Введение

Применение металлических (гальва­нических) покрытий является одним из наиболее распро­страненных методов защиты изделий от коррозии в маши­ностроении и приборостроении. Качество металлических покрытий во многом определяет качество изделий, их долговечность, работоспособность и надежность в эксплуа­тации.

Гальванические покрытия служат не только средством защиты от коррозии, но также и способом повышения износостойкости деталей, электропроводности и других важных свойств поверхности.

Гальванические покрытия получают посредством выде­ления металлов из растворов их солей под действием электрического тока. Покрываемые детали служат като­дами, а анодом — вспомогательный электрод, подключен­ный к положительному полюсу источника тока.

1.Подготовка металлической поверхности перед покрытием.

Одним из первых важнейших условий получения хорошего метал­лического покрытия является полная химическая чистота покрывае­мой поверхности.

Всякое изделие, как бы оно ни казалось чистым при наружном грубом осмотре, почти всегда содержит на своей поверхности какие-либо загрязнения, нарушающие процесс получения нормального гальваностегического покрытия. Подготовка поверхности деталей перед нанесением покрытий заключается в удалении с поверхности продуктов коррозии, окалины, жировых загрязнений, а также в устранении царапин, забоин и других дефектов поверхности с целью ее сглаживания.

Подготовка поверхности производится механическим, химическим или одновременно механическим и химиче­ским способами.

Под механической очисткой разумеется операция удаления с поверхности изделий, главным образом изделий из чер­ных металлов, шлама или темного налета, остающегося очень часто после травления. Кроме того механическая обработка изделий в виде шлифовки и полировки применяется специально для придания изделиям гладкого вида. Такой вид меха­нической обработки не требует после себя дополнительной механиче­ской очистки, за исключением того случая, когда необходимо при­менять ручной способ обезжиривания поверхности после полирова­ния (щетками с венской известью) и может заменить операцию травления. После шлифовки и полировки, как указано, в обязатель­ном порядке следует операция обезжиривания и после нее декапи­рование. Само собой разумеется, что после каждой из операций производится тщательная промывка, изделий водой. Условия чистоты поверхности изделий требуют также очень внимательного отношения к этому виду работы.

Качество подготовки поверхности зависит не только от тщатель­ной очистки изделий от жиров и окислов, но также и от того, на­сколько тщательно произведена промывка, их от остатков различных загрязнений и той среды, в которой производилась их очистка (ще­лочь или кислота).

Промывка изделий после обезжиривания должна, производиться, как необходимое условие, не в холодной, а в горячей, подогретой почти до кипения проточной воде. Горячая вода необходима для того, чтобы удалить оставшиеся на поверхности изделий мыла, или пленки эмульсий жиров (неомыляемых). Последние, как известно, в холод­ной воде затвердевают и могут остаться в виде твердой пленки, предохраняющей от плотного сцепления основного металла с покры­тием. Эти пленки растворяются только в воде, подогретой до темпера­туры кипения. Кроме того горячая вода, способствует более быстрому и легкому удалению с поверхности изделий самой щелочи.

Промывку следует производить для более полного удаления ще­лочи и остатков загрязнений в двух или трех водах, из которых первая, а лучше также и вторая должны быть подогреты до температуры 70—100°C. Нагревание воды осуществляется так же, как и нагрева­ние щелочных растворов, посредством паровых змеевиков или электрическими грелками.

Если детали перед этим обрабатывались в каком-нибудь из органических растворителей, то для удаления последнего их следует высушить и подвергать промывке после предварительной обработки химическим или электролитическим способом в растворах щелочи или кислоты (в зависимости от характера предварительной обработки). Эта обработка необходима в тех случаях, когда, детали не требуют длительной протравы в кислотах для удаления толстых слоев окалины, например полированные, или вообще все детали, по­ступившие в гальванический цех после обработки на механических станках. Эти детали бывают покрыты, главным образом, жиром и маслом и не содержат на своей поверхности заметного количества окислов.

После травления детали также тщательно промываются в одной или нескольких водах. Температура воды в данном случае не обя­зательно должна быть повышенная, так как остатки кислот на по­верхности металла почти одинаково легко отмываются как в холод­ной, так и в горячей воде.

После декапировки детали промываются также в двух или трех водах, причем после декапировки в щелочном растворе первая вода должна быть теплая, а остальные могут быть холодные. Необходимо следить за тем, чтобы детали после декапировки, а также и до нее были совершенно изолированы от каких-либо жировых и масляных загрязнений, в частности не допускаются прикосновения к ним го­лыми руками. В противном случае последующее покрытие будет не­прочным и станет отслаиваться.

