Подготовка поверхностей деталей к нанесению покрытий

Технологический процесс нанесе­ния гальванических покрытий пре­дусматривает выполнение трех групп операций: подготовки поверхности деталей к нанесению покрытия, нане­сения покрытия и завершающей об­работки после покрытия.

Подготовка поверхности основного металла выполняется для придания детали правильной геометрической формы, удаления жировых и окисных загрязнений и уменьшения шерохо­ватости поверхности. Подготовка со­стоит из следующих операций:

механическая обработка поверх­ностей, подлежащих наращиванию;

очистка деталей от оксидов и про­мывки их органическими растворите­лями;

монтаж деталей на подвесные при­способления и изоляции мест, не под­лежащих покрытию;

обезжиривание (химического или электрохимического);

промывка в проточной горячей, а затем в холодной воде; химическая или электрохимиче­ская обработка; повторная промывка в проточной воде.

Предварительная механическая обработка осуществляется для уст­ранения следов износа и восстанов­ления правильной геометрической формы. Наиболее часто применяе­мые способы предварительной меха­нической обработки — шлифование и полирование. Обычно поверхность шлифуют до шероховатости, соответ­ствующей 6 — 8-му классам. В про­цессе нанесения защитнодекоратив­ных покрытий требуется более тща­тельная механическая обработка для получения минимальной шерохова­тости. Обрабатывая деталь, следует закруглять, где это допустимо, ост­рые кромки, фаски и углы, что позво­лит избежать образования на них на­ростов.

Шлифование и полирование перед нанесением покрытия производят с помощью шлифовальных кругов или непрерывной гибкой абразивной лен­ты. При этом используют шлифо­вальные круги двух типов: твердые и изготовленные из эластичных мате­риалов. Твердые состоят из зерен абразивного материала размером 250— 1200 мкм, скрепленных связ­кой. Круги из эластичных материа­лов (войлока, фетра) применяют Для тонкого окончательного шлифования перед нанесением защитно-декора­тивных покрытий. Абразивным мате­риалом служат мелкие зерна (75 — 120 мкм) корунда, наждака, кварца, которые наклеивают по периферии круга. Цветные металлы шлифуют кругами из мягкого войлока, сталь­ные детали — кругами из жесткого войлока.

Режимы шлифования выбирают так, чтобы исключить прижоги и об­разование трещин. Обычно окруж­ная скорость круга или ленты со­ставляет для черных металлов 30 — 35 м/с, для меди и ее сплавов 20 — 25 м/с, для алюминия 10 — 20 м/с. При этом применяют обильное охлажде­ние.

При подготовке мелких деталей к нанесению гальванических и химических покрытий используют галтовку, заключающуюся в обкатке деталей совместно с абразивными материа­лами в колоколах или барабанах. Аб­разивный материал и режимы обра­ботки при галтовке указаны в табл. 10.3.

Ниже приведена продолжитель­ность процесса галтовки в часах:

Удаление заусенцев............. 0,25—2,00

"   окалины............................... 1 — 4

Шлифование.................................. 4 — 40

Полирование небольших деталей:

стальных штамповочных.............. 3 — 4

"     поковок............................... 4 — 6

латунных и бронзовых.............. 2 — 4

Для окончательной отделки дета­лей (перед нанесением защитно-де­коративных покрытий) их полируют с использованием очень мелких абра­зивных материалов (микропорош­ков), обрабатывают при помощи эла­стичных кругов или лент с нанесен­ным слоем полирующей пасты. Абра­зивные материалы в качестве абра­зива содержат природный оксид же­леза (крокус), оксиды хрома и алюми­ния или другие соединения; связую­щими веществами служат стеарин, парафин, техническое сало (говяжье, баранье, свиное) и перезин (смесь твердых углеводородов).

Перспективным способом механи­ческой обработки деталей перед на­несением покрытий является их виб­роабразивная обработка. В этом слу­чае детали и абразив помещают в контейнер, которому сообщается ко­лебательное движение (вибрация) с частотой 1500 — 3000 колебаний в минуту (25 — 50 Гц) при амплитуде 1— 5 мм. Оптимальные значения ча­стоты и амплитуды колебаний со­ставляют соответственно 35 — 50 Гц и 1 — 3 мм.

