Kopia_kniga_nikiforov_tekhnologia
.pdf
По назначению покрытия подразделяют на:
–защитные, обеспечивающие устойчивость объекта при взаимодействии с внешней средой;
–защитно-декоративные, улучшающие кроме защитных свойств внешний вид изделия;
–специальные, служащие для изменения физических свойств поверхностных слоев изделия (повышения микротвердости, изменения коэффициента трения, изменения оптических, магнитных, электрических и других свойств поверхности).
Лакокрасочные покрытия. Лакокрасочные покрытия отличаются дешевизной, простотой нанесения и надежностью. Они нашли применение в качестве защитных и защитно–декоративных покрытий. В настоящее время более 80 % всех металлических изделий защищают лакокрасочными покрытиями.
Для получения хорошего защитного эффекта и внешнего вида обыч-
но используют системы покры- |
|
||
тий (рис. 2.5), (табл. 2.11), при- |
|
||
меняя послойно вещества, обла- |
|
||
дающие повышенной адгезией к |
|
||
покрываемой основе (грунты), |
|
||
вещества для выравнивания по- |
|
||
верхности |
(шпаклевки |
или |
|
шпатлевки), защитные и декора- |
|
||
тивные составы (эмали, краски, |
|
||
лаки). Шероховатость внешней |
Рис. 2.5. Схема лакокрасочного |
||
поверхности многослойного лако- |
покрытия на заготовке из стали |
||
красочного покрытия не зависит от шероховатости покрываемой поверхности, так как выравнивается за счет шпаклевки, а в ряде случаев и за счет полирования верхнего слоя.
В зависимости от назначения (условий эксплуатации) покрытия по ГОСТ 9.032–74 делят на группы , перечень которых приведен в таб-
лице 2.12.
221
Таблица 2.11 Системы (слои) лакокрасочных покрытий на металлах
|
Защитно–декоративные |
Защитные и специальные покрытия |
|
||||||||
|
покрытия |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поверхности |
поверхности с |
цветные и |
|
цветные и |
|
цветные |
|
|||
|
отливки, |
шероховато- |
черные |
|
черные |
металлы при |
|
||||
|
штамповки в |
стью |
|
металлы |
|
металлы при |
|
эксплуата- |
|
||
|
состоянии |
Rz ≤ 12,5 мкм |
|
|
эксплуата- |
|
ции внутри |
|
|||
|
поставки с |
|
|
|
|
|
ции внутри |
|
помещения |
|
|
|
Rz > 12,5 мкм |
|
|
|
|
|
помещения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Грунт, |
Грунт, |
|
Грунт, |
|
Эмаль |
|
|
Лак |
|
|
|
шпаклевка, |
эмаль |
|
эмаль |
|
|
|
|
|
|
|
|
эмаль (крас- |
(краска), |
(краска), |
|
|
|
|
|
|
||
|
ка) в 2–3 |
2–3 слоя |
2–3 слоя |
|
|
|
|
|
|
||
|
слоя, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лак |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.12 |
|||
|
|
Группы покрытий и условия эксплуатации |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Условия эксплуатации |
||||||
|
Группа покрытий |
|
|
|
|
|
|
|
обозначе- |
||
|
|
|
характеристика |
|
|
ние |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
(группа |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
покрытия) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
Атмосферостойкие * |
|
Умеренный климат |
|
|
|
У |
||||
|
|
|
|
Умеренный и холодный |
|
|
УХЛ |
||||
|
|
|
|
Холодный |
|
|
|
ХЛ |
|||
|
|
|
|
Тропический |
|
|
|
Т |
|||
|
|
|
|
Морской |
|
|
|
М |
|||
|
|
|
|
Все районы, кроме очень холодного |
|
В |
|||||
|
Водостойкие |
|
|
Пресная вода |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Морская вода |
|
|
|
|
|
||
|
Маслобензостойкие |
|
Минеральные масла и смазки |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Бензин и керосин |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Агрессивные газы, пары |
|
|
|
|
|||
|
222 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условия эксплуатации |
|
Группа покрытий |
|
обозначе- |
характеристика |
ние |
|
|
(группа |
|
|
|
|
|
|
покрытия) |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
Химически стойкие |
Растворы кислот |
|
|
Растворы щелочей |
|
Термостойкие |
Температура эксплуатации |
|
|
выше 60оС |
|
Электроизоляционные |
Электроизоляционные |
|
и электропроводные |
|
|
|
|
|
|
Электропроводные |
|
Специальные |
Холод ниже – 60˚С |
|
|
Открытое пламя |
|
|
Биологические факторы |
|
|
Рентгеновское или другое излучение |
|
* Примечание. К обозначению атмосферостойкого покрытия добавляется цифра, характеризующая условия работы изделия с покрытием:
1 – на открытом воздухе; 2 – под навесом или в помещении со свободным доступом воздуха; 3 – в закрытых помещениях;
4 – в кондиционированных помещениях;
5 – в помещениях с повышенной влажностью.