После травления деталей очень часто на их поверхности остаются частички шлама или темная серая пленка, получающаяся обычно в результате перетравления поверхности черного металла. Последнее зависит от сорта, железа или стали, а также от состава травильной смеси, режима работы и аккуратности выполнения данной операции.

Для освобождения поверхности изделий от подобных загрязнений производится обработка их щетками простой или мыльной водой, песком, известью, мелом, пемзой и т. п., вручную или механически на станках, барабанах или колоколах. Обычно после грубой обра­ботки изделий для их очистки применяется смесь — густая кашица, состоящая из воды, извести и речного чистого песка или мела в от­ношении 1 : 3 или 1:2.

Обработка щетками вручную — довольно несовершенный прием работы и по производительности и по степени достигаемого качества очистки. Применяется он, главным образом, для особо тонких и изящ­ных, иногда полированных изделий, идущих в небольшом количестве на покрытие. Для этих изделий в качестве очистительной смеси при­меняют большей частью кашицу из тонко размолотой венской извести.

Очистка на станках производится с помощью вращающихся стальных, реже волосяных, щеток различной формы в зависимости от рельефа и формы деталей. Часто пользуются щетками, только слегка увлажненными водой, но лучше применять щелочную воду или указанные выше смеси. В этом случае необходимо устройство к станкам особых приспособлении, защищающих их и рабочего от забрызгивания щелочной водой или жидкой массой. Для очень боль­ших рельефных предметов применяют иногда щетки, укрепленные на длинном гибком валу — гибкий рукав. Мелкие детали лучше всего очищаются в барабанах, приводимых в движение моторами и делающих 5—20 об/мин. Барабаны делают гранеными или круглыми различно величины — длиной от 50 до 100 см и диаметром от 30 до 40—50 см. Иногда они имеют небольшой наклон в своей оси. Затвор у барабана должен быть плотным, герметичным. Их загружают до 1/3 или ½ объема песком равномерного зерна, к которому добавляют щелочной мыльной воды настолько, чтобы получилось однородное тесто. В это тесто помещают обрабатываемые предметы так, чтобы барабан заполнился примерно до ²/₃ своего объема. В случае очистки деталей, имеющих сложные крутые профили или нарезку, не сле­дует применять смеси, содержащие известь или мел, так как эти по­следние застревают плотной массой в углублениях и с трудом оттуда удаляются. Барабанным способом очень быстро, в течение 5—10 мин., достигается хорошая очистка поверхности. Последняя приобретает совершенно светлый стальной оттенок и слегка шероховатую форму.

После очистки тем или иным способом детали опять тщательно промываются в одной или нескольких водах и следуют затем на декапировку или прямо на покрытие.

Перед погружением изделий в гальваническую ванну не следует примерять промывку их в горячей воде. Промытые в горячей воде изделия очень быстро обсыхают и могут покрыться на поверхности окисной пленкой. Поэтому после указанной очистки от шлама или декапировки лучше промывать изделия непосредственно перед опусканием их в гальваническую ванну в холодной комнатной воде.

Если на деталях в углублениях поверхности остались следы при­ставшей очистительной массы, то их нужно протереть чистой влаж­ной волосяной щеткой и затем как следует опять промыть.

В том случае, когда детали не сразу идут на декапировку или на покрытие, после очистки их нужно хранить в слабо щелочной воде, например в 3% растворе соды, поташа или извести. Полезно до­бавлять в такой раствор небольшое количество аммиака, а лучше хлористый аммоний, тяжелые пары которого, находясь над раство­ром, будут защищать поверхность деталей от окисления кислородом воздуха. Иногда применяют для хранения подкисленную воду, но этот прием менее удобен, так как такая вода будет разрушающе дей­ствовать на металл, в результате чего на поверхности железных изделий могут появиться опять частицы шлама. Перед покрытием детали, выгруженные из ванны для хранения, опять тщательно про­мываются и затем обязательно декапируются с последующей про­мывкой в холодной воде.

Во всех случаях воду для промывки, даже горячую, рекомен­дуется применять проточную. В том случае, когда после первой го­рячей промывки следует еще ряд промывок (1—3) в холодной воде, можно первую горячую воду не делать проточной, а лишь сменять ее периодически. Скорость перетекания или обмен воды в ванне за еди­ницу времени устанавливается в зависимости от количества и поверх­ности пропускаемых деталей, объема ванны и пр. Обычно устана­вливают обмен воды от 0,5 до 2-кратного за 1 час. Ванны делают по объему такие же, как обезжиривающие и травильные или несколько меньше. Материалом для промывных ванн служит дерево или же­лезо, причем лучше употреблять дерево.