Тема 2.12 Технологія і устаткування при нанесенні поверхневих покриттів

2.12.1 Підготування поверхонь деталей перед нанесенням покриттів. Види покриттів

Покриття на поверхню наносяться з різною метою, проте найчастіше, щоб захистити поверхню від впливу навколишнього середовища, тобто зопобігти корозії та ерозії.

Покриття класифікуються за різними ознаками:

- за технологією нанесення розрізняють металеві гальванічні; металеві гарячі; хімічні; анодизаційні; дифузійні; лакофарбні; електроізоляційні або пластмасові; консерваційні мастила та інгібітори корозії;

- за призначенням покриття можуть бути: захисні; електроізоляційні; декоративні; захисно-декоративні; зміцнюючі та контактні;

- за способом отримання покриттів їх підрозділяють на: хімічні та електрохімічні, гальванічні та анодноокисні;

- за матеріалом, який наноситься розрізняють: металеві, композиційні та неметалеві неорганічні покриття;

- за механізмом захисту вони можуть бути катодні та анодні; за кількістю нанесених шарів: одно- та багатошаровими.

Металеві та гальванічні покриття за якістю нанесення бувають дзеркальними, глянцевими, блискучими та матовими.

Лакофарбні покриття також за якістю нанесення підрозділяються на 4 класи.

В технології нанесення покриття операції дуже прості:

- підготування поверхні перед нанесенням покриття;

- нанесення покриття;

- сушіння;

- контроль.

Підготовка поверхні до нанесення покриттів може проводитись декількома способами:

- механічна обробка – це: гідроабразивна обробка; піскоструменева обробка, але вона шкідлива через пил; дрібоструменева та дрібометна; галтування; шліфування; полірування; ультразвукова обробка; крацевання, яке може бути сухим та мокрим, тобто обробка металевими щітками;

- до хімічних та електрохімічних способів обробки відносяться:

а) знежирювання, тобто вилучення плям та мастила в лугових розчинах, при цьому процес прискорюється, якщо проводити не хімічне, а електрохімічне знежирювання (хімічне від 5 до 60 хвилин, електрохімічне до 2 хвилин). Можно ще прискорити хімічне знежирювання використавши ультразвук. В якості розчинника використовується бензин, керосин, трихлоретилен. Хімічне знежирювання може бути в парах розчинника, зануренням в холодний або гарячий розчинник або ж промиванням під душем;

б) травління, тобто вилучення іржі, окалини. Проводиться в кислих та лугових розчинах. Наприклад, соляна кислота, сірна, звичайно мають концентрацію близько 20-25%. Якщо розчини нагрівають, то підвищується швидкість травління;

в) декапірування, тобто повторне очищення в слабких розчинах кислот;

г) електрополірування - деталь під’єднується до аноду, а в якості катоду використовують свинцеву пластину. При цьому за декілька секунд поверхня деталі може стати глянцевою.

2.12.2 Технологія нанесення металевих покриттів

До металевих покриттів відносяться: гальванічні, гарячі, анодизаційні, дифузійні, деякі види хімічних покриттів.

Гальванічні покриттяз’являються у процесі осадження тонкого шару металу на поверхню деталі в ваннах з електролітом, де в якості електроліту застосовується сіль металу, який осаджується. Анодом є пластина металу, що осаджується, а катодом - деталь. Розрізняють такі гальванічні покриття:

- цинкування, іноді з наступним пасивуванням (хроматуванням);

- оловіювання або лужіння може використовуватися як захист від азотування, коли частину поверхні не треба азотувати;

- сріблення;

- нікелювання – дозволяє витримати температуру більше 300^оС. Для міді може бути захисним покриттям. Для чавуну декоративно-захисним і теплостійким;

- хроматування;

- кадмування спільно з пасивуванням створює дуже надійний захист від води;

- мідніння використовується для покриття контактів та як захист від цементації.

Металеві гарячі покриття. До них належать гаряче цинкування та гаряче оловіювання. Можуть наноситися зануренням або розпиленням з пістолета.

Обладнанням є ванни або камери. Найчастіше оловіювання необхідне для покриття алюмінієвих шин.

До хімічних металевих покриттів належать пасивування (хроматування), оксидування, а також нікелювання. Наносяться вони за рахунок проходження хімічної реакції в ваннах з реактивами, в результаті чого виникає захисний шар металів. При пасивуванні розміри самої деталі навіть зменшуються на декілька мікрон. Хімічне пасивування використовується як корозіостійке покриття. Оксидування сталевих деталей ще називається воронінням або синінням (це нанесення оксидної плівки). Також існує оксидування мідних деталей та сплавів з міді.

Анодизаційні покриття за технологією нанесення нагадують гальванічні, але деталь приєднується до аноду. А катодом є пластини свинцю або сталі.

Анодизаційне покриття - фактично оксидування, тобто покриття захистною оксидною плівкою.

Дифузійні покриття - це хімікотермічні покриття, які наносяться при високій температурі, коли атоми захисних елементів дифундують в поверхневий шар виробів, які захищаються в газоподібному або рідинному середовищах.

До металевих дифузійних покриттів належать: алюміювання, тобто покриття алюмінієм; нікелювання; хроматування.

В якості обладнання при обробці використовують спеціальні пічі або пічі-ванни, а технологія була описана в п. 2.11.