Внешний вид окрашенной поверхности определяется ее классом, который в соответствии с ГОСТ 9.032–74 оценивают твердостью, прочностью на удар, проницаемостью, блеском, наличием местных дефектов в виде рисок, вмятин, пузырей.
Все покрытия делят на 7 классов, обозначаемых римскими цифрами от I до VII, характеризующими постепенное снижение требований к качеству покрытия. Естественно, что чем выше качество покрытия, тем лучше должна быть подготовлена поверхность под покрытие. Она должна быть обработана механически с определенной шероховатостью, или зашпаклевана и после высыхания слоя шпаклевки зачищена абразивной обработкой до указанной в таблице 2.13 шероховатости.
223
Таблица 2.13.
Требования к шероховатости поверхности для различных классов покрытия
|
|
Нормы шероховатости, Rz, мкм |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
рельеф- |
|
|
гладкие однотонные покрытия |
|
ные |
|||
Класс |
|
|
|
|
|
|
покрытия |
покрытия |
|
|
|
|
|
|
|
высоко- |
глянце- |
полу- |
|
мато- |
рисун- |
|
|
|
глянце- |
мато- |
|
чатые |
матовые |
||
|
вые |
|
вые |
молот- |
|||
|
вые |
|
вые |
|
|
ковые |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
I |
4 |
4 |
– |
|
– |
– |
|
|
|
|
|
|
6,3 |
|
|
II |
6,3 |
6,3 |
6,3 |
|
20 |
20 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
III |
10 |
10 |
10 |
|
80 |
80 |
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
IV |
80 |
80 |
80 |
|
80 |
80 |
|
|
|
|
|
|
320 |
|
|
V |
– |
320 |
320 |
|
320 |
320 |
|
VI |
– |
|
|
Не нормируются |
|
||
|
|
|
|
|
|||
VII |
– |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
Обозначение покрытий. Характеристики покрытия записывают в следующем порядке:
–обозначение материала внешнего слоя покрытия по ГОСТ 9825–73 или слоев покрытия, последовательно, начиная с внешнего слоя;
–класс покрытия;
–обозначение условия эксплуатации.
Далее даются некоторые примеры обозначения покрытий.
«Эмаль МЛ–152 синяя, II, У1: покрытие эмалью, по классу II, эксплуатируется в умеренном климате, на открытом воздухе.
Эмаль ХС–710 серая. Лак ХС-76.IV.7/2: покрытие эмалью с последующей лакировкой по классу IV, эксплуатируется в условиях воздействия кислот.
Грунтовка ФЛ–03к коричневая, VI, У3: покрытие грунтовкой по классу IV, работает в условиях закрытого помещения с естественной вентиляцией в условиях умеренного климата».
Если лакокрасочному покрытию предшествует металлическое или неметаллическое неорганическое покрытие, то в обозначении их разделяют
224
дробью, где в числителе помещают обозначение предшествующего покрытия, а в знаменателе – лакокрасочного:
«Кд.6 / Эмаль ВЛ-515 красная. III. 6/2: поверхность предварительно покрывается кадмием, толщиной 6 мкм, а далее окрашивается эмалью по классу III, предназначено для эксплуатации в условиях воздействия нефтепродуктов».
