуре окружающей среды с образованием резиноподобного материала. Температурный интервал эксплуатации герметика от -50 до 300 С. Клеящая композиция на основе медного антипригарного клея представляет собой термостойкий эпоксидный аэрозольный клей, который хорошо затекает и заполняет незначительные дефекты поверхности, уплотняя и дополнительно герметизируя соединение. Рабочий диапазон температур от -45 до 260 С. Устойчив к воздействию всех видов автомобильных жидкостей, в том числе бензина. Полученный таким образом уплотнительный прокладочный материал имеет улучшенную стойкость к действию высоких удельных давлений и теплостойкость при этих давлениях. Результаты испытаний разработанного прокладочного материала представлены в таблице. ИзвестНовый прокладочный материал с тонконый пленочным покрытием из Ед. изме- проклакомпозиция композиции дочный рения Эпоксис маслобензоиз медного материал Эксклюзив стойкого автоантипригар(прото- композиции мобильного ного клея тип) герметика Сжимаемость при давлении, МПа 50 100 200 Сжимаемость после воздействия масла при давлении, МПа 200 Восстанавливаемость после снятия давления 200 МПа (выдержка 5 час в масле-20 при 100 С) Восстанавливаемость без воздействия высокой температуры после снятия давления, МПа 50 100 200 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5