Металлические покрытия

Основные сведения

Тема 2 Нанесение покрытий на детали

Назначением поверхностных покрытий является защита деталей и изделий от коррозии, придание красивого внешнего вида и некоторых свойств поверхностному слою, отличных от основного металла, (твер­дости, электропроводности и др.).

По материалу пленок покрытия разделяются на металлические, химические и лакокрасочные.

Для повышения коррозионной стойкости, твердости и износостой­кости применяют также химико-термическую обработку поверхностного слоя.

При выборе вида покрытия необходимо учитывать условия работы детали и изделия. В легких условиях работают постоянно герметизиро­ванные и теплоизолированные детали и изделия, а также детали аппа­ратуры, устанавливаемой в закрытых, отапливаемых и вентилируемых помещениях, в которых воздух не содержит отходящих газов. В средних условиях работают детали негерметизированной аппаратуры, эксплуати­руемой в наружной атмосфере при температуре от - 60 до + 70°С и относительной влажности воздуха 70-36%. В жестких условиях находятся детали негерметизированной аппаратуры при непосредственном воздей­ствии дождя и снега при температуре от - 60 до + 70°С и относитель­ной влажности воздуха до 98%, а также аппаратуры, установленной в местах, доступных скоплению отходящих газов.

Металлические покрытия представляют собой тонкий слой металла, нанесенного на защищаемую поверхность детали. В зависимости от ха­рактера защиты изделий от коррозии металлические покрытия подразде­ляют на анодные и катодные. Анодным называется способ покрытия, при котором электродный потенциал металла покрытия меньше, а, следовательно, химическая активность выше, чем у основ­ного металла.

При катодном покрытии, наоборот, основной металл, более активен. Более надежно в отношении коррозии - анодное покрытие при котором в первую очередь корродирует металл покрытия, тогда как при катодном покрытии разрушение происходит по основному металлу. Таким образом, анодное покрытие защищает металл от коррозии механи­чески и электрохимически, а катодное - только механически.

Основные требования, предъявляемые к металлическим покрытиям, следующие:

I) прочное сцепление с основным металлом;

2) мелко­кристаллическая структура, обеспечивающая наилучшие механические свойства;

3) минимальная пористость;

4) равномерная толщина по­крытия.

Получение покрытий. Этапами технологического процесса нанесе­ния покрытий являются: подготовка поверхности; нанесение покрытий; промывка и сушка детали.

Подготовка поверхности заключается в механической обработке, обезжиривании и травлении. Механическую обработку производят с целью повышения чистоты поверхности, удаления неровностей, про­дуктов коррозии. Для этих целей применяют полирование или гидроаб­разивную обработку. Удаление жиров осуществляют обычно в органи­ческих растворителях (керосине, бензине). Травление применяется для удаления с поверхности обезжиренных и промытых деталей пленок, окислов. Оно производится в растворах серной, соляной и азотных кислот.

Металлические покрытия могут быть занесены гальваническим, хи­мическим и металлизационным способами.

Гальванический (электролитический) способ покрытия является наиболее распространенным.

Он заключается в осаждении металлов при электролизе водных растворов соответствующих солей. Покрытие наносят в гальванических ваннах, куда деталь поме­щают на специальных подвесках. Покрываемая деталь служит катодом, а металл покрытия - анодом. Гальванический способ дает возможность получать покрытия высокого качества и строго определенной тол­щины. Недостатками являются пористость и невозможность получения равномерного осадка на всех участках поверхности детали сложной формы.

Xимический способ является наиболее совер­шенным. При этом способе осаждение металла производится из спе­циальных растворов без применения электрического тока. Он дает возможность покрывать детали сложной формы и внутренние поверх­ности, которые недоступны для покрытия гальваническим способом.

Основными металлизационными методами являются непосредственное нанесение расплавленного металла, вакуумное испарение и катодное распыление. Непосредственное нане­сение расплавленного металла осуществляется обычно при помощи металлизаторов (рисунок 2.1).

Рисунок 2.I. - Распыление металлов электрометаллизатором.

Механизм "I" подает две проволоки "2", к которым подведен злектрический ток, в направляющие наконечники "3". При соприкосновении концов проволок образуется электрическая дута, расплавляющая их. Струя сжатого воздуха через сопло "4" распыляет расплавленный ме­талл. Этим методом можно наносить покрытия из любого металла не­зависимо от материала основания. Кроме получения декоративных и антикоррозийных покрытий, металлизация находит применение для устранения дефектов в литье и ремонтных работах. К числу недос­татков относятся хрупкость и небольшая прочность слоя покрытия.

После нанесения покрытия детали промывают в воде. Сушка вы­полняется в сушильных шкафах обычно при 110-120°С в течение 5-10 мин или обдувкой чистым сухим воздухом.