Выбор лакокрасочного покрытия ведется на основе рекомендаций специальной литературы и накопленного опыта эксплуатации изделий в подобных условиях. Ориентировочные рекомендации по выбору некоторых лакокрасочных покрытий представлены в табл. 2.14.
Таблица 2.14 Устойчивость лакокрасочных покрытий в различных средах
и примеры применения
|
Материал |
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
покрытия и |
Характеристика |
|
|
Область |
||||
п/п |
примеры |
устойчивости покрытия |
|
|
применения |
||||
|
обозначения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
Масляные: |
Покрытия |
|
атмосферо- |
Деревянные |
строения, |
|||
|
краска мас- |
стойкие, |
неустойчивы |
к |
деревянная тара. |
||||
|
ляная |
воздействию масла, бен- |
|
|
|
||||
|
МА–011 |
зина керосина. |
Имеют |
|
|
|
|||
|
|
низкие |
|
декоративные |
|
|
|
||
|
|
свойства. |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Глифтале- |
Уступают |
пентафталевым |
Кузова и узлы мало- |
|||||
|
вые: |
эмалям |
по |
атмосферо- |
литражных |
автомоби- |
|||
|
эмаль |
стойкости, но превосходят |
лей, корпуса приборов. |
||||||
|
ГФ–245 |
их по маслостойкости |
|
|
|
|
|||
3 |
Пентафта- |
Покрытия |
высокой атмо- |
Вагоны, |
трамваи, |
||||
|
лиевые: |
сфероустойчивости |
|
троллейбусы, автобу- |
|||||
|
эмаль |
|
|
|
|
|
сы, |
сельскохозяйст- |
|
|
ПФ–115 |
|
|
|
|
|
венные машины. |
||
4 |
Полиакри- |
Устойчивы в условиях по- |
Кожухи приборов и |
||||||
|
ловые: |
вышенной |
влажности |
и |
аппаратов из стали или |
||||
|
эмальАК–71, |
температуры без |
воздей- |
цветных металлов. |
|||||
|
лак АК–113 |
ствия солнечной радиации |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
225
|
Материал |
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
покрытия и |
Характеристика |
Область |
|
|||||
п/п |
примеры |
устойчивости покрытия |
применения |
|
|||||
|
обозначения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
Эпоксидные: |
Устойчивы |
в |
морской и |
Электротехническое |
||||
|
эмаль |
пресной |
воде, |
растворах |
оборудование, |
декора- |
|||
|
ЭП–74, |
щелочей; |
неустойчивы к |
тивная отделка корпу- |
|||||
|
лак |
солнечной радиации |
сов приборов из чер- |
||||||
|
ЭП–513 |
|
|
|
|
ных и цветных метал- |
|||
|
|
|
|
|
|
лов, стеклопластика, |
|||
|
|
|
|
|
|
пластмасс. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
6 |
Поливинил- |
Устойчивы к воздействию |
Защита деталей из чер- |
||||||
|
ацетальные: |
горячей пресной и мор- |
ных металлов от воз- |
||||||
|
эмаль |
ской воды, бензина, масла, |
действия |
горячей |
во- |
||||
|
ВЛ–515 |
нефти. |
|
|
|
ды: емкости для воды, |
|||
|
|
|
|
|
|
гидроарматура. |
|
||
|
|
|
|
||||||
7 |
Полиэфир- |
Устойчивы к воде и неф- |
Высококачественная |
||||||
|
ные: |
тепродуктам. |
|
отделка мебели, машин |
|||||
|
эмаль |
|
|
|
|
и приборов, эксплуа- |
|||
|
ПЭ–225, |
|
|
|
|
тируемых |
внутри |
по- |
|
|
лак ПЭ–214 |
|
|
|
|
мещений. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
8 |
Нитроцел- |
Эмали и лаки для покры- |
Станки, приборы, ме- |
||||||
|
люлозные: |
тия изделий из дерева и |
бель, кузова автомоби- |
||||||
|
эмаль |
металла, эксплуатируемых |
лей. |
|
|
|
|||
|
НЦ–216, |
внутри и вне помещений. |
|
|
|
|
|||
|
лак НЦ-221 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
9 |
Битумные: |
Устойчивы |
к |
действию |
Защита |
от |
действия |
||
|
лак |
пресной и морской воды, |
воды: поверхности ба- |
||||||
|
БТ–99, |
неустойчивы к солнечной |
ков, нижние поверхно- |
||||||
|
мастика 580 |
радиации и нефтепродук- |
сти кузовов автомоби- |
||||||
|
|
там. |
|
|
|
лей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лакокрасочные материалы разрабатывают для конкретных условий применения, и выбор их должен производиться как исходя из местных
226
условий эксплуатации изделий (табл. 2.15), так и с учетом экономических показателей получения покрытий этого вида.
