14). Химические способы активационной обработки

Химические методы применяют с целью обезжиривания по­верхности, формирования в результате травления на ней слоя с определенными морфологией, химическим составом и свойства­ми. Такая обработка заключается в действии на поверхность рас­творителей, специальных химических растворов, паст. Для повы­шения эффективности обработки деталь или раствор нагревают до Т— 60...80 °С. После обработки поверхности растворами де­таль промывают горячей водой, затем холодной и сушат.

В ряде случаев эффективна электрохимическая обработка, осуществляемая в щелочных (NaOH) растворах или растворах солей NaC0₃, NaP0₄ при воздействии постоянного или перемен­ного тока. При прохождении тока через раствор происходит элек­тролиз и на поверхности детали, которая является одним из элек­тродов, образуются газовые пузыри, которые захватывают за­грязнения на поверхности и удаляются с поверхности вместе с ними. Основной недостаток данного метода — нельзя провести качественную однородную обработку поверхностей сложной формы.

Одним из наиболее эффективных методов химической обра­ботки, использующихся при подготовке поверхности к окраске, нанесению полимерных покрытий, является фосфатирование и оксидирования!

15. Фосфатирование и оксидирование поверхностей.

Фосфатирование– процесс нанесения фосфатной плёнки на поверхность изделия.

Фосфатирование используют для дополнительной защиты от коррозии, улучшения твердости, износостойкости, повышения электроизоляционных свойств основного покрытия на черных и цветных металлах, придаёт антифрикционные свойства и используют как подслой перед нанесением лакокрасочных покрытий.. Суть процесса фосфатирования состоит в создании на поверхности защищаемого изделия слоя малорастворимых фосфатов железа, цинка или марганца. Фосфатированию подвергаются: чугун, низколегированные, углеродистые стали, кадмий, цинк, медь, сплавы меди, алюминий. Фосфатированию плохо поддаются высоколегированные стали. Фосфатная пленка не боится органических масел, смазочных, горячих материалов, толуола, бензола, всех газов, кроме сероводорода. Под воздействием щелочей, кислот, пресной, морской воды, аммиака, водяного пара покрытие довольно быстро разрушается. Непродолжительный срок службы покрытия также связан с его низкой эластичностью и прочностью.

Процесс фосфатирования нашел широкое применение в автомобильной промышленности. Фосфатная пленка – наилучший грунт. Стальной корпус автомобиля перед покраской подвергают фосфатированию, а далее окрашивают эмалями.

Толщина фосфатного слоя составляет от 2 – 8 до 40 - 50 мкм (зависит от режима фосфатирования, подготовки поверхности, состава раствора для фосфатирования). Толщина покрытия связана с его структурой. Кристаллы фосфатов имеют пластинчатую структуру, благодаря чему пленка отлично впитывает различные пропитки, лаки, удерживая их в себе.

Фосфатное покрытие состоит из двух слоев. Первый, плотно прилегающий к поверхности слой, плотно связан с металлом, незначительной толщины, имеет пористую структуру, а также гладкий и достаточно эластичный. Он состоит, в большей части, с монофосфатов железа. Второй слой (наружный) – состоит из монофосфатов марганца, вторичных и третичных фосфатов. Он более хрупкий, кристаллический. Характеристиками именно наружного слоя обуславливается ценность фосфатных пленок.

Оксидирование — создание оксидной плёнки на поверхности изделия или заготовки в результате окислительно-восстановительной реакции. Оксидирование преимущественно используют для получения защитных и декоративных покрытий, а также для формирования диэлектрических слоёв. Различают термические, химические, электрохимические (или анодные) и плазменные методы оксидирования.

Оксидирование — обработка деталей из стали, алюминия, латуни с целью придания им защитных свойств. Анодное оксидирование черных металлов является надежным старейшим видом массовой и экономичной защиты металлов от коррозии. Кроме того оксидные пленки имеют красивую декоративную внешность, черный цвет (допускаются оттенки синевато-черного цвета или фиолетово-черные), цвета воронова крыла, отчего оксидирование стали называют воронением.

Оксидная пленка представляет собой искусственный слой окалины и состоит из магнитной окиси железа Fe3O4. Красивая внешность и металлический блеск получается на деталях с высокой чистотой обработки. Изделия, оксидированные после травления или пескоструйной обработки, имеют непрозрачный серовато-черный цвет без металлического блеска.

Виды оксидирования: - Термическое оксидирование обычно осуществляют при нагревании изделий в атмосфере, содержащей кислород или водяной пар. Например, термическое оксидирование железа и низколегированных сталей, называемое воронением, проводят в печах, нагретых до 300-350 °C, или при непосредственном нагревании изделий на воздухе, добиваясь необходимого цвета обрабатываемой поверхности.

- химическом оксидировании - изделия обрабатывают растворами или расплавами окислителей (нитратов, хроматов и др.). Химическое оксидирование используют для пассивации металлических поверхностей с целью защиты их от коррозии, а также для нанесения декоративных покрытий на чёрные и цветные металлы и сплавы.

- Электрохимическое оксидирование, или анодное оксидирование (анодирование), деталей проводят в жидких (жидкостное оксидирование), реже в твёрдых, электролитах. Поверхность окисляемого материала имеет положительный потенциал.

- Плазменное оксидирование проводят в кислородсодержащей низкотемпературной плазме, образуемой с помощью разрядов постоянного тока, ВЧ и СВЧ разрядов. Таким способом получают оксидные слои на поверхности кремния.