- •Дисциплина «Технология материалов и покрытий» (тМиП) Группа м-39 Специальность 150502(121000)
- •Общая характеристика абразивной обработки
- •Обработка металлов давлением (омд).
- •Технологические методы обработки заготовок
- •Электроэрозионные методы обработки
- •Электроискровая обработка
- •Электроимпульсная обработка
- •Высокочастотная электроискровая обработка
- •Электроконтактная обработка
- •Электрохимические методы обработки
- •Электрохимическое полирование
- •Электрохимическая размерная обработка
- •Электроалмазная обработка
- •Электрохонингование
- •Дисциплина «Технология материалов и покрытий» (тМиП) Группа м-39 Специальность 150502(121000)
- •Назначение и методы нанесения покрытий.
- •Покрытия
- •Неметаллические покрытия Виды и назначение
- •Покрытия силикатными материалами
- •Технология лакокрасочных покрытий
- •Собственно нанесение покрытий
- •Технология химических покрытий Оксидирование и фосфатирование
- •Химическое никелирование
- •Технология напыления металлами (Металлизация)
- •Диффузионные покрытия
- •Пассивация и пассивирование
- •Гальваническое цинкование и кадмирование
- •Кадмирование
- •Гальваническое никелирование
- •Технология эмалирования и гуммирования
- •Гуммирование
Собственно нанесение покрытий
Катодное осаждение металлов протекает в два этапа:
1 - образование на поверхности основы центров кристаллизации (зёрен)
2 - роста осадка вокруг центров кристаллизации.
Каждый из этапов протекает с определённой скоростью, зависящей от условий электролиза (температуры, плотности тока, перемешивания),вида наносимого металла, вида и концентрации электролита, наличия в электролите добавок. Всё это влияет на структуру покрытий.
Кроме размера кристаллов, большое влияние на характер покрытий оказывает их форма и ориентация, т. е. взаимное расположение. Система кристаллов, в которой один или два кристаллографических направления являются доминирующими, называется текстурой. И текстура и размер кристаллов влияют на свойства покрытий – блеск, чистоту поверхности и т. д.
Простым и дешевым методом нанесения защитного покрытия является окунание в ванне. Ограничением является то, что наносимый в качестве покрытия металл или сплав должен иметь низкую Тпл, при которой металл-основа ещё не меняет своих физических свойств.(Метод используют для нанесения на сталь и медь олова, свинца, цинка, алюминия).
Технология процесса состоит из нескольких операций. (для лужения, цинкования, алитирования).
Предварительная обработка поверхности включает: удаление загрязнений, обезжиривание, травление, промывку.
Покрываемые изделия переносятся из обезжиривающей щёлочной ванны в травильный раствор, а затем промываются в потоке воды.
Изделия из чугуна подвергаются пескоструйной обработке.
Предварительную обработку жести, проволоки, ленты осуществляют протягиванием с постоянной скоростью через ёмкости с соответствующими растворами.
Обработка во флюсе состоит в окунании изделий в водный раствор флюса или его сплав, находящийся на поверхности расплавленного металла-покрытия. Флюс очищает поверхность от остаточных окислов и облегчает смачивание её расплавленным металлом покрытия.
Образование металлического покрытия происходит при погружении изделий в расплавленный металл. Холодная поверхность металла сразу покрывается тонким слоем расплавленного металла.
Взаимодействие металлов приводит к возникновению поверхностного слоя сплава. Мелкие детали обрабатываются партиями, помещёнными в перфорированных корзинах.
Заключительная обработка осуществляется для выравнивания толщины покрытия, сглаживания и улучшения его свойств и внешнего вида.
Покрытия горячим лужением получают окунанием изделий в расплавленное олово. Покрытия состоят из двух слоёв: внутреннего – непосредственно прилегающего к основе и представляющего собой интерметаллическое соединение олова с железом FeSn2 и внешнего – более тонкого и представляющего собой чистое олово.
Собственно лужению предшествует очистка от ржавчины, окалины, грязи и смазки, обезжиривание и многократное протравливание в кислых ваннах с ингибиторами травления.
Подготовленные изделия (листы, лента из жести) окунают через слой флюса в расплавленное олово.
Флюсом служит хлорид цинка с примесью хлорида аммония. Флюс следует держать при температуре кипения, изделие должно быть смочено водяным душем. Жесть перемещается в расплавленном олове при помощи системы роликов и направляющих, а перед выходом из ванны она проходит через слой пальмового масла. Температура в месте вхождения в ванну должна быть 3000 С, на выходе 2000 С. Масло должно в точности отвечать требованиям по вязкости и кислотности. Оно предохраняет горячее оловянистое покрытие от окисления в ходе его остывания и придаёт ему приятный внешний вид. Толщину оловянистого покрытия регулируют, изменяя температуру и расстояние между роликами.
Горячее лужение применяют для изготовления «белой жести», идущей для изготовления консервных банок.
Цинковые покрытия получают в результате диффузии, поэтому его толщина определяется как масса цинка, приходящаяся на единицу поверхности. Расход цинка от 50 до 1000 г/м2 в зависимости от характера изделий и условий эксплуатации. Толщина регулируется временем нахождения изделий в ванне. Цинковое покрытие состоит из сплавов с различным соотношением цинка и железа.
При цинковании следует поддерживать температуру 450…4900 С. Существует ряд технологических процессов цинкования жести, проволоки, труб и т. д. Цинкование жести и проволоки ведётся непрерывным способом, других изделий – периодическим.
Цинкованию предшествует подготовка поверхностей ( механическое, химическое удаление загрязнений).
Удаление окалины и продуктов коррозии осуществляют в растворах кислот, где имеются ингибиторы коррозии.
После травления следует промывка в чистой проточной воде, т. к. травильные растворы и шламы от травления увеличивают расход цинка и ухудшает качество покрытий.
Операция флюсования проводится с целью подготовки изделий перед цинкованием. При флюсовании удаляются окислы, оставшиеся после травления, и соли. Кроме того поверхность защищается от вторичного окисления в момент окунания в жидкий цинк.
Флюсование при сухом цинковании ведётся в 30 % растворе хлорида цинка или смеси хлоридов цинка и аммония. Температура раствора 25-70 0 С, время операции – несколько минут.
После флюсования – сушка при температуре не превышающей Тпл флюса. Цель сушки – удаление влаги из слоя флюса и подогрев поверхностей изделия перед самим цинкованием.
Флюсование при мокром цинковании: на поверхности расплавленного цинка находится слой флюса, через который проходит предварительно увлажнённый при промывке покрываемый предмет. Исключается операция сушки после флюсования.
Собственно цинкование ведётся в ваннах с расплавленным цинком при t=450-4900 С в течение нескольких минут. Избыток цинка с внешней стороны жидкого покрытия удаляют обдувкой изделий из специальных форсунок непосредственно над ванной.
Наряду с известными методами цинкования распространён процесс горячего цинкования лент и проволоки. Он отличается способами удаления окалины и обезжиривания поверхности. Жиры и масла удаляются с ленты при помощи окислительного отжига, а вместо травления применяется восстановление окалины водородом, образующимся при разложении аммиака.
Оцинкованная таким способом проволока имеет на 10-15 % более тонкое покрытие, чем оцинкованная обычным способом.
Горячие цинковые покрытия подвергаются хромированию и фосфатированию.