Таблица 2.15 Стойкость основных видов лакокрасочных покрытий в условиях
воздействия различных агрессивных сред
|
|
|
Уровни стойкости покрытий |
|
|
||||
Среда |
битум- |
масля- |
|
глиф- |
пен- |
вини- |
|
нитро- |
эпок- |
|
ные |
ные |
|
тале- |
тафта- |
ловые |
|
целлю- |
сидные |
|
|
вые |
лиевые |
|
лозные |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
Атмо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сферные |
Н |
У |
|
П |
П |
П |
|
Х |
П |
условия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Умерен- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ный |
Н |
У |
|
П |
П |
П |
|
Х |
П |
климат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тропиче- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ский |
Н |
Н |
|
Х |
Х |
П |
|
У |
П |
климат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вода |
Х |
У |
|
У |
У |
П |
|
У |
П |
пресная |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вода |
У |
Н |
|
У |
У |
Х |
|
У |
Х |
морская |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мине- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ральные |
Н |
Н |
|
Х |
Х |
Х |
|
У |
Х |
масла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бензин |
Н |
П |
|
У |
У |
Х |
|
Х |
П |
Кислоты |
У |
П |
|
У |
Н |
П |
|
У |
Х |
Щелочи |
Н |
Н |
|
Н |
Н |
У |
|
У |
П |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условные обозначения уровня стойкости покрытия: Н – низкая, У – удовлетворительная, Х – хорошая, П – превосходная.
Металлические и неметаллические неорганические покрытия
Эти покрытия менее распространены по сравнению с лакокрасочными, но благодаря ряду уникальных химических и физических свойств
227
(твердость, электропроводность, отражательная способность и т. д.) их применение во многих случаях целесообразнее лакокрасочных.
Металлические и неметаллические неорганические покрытия значительно дороже, чем лакокрасочные. Их применяют обычно для мелких и средних деталей. Кроме того, эти покрытия обладают высокими декоративными свойствами. Обозначение такого покрытия в соответствии с ГОСТ 9.306–85 включает:
–обозначение способа обработки основного металла (при необходимости); например: «хп» – химическое полирование, «мп» – механическое полирование, «крц» – крацевание (обработка металлическими щетками);
–обозначение способа получения покрытия (табл. 2.16);
–материал покрытия (табл. 2.17);
–минимальная толщина покрытия или пределы ее изменения, мкм;
–обозначение электролита или раствора, из которого следует получать покрытие (при необходимости);
–обозначение функциональных или декоративных свойств покрытия (при необходимости); например: «б» – блестящее, «зк» – зеркальное, «тв» – твердое, «м» – молочное и др.;
–обозначение дополнительной обработки (при необходимости); например: «прм» – промасливание, «опл» – оплавление, «прп» – пропитка (лаком, клеем и т.д.).
