Крепление резины к металлам
Резина стала особенно широко применяться в качестве конструкционного материала после разработки надежных и сравнительно простых методов ее крепления к металлам. Несмотря на то, что крепление резины к металлу было открыто более 100 лет назад, разностороннее промышленное применение оно получило только в последние 25—30 лет. Сочетание в одной детали антикоррозионных, антифрикционных и других свойств резины со свойствами металлов позволяет широко применять в современном машиностроении различные резино-металлические детали: амортизаторы, буфера, уплотнители, подшипники, шарниры и т. д. В таких деталях основными элементами, несущими нагрузку или выполняющими другие специальные функции, как правило, являются резиновые элементы. Прочно присоединенные к ним металлические части служат обычно для монтажа и соединения ре-зино-металлических деталей с другими частями машин.
Применяющиеся в настоящее время способы крепления резины к металлам можно разделить на две группы:
1) способы горячего крепления (резина присоединяется к металлу в процессе вулканизации);
2) способы холодного крепления (резина присоединяется к металлу с помощью клеев или механическим путем).
Для изготовления деталей по первому способу применяется сырая резина, приобретающая необходимые свойства в процессе вулканизации. При холодном креплении к металлическим частям присоединяются готовые вулканизованные изделия из резины.
Резина прочно соединяется с металлом в том случае, когда между ними появляются силы взаимодействия, достаточные для того, чтобы противостоять силам, смещающим или отрывающим одну от другой соединяемые поверхности резины и металла.
Силами взаимодействия, обеспечивающими прочное соединение резины с металлом, могут быть силы трения, возникающие между поверхностями резины и металла при механическом способе изготовления резино-металлических деталей. Силы взаимодействия между соединяемыми поверхностями резины и металла могут представлять собой силы межмолекулярного сцепления при достаточном сближении соединяемых поверхностей. Силы взаимодействия могут обусловливаться, наконец, образованием между соединяемыми поверхностями промежуточных химических соединений. Необходимо отметить, что механизм процесса крепления резины к металлам различными способами еще не выяснен с достаточной полнотой, и в настоящее время продолжаются работы по изучению, совершенствованию и созданию новых способов крепления.
В процессе горячего крепления резина присоединяется к металлу либо непосредственно, либо через промежуточный слой.
Непосредственно прикрепляются к металлам эбонит или резина, в состав которых введены соединения меди, железа или некоторых других металлов. Объясняется это тем, что, согласно современным представлениям, основным звеном, связывающим каучук с металлом, является сера, наличие которой в резиновой смеси является обязательным. Сера, находящаяся в резиновой смеси, вступая в реакцию с металлами, образует сульфидные соединения, обеспечивающие крепление резины к металлической поверхности. Наиболее активно сера вступает в реакцию с медью, в результате которой образуются сульфиды меди, дающие прочное соединение.
В качестве промежуточных слоев при креплении резины к металлам используются эбонит, латунь и различные клеи, обладающие способностью хорошо прилипать как к металлам, так и к резине в процессе ее вулканизации.
Продолжение …