НПП Электрохимия
Гальванические покрытия и механообработка

elhim.ekb@yandex.ru

8-912-044-66-44

8-922-162-66-44

Гальванические покрытия в автомобилестроении

 

Гальванические и химические покрытия применяются в самых разных узлах современных автомобилей. Основным их назначением является:

- Защита от коррозии;

- Улучшение внешнего вида;

- Придание поверхности антифрикционных свойств;

- Повышение износостойкости;

- Обеспечение постоянной электропроводности.

 

1. Коррозия в автомобиле.

Любые автомобили подвержены коррозии. Типичные ее очаги расположены на кузове под лакокрасочным покрытием или в местах его сколов. Особенно активно могут корродировать колесные арки и элементы подвески, испытывающие постоянное абразивное воздействие песка, гравия, льда, солей, глины и пр. Коррозии легко подвергаются необработанные части днища, стальная защита картера двигателя, крепежные элементы и метизы, металлические вкладыши подшипников. Ярким примером коррозии металла в автомобиле может быть также разрушение выпускного тракта двигателя под воздействием горячих отработавших газов. Если в топливной жидкости присутствуют примеси меркаптанов, сероводорода или элементарной серы, то в топливной системе может наблюдаться газовая химическая коррозия.

 

Коррозия во много раз усиливается во влажной среде. Исследования показали, что в атмосферных условиях на поверхности любого металла всегда присутствует пленка влаги. Температура, влажность воздуха и другие показатели влияют на ее толщину. Во влажной среде появляются условия для возникновения электрохимической коррозии, а попадание на металл химических реагентов, например, хлорида калия, входящего в состав антигололедной посыпки, резко ускоряет ее.  

           

2. Цинкование и оксидирование деталей машин.

Среди гальванических покрытий для защиты от коррозии стальных частей машин чаще всего применяется цинкование.

Цинковое покрытие предотвращает коррозию по двум причинам:

- Барьерное действие цинка, отделяющего сталь от коррозионно-активной среды (механическая защита);

- Электрохимическая защита, при которой железо и цинк являются гальванической парой в которой последний выступает анодом. При нарушении целостности оцинковки красная коррозия стали не будет наступать до тех пор, пока весь цинк в радиусе протекторного действия химически не разрушится. 

 

Сам по себе цинк является активным металлом, поэтому для повышения его устойчивости применяется пассивация, например, с применением шестивалентного хрома (хроматирование) или трехвалентного (хромитирование). Несмотря на то, что после хроматирования стойкость изделий значительно выше, но с точки зрения экоориентированного подхода автопроизводителей, желательно применение хромитирования, т.к. трехвалентный хром значительно менее токсичен и не канцерогенен.

Чаще всего цинкуется кузов, крепежные элементы и метизы.

 

Следует заметить, что чистое цинковое покрытие не лучшим образом подходит для работы при температуре 100о С, наблюдаемой в подкапотном пространстве. Для этих целей в европейских автомобилях (заводы Audi, BMW, Renault) широко применяется покрытие сплавом цинк-никель и цинк-олово.

 

Кроме этого, для защиты стали может применяться химическое оксидрование, но оно значительно уступает цинку по защитной способности. Химическое оксидирование можно встретить на болтах, гайках и саморезах (особенно в видимых частях черной обшивки салона). Вместо химоксидного покрытия может применяться более стойкое покрытие черным цинком. Оба они должны промасливаться.

 

3. Анодирование алюминия.

В автомобилях премиум класса некоторые кузовные части могут изготавливаться из алюминия. Алюминий значительно легче стали и лучше противостоит атмосферной коррозии, однако он слабо стоек к действию хлоридов и щелочей. Также он плохо окрашивается без специальной подготовки. Все эти проблемы решаются применением анодно-оксидного покрытия, которое одновременно значительно повышает коррозионную стойкость алюминия и придает поверхности исключительно высокую адгезию к лакокрасочному покрытию. Анодированию часто подвергают литые и кованые колесные диски (как самостоятельное покрытие, так и под окраску). В более дешевом варианте может применяться грунтовочное химическое оксидно-фосфатное покрытие.

 

Анодированные блестящие алюминиевые детали в интерьере автомобиля применяются уже около 20 лет. Из них обычно изготавливаются различного рода рамки, декоративные накладки, рычаги стояночного тормоза, накладки на пороги и пр.


4. Хромирование.

Хромовое покрытие в автомобилях находит применение в качестве:

- антикоррозионного;

- защитно-декоративного;

- износостойкого для трущихся деталей;

- высокоотражательного и одновременно термостойкого.

 

Хром, будучи крайне склонным к пассивации на воздухе и в агрессивной среде, моментально пассивируется и, до тех пор пока пассивная пленка оксидов хрома не разрушится, само покрытие и покрытая деталь будет надежно защищены от коррозии. Однако хром является катодом к стали и при повреждении будет ускорять коррозию в месте дефекта (в отличие от цинка с его анодной защитой).