При виброшлифовании, очистке деталей и снятии заусенцев в качест­ве рабочей среды применяют бой аб­разивных кругов, при виброполиро­вании — порошки оксидов железа, хрома, алюминия, а также мрамор, мел. Детали занимают 30 % вмести­мости контейнера, абразив —60 %, остальное пространство остается незаполненным. Виброобработку дета­лей выполняют сухим и мокрым спо­собами.

Для очистки поверхности деталей от ржавчины, окалины, краски, тра­вильного шлама и других загрязне­ний можно использовать кварцевание, при котором дисковым щеткам из проволоки диаметром 0,05—0,3 мм, за­крепленным на шпинделе шлифовально-полировального станка или на ва­лу электродвигателя, сообщают вра­щение с частотой 1200—2500 об/мин. Для карцевания стальных деталей служат стальные щетки, для карце­вания цветных деталей — щетки из латунной проволоки, а мягкие метал­лы обрабатывают волосяными, кап­роновыми или травяными щетками.

В процессе очистки деталей с поверхностей удаляются продукты кор­розии, масляные и другие загрязне­ния. При монтаже деталей на подвес­ное приспособление требуется обес­печить надежный контакт в электрической цепи деталь —подвеска — штанга, убедиться в наличии благо­приятных условий для равномерного распределения покрытия по поверх­ности деталей и для удаления пу­зырьков водорода, выделяющегося при электролизе.

Поверхности деталей, не подлежа­щие покрытию, изолируют, т. е. защи­щают диэлектриком от осаждения на них металла. Изоляция позволяет со­хранить геометрические размеры не­покрываемых участков, уменьшить непроизводительные потери электри­ческого тока и металла, защищает от коррозии внутренние поверхности. В качестве изоляторов служат съем­ные футляры, коробки, трубки, шай­бы, изготовленные по форме защища­емой поверхности из текстолита, эбо­нита, винипласта, фарфора и других электроизоляционных материалов. Детали несложной формы удобно изолировать пленочными материала­ми, которыми плотно обертывают защищаемые места. Лакокрасочные материалы наносят пульверизато­ром или кистью {в 2 — З слоя у промежуточной сушкой каждого.

Жировые пленки могут быть уда­лены с поверхностей деталей одним из следующих способов:

механической очисткой кашицеоб­разным раствором кальцемагниевой (венской) извести;

обезжириванием органическими растворителями;

химическим обезжириванием;

электрохимическим обезжирива­нием;

обезжириванием с применением ультразвука.

Следует помнить, что большинство органических растворителей токсич­ны, ряд из них пожароопасны. После обезжиривания ими на поверхности деталей остается очень тонкая плен­ка жиров, которая препятствует прочному сцеплению покрытия с ос­новным металлом. Растворяющая способность, кг/(м²-с), различных растворителей приведена ниже:

Фреон Ф-113.......................... 4,45

Трихлорэтилен.................. 3,10

Ксилол.............................. 2,20

Тетрахлорэтилен.................... 1,70

Бензин................................... 1,30

Уайт-спирит.......................... 0,90

Керосин................................. 0,65

Для химического и электрохимиче­ского обезжиривания используются

растворы щелочей, причем при элек­трохимическом обезжиривании кон­центрации веществ берутся меньшими. При электрохимическом обезжи­ривании на поверхности деталей, за­вешиваемых на катодную штангу, бурно выделяется водород, который способствует механическому отрыву жировой пленки. Для предохранения поверхностей деталей от наводораживания, увеличивающего хруп­кость основного металла, в конце процесса обезжиривания меняют полярность на обратную, и в течение короткого времени (0,2 —0,25 дли­тельности обработки на катоде)об­рабатывают детали на аноде. Этот же эффект достигается >и при элект­рохимическом обезжиривании пере­менным током.

Составы растворов для химиче­ского и электрохимического обез­жиривания указаны в табл. 10.4 и 10.5, а режимы их работы приведены ниже: