Антистатические композиционные покрытия для защиты магниевых сплавов на основе порошковых красок, обработанных в планетарной шаровой мельнице

Abstract

Авторы исследовали возможность придания покрытию на основе порошковой краски свойства электропроводности за счет обработки в планетарной шаровой мельнице. При варьировании времени механообработки, а также содержания наполнителя исследовали свойства порошковых смесей, а также структуру и свойства покрытий, функциональность которых достигнута введением в порошковую краску электропроводящего наполнителя и последующей их совместной обработкой в планетарной мельнице. Важной задачей являлось оптимизировать структуру и свойства покрытий при сохранении исходных физико-механических свойств порошковой краски и придании ей принципиально новых функциональных качеств. Обработку порошковых смесей проводили с помощью планетарной мельницы МП 4/0,5 (ООО Техноцентр, г. Рыбинск) при суммарной частоте вращения стаканов 800 об/мин. Технический углерод и порошковая краска в необходимых количествах загружались в планетарную мельницу, где происходила их совместная механическая обработка в течение 20…80 мин с шагом по времени 10 мин. Влияние времени механической обработки на свойства порошковой смеси оценивали по данным измерения насыпной плотности. В результате комплекса испытаний, имитирующих различные атмосферные и механические воздействия, установлено, что разработанное покрытие с содержанием технического углерода 12,5 % и времени механообработки порошковой смеси в планетарной мельнице 40 минут обеспечивает формирование пленки покрытия толщиной 70 мкм, обладающего удовлетворительными функциональными и защитными свойствами. Показано, что предложенный способ формирования покрытий на деталях из магниевых сплавов, сочетающий введение электропроводящего наполнителя, обработку порошковой смеси в планетарной шаровой мельнице и электростатическое напыление, может использоваться для снятия статического электричества с корпусов аппаратуры космических аппаратов, работающих в условиях открытого космоса.

The authors have studied possibility of providing electrical conductivity properties to the coating based on powder paints by processing in a planetary ball mill. Changing the duration the mechanical activation as well as the weight fraction of the filler, the properties of powder mixtures were investigated as well as a structure and properties of coatings which functionality is achieved by adding the conductive filler into powder paint and their subsequent joint treatment in planetary ball mill. The main aim of the study is to optimize the structure and properties of composite coatings while keeping initial physical and mechanical properties of powder paint and providing novel functional ones. The methods used in the study. Processing of powder mixtures was carried out by employing planetary ball mill MP 4/0,5 (Technocenter ltd., Rybinsk) with the total frequency of steel bowls rotation of 800 rpm. Carbon black and powder paint in necessary weigh fractions were loaded into the bawls where their joint mechanical activation took place for 20...80 minutes with increment of the treatment time of 10 min. Mechanical activation time influence on powder mixture properties was evaluated by packing density measurement data. The results. During the complex tests it was found that a designed mixture with the weight fraction of carbon black of 12,5 wt. % and the time of the mechanical activation in the planetary ball mill of 40 minutes provides the formation of a coating film with the thickness of 70 m?m having satisfactory functional and protective properties. It is shown that the proposed method of deposition functional coating on the parts of magnesium alloys including adding of conductive filler, powder mixture treatment in the planetary ball mill and electrostatic spraying, may be used to sink static electricity from the spacecraft bodies operating in open space.