 

Раньше хромом покрывали большое количество внешних деталей автомобилей: бампера, ободы фар, рамки зеркал, стекол и госномеров, молдинги, эмблемы, решетки радиаторов, колпаки и колесные диски. Сегодня его можно встретить в экстерьере серийных автомобилей в основном на решетках радиаторов и дисках. Оно одновременно создает великолепный яркий серебристый цвет с голубоватым оттенком и не царапается от случайно бьющих по нему камешков и других абразивов, которые могут встретиться на пути автомобиля. Хромирование активно используют реставраторы и коллекционеры антикварных авто.

 

В интерьере блестящие хромовые покрытия традиционно применяются на дверных ручках, элементах передней панели, ободах и ручках дефлекторов вентиляционной системы, стойках подголовников на креслах, в отделке накладки под рычагом переключения передач.

Отдельно могут применяться черные хромовые покрытия в аналогичных случаях.

 

Хромирование применяется внутри двигателей внутреннего сгорания (ДВС). В ДВС имеется постоянно работающая трущаяся пара - поршневые кольца/циллиндр, требующая повышенной износостойкости, причем традиционные гладкие твердые хромовые покрытия для этих целей не могут быть использованы. В тяжелых условиях, при повышенном давлении, температуре и дефиците смазки такое покрытие будет жить не более 3-5 часов, после чего разрушится. Разрушение случится от того, что при недостатке смазки в трущейся паре резко поднимется температура и произойдет выкрашивание частичек хрома. В результате на покрытии цилиндра появятся глубокие борозды. Поэтому вместо зеркального твердого хрома в ДВС должен применяться специальный пористый хром. Сетка пор наносится с помощью специальной обработки после хромирования (например, анодной или химической). Пористый хром обладает значительно большей маслоемкостью, чем гладкий.

 

Применение пористого хрома в рассматриваемой трущейся паре возможно в двух вариантах:

- хромированный цилиндр - чугунные поршневые кольца;

- нехромированный цилиндр - хромированные поршневые кольца.

 

В целом, износостойкость деталей, покрытых хромом возрастает в 3-5 раз, а срок службы ответных непокрытых деталей - до 2 раз.

 

После получения пористого хрома приработка абразивными порошками не допускается ввиду деформации пористой части покрытия и забивания ее частичками абразива. Поэтому при необходимости абразивной обработки покрытие следует шлифовать до нанесения сетки пор.

 

Толщина хрома при хромировании поршневых колец составляет 100-300 мкм.

 

С целью повышения износостойкости хром может также применяться на коленвалах и штоках гидроцилиндров в амортизаторах.

 

Высокая отражательная способность и термостойкость хрома позволяет использовать его в отражателях фар, в которых зачастую достигаются весьма высокие значения температуры. В более дешевом исполнении отражатель покрывается вместо качественного гальванического хрома имитацией под него - мета-хромом, который по сути является высокоотражающей краской на основе тончайшего серебра (не более 0.001 мм) и лака. Данное покрытие, в отличие от металлического настоящего хрома, плохо переносит знакопеременные температурные воздействия, особенно агрессивные в зимний период. Расширяясь при нагреве, сжимаясь при охлаждении и не обладая столь высокой как у гальванического хрома адгезией к отражателю фары, мета-хром быстро отслаивается. Да и само название мета-хром - подделка, т.к. на самом деле впервые оно стало использоваться для перспективного электролита черного гальванического хромирования, разработанного в СССР.


5. Легкоплавкие покрытия.

В автомобиле широко применяются легкоплавкие покрытия - свинец и олово-висмут.

 

Свинцовое покрытие используется в частях аккумуляторов и деталях, подверженных трению и действию кислот (вкладыши, внутренняя поверхность бензобака поршневые цилиндры и т.д)

 

Олово-висмутовое покрытие сохраняет стабильное переходное сопротивления в медных электроконтактах (клеммах, наконечниках, коммутаторах и пр.)

 

6. Фосфатирование стали.

Фосфатирование используется при серийном выпуске автомашин, в особенности легковых, для получения антикоррозионного слоя на поверхности кузова перед окраской. В зависимости от необходимых параметров в автомобилестроении используются три вида фосфатных покрытий:

- грунтовочные, наносимые перед окраской для получения необходимых защитных параметров и увеличения адгезии лакокрасочных покрытий;
- антикоррозионные для временной (при хранении) защиты деталей, работающих обычно либо в контакте со смазкой, либо подвергающихся относительно слабому коррозионному воздействию среды (пружины, крепежные изделия и т. п.);

- антифрикционные на трущихся парных деталях, уменьшающие время приработки пар трения, повышающие сопротивляемость заеданию и обладающие хорошими защитными свойствами.

 

7. Другие покрытия.

Значительно реже в декоративной отделке автомобилей встречаются никель, медь, серебро и золото. Эти покрытия используются как правило для элитных авто.


Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО "НПП Электрохимия" Любое копирование без прямой ссылки на сайт www.zctc.ru преследуется по закону. Текст статьи обработан сервисом Яндекс "Оригинальные тексты"