Фазлутдинов К.К.

05.05.2017 (обновленно 07.05.2017)

1860 просмотров

Защитные, защитно-декоративные, специальные покрытия.

Содержание:

1. Защитные покрытия

2. Защитно-декоративные покрытия

3. Специальные покрытия

Покрытия могут наноситься с защитными, защитно-декоративными и специальными целями. Данная классификация покрытий условна — многие из них можно отнести к разным классам, в зависимости от цели нанесения. Например, на автомобильном диске хромовое покрытие — защитно-декоративное, а на пресс-форме — специальное (износостойкое). На эфесе сабли серебряное покрытие будет защитно-декоративным, а на электрическом контакте — специальным (повышающим электропроводность).

 
1. ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ.

Если цель - защита от коррозии без серьезных требований к внешнему виду.

Традиционно защитными покрытиями считаются цинк и кадмий. Цинком и кадмием обычно защищают стальные изделия. Цинковое покрытие чаще всего является анодом к стали, поэтому защищает сталь даже после повреждения в определенном радиусе вокруг трещины, скола или царапины. Толщина покрытия, в зависимости от условий эксплуатации, может колебаться в пределах 6-50 мкм, в некоторых случаях — выше.

В чистом виде цинк и кадмий используются редко. После нанесения покрытия требуется финишная обработка, которая делится на хроматную, хромитную, фосфатную и оксидную.

Хроматная и хромитная обработка заключается в образовании на цинке и кадмии тонкой пленки, соответственно, хроматов или хромитов. Разница состоит в используемых растворах — на основе шестивалентного или трехвалентного хрома. Вопрос выбора пассивирующего раствора связан не только с качеством пленки, но в первую очередь, с экологичностью процесса. Хромитные растворы используют взамен хроматным, т.к. шестивалентных хром значительно токсичнее трехвалентного и он канцерогенен. Однако качество хроматной пленки выше.

Пассивирование хромсодержащими растворами дает возможность изменять цвет покрытия – делать его радужным, голубым, черным, бесцветным (для блестящего цинка), хаки и т.д.

Хроматная/хромитная пленка значительно повышает коррозионную стойкость цинка.

Фосфатная обработка заключается в образовании на цинке слоя нерастворимых фосфатов. В принципе, фосфатирование — операция для обработки стали и на цинке используется реже. Однако такая возможность есть. Кроме всего прочего, фосфатной обработкой можно не только увеличить коррозионную стойкость цинка, но и повысить адгезию последующего лакокорасочного покрытия к подложке. Краска, выступая в основном как барьер между цинком и агрессивной средой, делает коррозионную стойкость такого “бутерброда” максимальной.

Оксидные покрытия на цинке и кадмии используется редко.

Отдельно следует поговорить о защитных композиционных покрытиях и сплавах цинка. Это многофазные системы, которые могут быть как металлическими, так и лакокрасочными.

Металлический композиционный вариант — цинковое покрытие с включениями частичек кремния или других веществ. Включения влияют на коррозионную и износостойкость покрытия.

Лакокрасочный вариант – холодное цинкование или цинкнаполенная краска, т.е. краска с высоким содержанием мелкодисперсного цинкового порошка. Механизм защиты стали в этом случае аналогичен металлическому покрытию.

Сплавы цинка – покрытия, полученные соосаждением цинка с другими металлами, например железом, никелем, оловом. Сплавы обладают уникальными свойствами, однако нанесение их — процесс значительно более трудоемкий и технологичный, чем процесс получения чистого цинкового покрытия.

Цинк, будучи очень мягким металлом, не обеспечивает износостойкости, поэтому его нельзя применять в деталях, работающих на истирание.   

2. ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОКРЫТИЯ.

Если цель — не только защитить от коррозии, но и придать поверхности красивый внешний вид. Защитные свойства нужны либо наравне с внешним видом, либо идут на второй план.

К защитно-декоративным обычно относят блестящие покрытия никелем и хромом. Также в данную группу входят некоторые аноднооксидные покрытия. Даже цинк, полученный блестящим тоже может считаться защитно-декоративным, но в длительной перспективе он рано или поздно потускнеет.

При этом защитные свойства таких покрытий, как правило, несколько хуже, чем у чисто защитных покрытий. Обычно это связано с катодным характером защитно-декоративных покрытий на стали и высоким уровнем внутренних напряжений, которые могут вызвать. На меди эти покрытия становятся анодными и, фактически, защищают аналогично цинку на стали. Улучшение защитных свойств защитно-декоративных покрытий может быть обеспечено не только за счет повышения толщины, но и с использованием подслоев.

Многие защитно-декоративные покрытия обладают уникальной химической стойкостью в определенных средах. Например, никель - в щелочных, белая бронза - в серосодержащих промышленных атмосферах и т.д. 

3. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПОКРЫТИЯ.

Если цель — обеспечить уникальные функциональные свойства поверхности детали или изделию в целом. При этом защитные и декоративные свойства идут либо наравне с обеспечением функционала, либо на второй план.

В целом специальные задачи могут быть подразделены на:

• Повышение износостойкости;
• Повышение или понижение электропроводности;
• Улучшение паяемости;
• Улучшение сродства к органическим покрытиям;
• Улучшение адгезии лакокрасочных покрытий;
• Увеличение или уменьшение отражения света;
• Улучшение антифрикционных свойств.

В качестве примеров специальных покрытий можно привести:

• Олово или его сплавы  — под пайку;
• Латунь — под обрезинивание;
• Медь — электромагнитный экран, подслой под другое покрытие, искрозащита;
• Серебро — повышение электропроводности, получение высокоотражающей поверхности, антифрикционное покрытие;
• Свинец — антифрикционное покрытие, покрытие под пайку;
• Черный никель, черный хром — получение светопоглощающей поверхности, антибликовое покрытие;
• Аноднооксидное покрытие — электроизоляция, подслой под покраску;
• Фосфатное покрытие — диэлектрическое покрытие, подслой под покраску.

Обратим внимание, что цинковое покрытие будет специальным при необходимости обеспечения свинчиваемости на алюминиевых резьбовых деталях, а хром будет специальным покрытием, когда задача - обеспечить износостойкость, жаростойкость, жаропрочность.