Фазлутдинов К.К.

07.12.2017 (обновленно 07.12.2017)

2605 просмотров

Общие принципы выбора и нанесения покрытий

Согласно ГОСТ 9.303-84 при выборе покрытий следует учитывать:

• Назначение детали;
• Назначение покрытия;
• Условия эксплуатации деталей с покрытием (по ГОСТ 15150-69);
• Материал детали;
• Свойства покрытия и его влияние на механические и другие характеристики материала детали;
• Способ получения покрытия и его влияние на механические и другие характеристики материала детали;
• Экологичность металла покрытия и технологического процесса населения;
• Допустимость контакта металлов и металлических и неметаллических покрытий по ГОСТ 9.005-72.

Назначение основных видов покрытий дано в таблице ниже:

Из таблицы видно, что одно и то же покрытие может применяться для различных целей в зависимости от материала подложки. Отметим, что из основных покрытий только цинк и кадмий являются анодными по отношению к стали и являются в полном смысле защитными, т.к. защищают сталь даже при условии пористости и царапин на покрытии, доходящих до основы. Остальные покрытия будут ускорять коррозию стальной основы в порах. Для меди все покрытия, кроме благородных металлов являются анодными. Для алюминия, наоборот, практически все покрытия катодные.

Принципиальная схема нанесения покрытий. Технологический процесс.

• Механическая обработка — воздействие на изделие с целью механического снятия поверхностного слоя (ржавчины, окалины) или создания определенной шероховатости;
• Обезжиривание в органических растворителях - удаление органических загрязнений;
• Обезжиривание химическое — удаление органических и неорганических загрязнений;
• Обезжиривание электрохимическое — тонкое финишное обезжиривание;
• Травление химическое или электрохимическое — удаление относительно толстого слоя оксидов;
• Осветление - снятие травильного шлама;
• Активация - удаление тонкого (зачастую невидимого) слоя оксидов, выявление структуры металла на поверхности. Иногда вместо активации наоборот, производится пассивация;
• Нанесение адгезионного слоя — применяется для материалов, покрытие которых напрямую невозможно из-за наличия на из поверхности соединений, препятствующих прочному сцеплению покрытия с основой или из-за неэлектропроводности подложки;
• Покрытие - непосредственно нанесение гальванического или химического покрытия;
• Термообработка — выдержка изделия с покрытием при определенной температуре в среде атмосферного воздуха, водорода или инертного газа (например, аргона). Делается в основном с целью обезводораживания и увеличения пластичности перед нанесением второго слоя покрытия. Если же второй и более слой не предусмотрен, то термообработка будет относиться уже к финишным операциям (тогда она может применяться дополнительно с целью повышения микротвердости);
• Покрытие вторым слоем в многослойном покрытии - нанесение гальванического или химического покрытия по предварительно осажденному первому подслою;
• Постобработка — нанесение конверсионных покрытий, оксидирование, сульфидирование или фосфатирование покрытия, уплотнение анодных оксидных покрытий на алюминии. Например, хроматирование или хромИтирование цинковых и кадмиевых покрытий, пассивация никеля, декоративное состаривание серебра и меди и т.д.;
• Финишная обработка — комплекс мер, среди которых может быть финишная термообработка, промасливание, лакировка, окраска анодных оксидных покрытий на алюминии, обработка в полимерных композициях;
• Механическая обработка или химическая/электрохимическая полировка - конечная механическая обработка покрытия - шлифовка, полировка, глянцевание и т.п. Полировка может быть также химическая или электрохимическая.

Между операциями производится промывка в проточной или непроточной воде.

Данный исчерпывающий список операций, как правило, является более коротким для каждого конкретного вида покрытий.

Чаще всего схема выглядит проще:

• Обезжиривание химическое;
• Обезжиривание электрохимическое;
• Травление химическое;
• Активация;
• Покрытие;
• Постобработка.

Например, для цинкования из щелочного цинкатного электролита он будет выглядеть следующим образом (самый простой вариант):

• Химическое обезжиривание;
• Электрохимическое обезжиривание;
• Травление химическое;
• Цинкование;
• Постобработка - хроматирование или хромИтирование.

Перед конверсионными покрытиями (хромАтирование или хромИтирование) может производиться термообработка с целью обезводораживания.

После нанесения конверсионных пленок все покрытие может пропитываться в полимерных композициях, увеличивающих коррозионную стойкость. Учитывая, что цинк - одно из самых дешевых покрытий - введение дополнительных операций будет увеличивать его стоимость и удлинять производственный цикл.