Выбор способа защиты металлических деталей и узлов с учетом требований по электропроводности корпуса изделий

В качестве конструкционных материалов для деталей и узлов радиоэлектронной аппаратуры широко применяют металлы. Номенклатура металлов необычно велика: это различные марки углеродистых сталей, алюминиевые сплавы, магниевые сплавы, медные сплавы (латуни и бронза), и многие другие материалы.

В процессе эксплуатации поверхности металлических деталей радиоэлектронной аппаратуры под влиянием влаги и атмосферных загрязнений могут разрушаться; это разрушение называют атмосферной коррозией. Атмосферная коррозия происходит под тонкой пленкой влаги на поверхности изделия в присутствии кислорода, воздуха. Из-за малого количества воды концентрация ионов в растворе оказывается значительной. Смывание продуктов коррозии не происходит, они остаются в месте разрушения, сцепляются с поверхностью . поэтому химическая стойкость металлических изделий определяется защитными свойствами продуктов коррозии.

На алюминиевых, титановых и магниевых сплавах, на бронзе (особенно бериллиевой) быстро возникает окисная пленка, которая существенно замедляет химическую (атмосферную) коррозию, т. е. эти металлы (сплавы) обладают хорошей коррозийной стойкостью. Но коррозию алюминия вызывают фенол (входящий состав фенольных пластмасс) и фунгициды на основе ртутных соединений (применяются в тропикоустойчивой радиоэлектронной аппаратуры против плесени).

Латунь не требует защиты, только при средней влажности воздуха, коррозирует в контакте с термореактивными пластмассами и ртутными соединениями (фунгицидами).

Детали из малоуглеродистой стали легко подвергаются атмосферной коррозии. При этом скорость коррозии существенно зависит от температуры: при повышенной температуре с 20-60°С. Коррозия возрастает в пять раз, поэтому детали из малоуглеродистой стали можно применять только после нанесения на них защитного покрытия. Исключения составляют нержавеющие стали. Второй причиной быстрого разрушения поверхностей металлических деталей может быть контактная коррозия, которая возникает при воздействии влаги на место соединения двух разнородных металлов. Влага с содержащимися в ней газами и солями различных веществ образует электролит. Разнородные металлы при взаимодействии с электролитом по разному отдают ему свои электроны. Таким образом, в результате взаимодействия двух разнородных металлов и электролита образуется гальванический элемент и по детали текут токи, величина которых зависит от разности электронных потенциалов двух металлов.

При этом металл, имеющий более отрицательный потенциал, ведет себя как анод в гальванической ванне и разрушается.

Если на поверхность детали нанести покрытие из металла, имеющего более отрицательный потенциал, чем у основного металла детали, то при воздействии влаги в первую очередь будет разрушаться металл покрытия, а основной металл детали разрушаться не будет. Такое покрытие называется анодным и оно хорошо защищает материал детали от коррозии.

Покрытие, материал которого имеет более положительный потенциал, чем у основного металладетали, называют катодным. Такое покрытие защищает металл от коррозии только механически. При образовании в слое покрытия даже незначительного разрушения (например, царапины) и проникновения в него влаги начинается контактная коррозия, при которой разрушению подвергается металл, имеющий более отрицательный электронный потенциал, т.е. металл детали. При катодном покрытии разрушение детали может идти даже интенсивнее, чем при отсутствии покрытия.

Наиболее широко применяемые металлы имеют электродные потенциалы в пределах – 1,55 В (магний ) до + 1,5 В (золото ). И чем дальше в электрохимическом ряду напряжений разнесены друг от друга металлы, т.е. чем больше между ними разность потенциалов, тем больше вероятность контактной коррозии. Металлы с близкими электрохимическими потенциалами могут применятся в контакте друг с другом.

Алюминий-магний является нежелательной парой. При контактных соединениях коррозируют магниевые сплавы. Магниевые сплавы в сильной степени подвержены контактной коррозии со всеми металлами, поэтому зону соединениями надо тщательно защищать от влаги несколькими слоями грунта, шпатлевки и краски.

Алюминий-сталь могут использоваться в контакте благодаря небольшой разности потенциалов.

Пара алюминий-медь недопустима. Даже в слабоагрессивной среде контакт алюминиевых сплавов с медными вызывает сильную карозию алюминия. Анодирование алюминия не исключает коррозии. Контактирование алюминиевых сплавов с латунями и бронзами также должно быть исключено.

Пары титановые сплавы – алюминиевые допустимы при всех случаях, за исключением погружения в морскую воду, где титан усиливает коррозию алюминия .

Очень важно правильно подобрать материалы для клепанных соединений. Нельзя допускать чтобы заклепки имели более отрицальный потенциал по сравнению с материалом соединяемых деталей и чтобы разность потенциалов была чрезмерно большой. Например соединения деталей из магниевых сплавов целесообразно производить заклепками из алюминиевое- магниевого сплава АМ-5. типа дюральалюминия, содержащих медь и вызывающих сильную коррозию алюминиевых сплавов.

Таким образом, для защиты деталей от разрушения их поверхности покрывают материалами более стойкими к воздействию разрушающих факторов. По назначению все покрытия можно разделить на защитные, защитно-декаративные и специальные.

Защитные покрытия предназначены для защиты от коррозии, старения, высыхания, гниения и др. процессов, вызывающих выход аппаратуры из строя.

Защитнодекаративные покрытия на ряду с обеспечением защиты деталей придают им красивый внешний вид.

Специальные покрытия придают поверхности деталей особые свойства или защищают их от влияния особых сред.

Все покрытия по способу получения разделяют на металлические и не металлические.

Металлические покрытия – покрытия, нанесенные горячим способом, гальванические, дифуззионные, и металлические на диэлектриках. Неметаллические покрытия – покрытия лаками, эмалями, грунтовками, а также противокорозийное покрытие пластмассами.

Выбор того или иного вида покрытия в каждом конкретном случае зависит от материала детали, ее функционального значения и условий эксплуатации.