Таблица 2.16 Обозначение технологических методов нанесения
металлических и неметаллических неорганических покрытий
Методы получения покрытия |
Обозначение |
||
|
|
||
группа |
подгруппа |
||
|
|||
|
|
3 |
|
1 |
2 |
||
|
|
Гор |
|
Термические методы |
горячий (в расплаве) |
||
|
|
Вж |
|
|
вжигание |
||
|
|
|
|
|
наплавка |
|
|
|
|
Кт |
|
Термомеханические |
контактный |
||
|
|
Км |
|
|
контактно–механический |
||
|
|
Пк |
|
|
плакирование |
||
|
|
|
|
|
детонационный |
|
|
|
|
|
|
228 |
|
|
|
Методы получения покрытия |
Обозначение |
||
группа |
подгруппа |
||
|
|||
|
|
3 |
|
1 |
2 |
||
|
|
Хим |
|
Гальванические |
химический |
||
|
|
– |
|
|
катодное восстановление |
||
|
|
Ан |
|
|
анодное окисление |
||
|
|
ГОСТ 9.304–87 |
|
Газотермические |
термическое напыление |
||
|
|
|
|
|
газопламенный |
|
|
|
|
|
|
|
газодуговой |
|
|
|
|
|
|
|
пламенный |
|
|
|
|
|
|
|
детонационно–газовый |
|
|
|
|
|
|
Вакуумные |
термический |
|
|
|
|
|
|
|
газофазный |
|
|
|
|
|
|
|
ионноплазменный |
|
|
|
|
Диф |
|
|
диффузионный |
||
|
|
Кон |
|
|
конденсационный |
||
|
|
Кр |
|
|
катодное распыление |
||
|
|
|
|
Таблица 2.17 Обозначение материала гальванического покрытия
Состав |
Обозначение |
Состав |
Обозначение |
покрытия |
|
покрытия |
|
|
|
|
|
Железо |
Ж |
Серебро |
Ср |
Золото |
Зл |
Хром |
Х |
Кадмий |
Кд |
Цинк |
Ц |
Медь |
М |
Окисное |
Окс |
Никель |
Н |
Фосфатное |
Фос |
Олово |
О |
|
|
|
|
|
|
Примеры обозначений наиболее распространенных гальванических покрытий и области их рационального применения приведены в табли-
це 2.18.
229
Таблица 2.18 Рекомендации по выбору некоторых химических и гальванических
покрытий
Вид покрытия и |
|
|
|
|
|
примеры обо- |
Характеристика покрытия |
Примеры применения |
|||
значения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
|
Хим. Окс. прм |
Химическое окисное с про- |
Стальные детали, ра- |
|||
|
масливанием (черное и бле- |
ботающие в масле, или |
|||
|
стящее) |
в условиях сухой атмо- |
|||
|
|
сферы. Покрытие де- |
|||
|
|
коративное, |
но |
имеет |
|
|
|
не высокие |
защитные |
||
|
|
свойства. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Ан.Окс.хром |
Анодно-окисное с хромати- |
Детали из |
алюминие- |
||
|
рованием (обработкой хромо- |
вых сплавов. Покрытие |
|||
|
вым ангидридом) |
обладает защитными и |
|||
|
|
декоративными |
свой- |
||
|
|
ствами |
|
|
|
|
|
|
|
||
Хром.15 |
Хромовое, молочное, толщи- |
Поверхности |
деталей, |
||
|
ной 15 мкм |
работающих на трение. |
|||
|
|
|
|||
Х6.тв |
Хромовое, толщиной 6 мкм, |
Покрытие имеет деко- |
|||
|
твердое |
ративные свойства |
|||
|
|
|
|||
Хим.Фос.прм |
Химическое фосфатное с |
Стальные детали, под- |
|||
|
пропиткой маслом (черное) |
лежащие окраске, заго- |
|||
|
|
товки перед волочени- |
|||
|
|
ем, накатыванием резь- |
|||
|
|
бы (для снижения тре- |
|||
|
|
ния), работающие в |
|||
|
|
масле. |
|
|
|
|
|
|
|||
Кд.21.хр |
Кадмиевое, толщиной 21 мкм, |
Стальные детали, ра- |
|||
|
с хроматированием (толщина |
ботающие |
в |
условиях |
|
|
слоя менее 1 мкм) |
влажной |
атмосферы, |
||
|
|
тропического климата |
|||
|
|
|
|
|
|
230 |
|
|
|
|
|