ГОСы ТХОм-51 2013 / ОТДЕЛКА И ПОКРЫТИЯ Мамаев
.pdf11.Способы окраски изделий, изготовленных из алюминия и его сплавов. Последовательность технологических операций.
Для обеспечения адгезии красителя к поверхности металла необходимо создать пористую поверхность – оксидную пленку.
Техпроцесс:
1)Обезжиривание
2)Осветление (р-рах азотной или плавиковой кислоты)
3)оксидирование грунта (повышение твердости);
4)промывка до полного удаления кислоты из пор)
5)окраска оксидной пленки 3 способами (без сушки): полирование Al;
6)оксидирование грунта (повышение твердости);
7)окраска оксидной пленки
Анодное оксидирование алюминия:
нужна толстая рыхлая пленка оксида. Достаточно толстый (десятки микрометров) пористый слой оксида алюминия, улучшает адгезию красителя. выс твёрдость (Al2O3 - корунд) экспл-е свойства полированного алюминия улучшаются. Анодное оксидирование
проводят в растворе серной кислоты с концентрацией 180 200 г/л. iа - 1 2 А/дм2.
Изделие - анод, катодлистовой свинец.
2 процесса: - Форм-е анодной оксидной плёнки:
2Al 3H |
O Al |
O 6H |
6e |
(1) |
|
|
2 |
2 |
|
3 |
|
|
|
Скорость завис от плотности тока |
|
|||||
- Растворение плёнки в серной кислоте: |
|
|||||
Al2O3 3H2 SO4 |
3 Al2 |
SO4 |
3 3H2O |
(2) |
||
от температуры и концентрации серной кислоты.
По мере роста оксидного слоя (1) сопротивление слоя увеличивается, → лок пробои плёнки. В местах пробоев (будущие поры) ток «концентрируется», локальный разогрев и более интенсивное
растворение плёнки в порах (реакция 2). Температура 18 20 С. Для
целей окрашивания оксидирование составляет 60 80 мин. Пленка неэлектроповодна, очень твердая, прозрачная. Для более толстой пленки надо снизить t 0C, но блеск пленки снизится тоже. При применении слабой к-ты получается тонкая беспористая пленка.
Окрашивание изделий из алюминия
а) декоративный эффект; б) ↑ коррозионная стойкость, износостойкость.
Техпроцесс:
Окрашивание изделий из алюминия:
возможно благодаря высокой адсорбции пленок.
Красители:
1.анилиновые (для шерсти): погруж-м предварительно промытых и нейтрализ-х в аммиаке изделий в горячий раствор красителя (70 80 С) на 12 20 минут. Простой способ, широк гамма цветов и оттенков, но малосветостойкие.
2.неорганические: внедрение пигментов в поры – невозможно, пигменты формируются внутри пор. 2 р-ра при смешивании обр-т цветной пигмент. Процесс должен происходить исключительно внутри
пор. Сначала погружают в 1-й раствор на 15 – 20 мин, затем промывка
(в порах р-р долж ост-ся) и погружение во 2-й раствор, в порах образуется нерастворимый осадок. Для закрепления результата изделие погружают в дистиллированную воду на 20 мин и поры заполняются полностью: Al2O3 + H2O→ Al(OH)3.
V Al2O3 < V Al(OH)3→ происходит набухание → уплотнение пленки → растет корр. стойкость.
Составы: сине-голубой (хлор-железо FeCl3 + железосинеродистый калий K(Te(CN)6)→ берлинская лазурь);
желтый (сульфат свинца PbSO4 + бихромат калия K2Cr2O7 → бихромат свинца).
Электрохимическое окрашивание:
Оксидированное изделие погружается в раствор ионов меди (CuSO4), затем пропускается переменный ток, в катодный полупериод на дне поры (плека тонкая и мин сопр-е) осаждается медь, в анодный – выделяется О2 , кот окисляет Cu до CuO и Сu2O-более темные оттенки Цвета: от светло-розового до темно-вишневого. «+»: пигмент остается на дне→ эффект эмали, можно также использовать Mo, Ni, Co и т.д. 2й электродмедь.
12.Способы декоративной отделки изделий из меди и ее сплавов.
Нанесение защитно-декоративных ме-покрытий
На медь, латунь и бронзу, когда изделия эксплуатируются в жёстких условиях. - двухслойное покрытие “блестящий никель–хром”, либо покрытия под золото или его сплавы (нитрид титана). Золотые и серебряные покрытия наносят на изделия ДПИ.
Оксидирование меди и сплавов
Оксидно-солевая плёнка в ест-ых условиях не обл дост сплошностью → не защищает поверхность меди от дальн-го атмосферного воздействия. Д/обеспечения длительной сохранности необходима искуственная обр-ка пов-ти с целью создания сплошной беспористой пассивной плёнки, кот должна защ. Ме от вред возд-я.
Оксидная плёнка: Cu+Cu2O.
Хим.способ. (персульфат и медно-аммиачный). Цвет покрытия зависит от состава сплава, р-ра и режимов обр-ки (от свет-коричн до чёрн). Добавки: Ликонда 61А (Б, В), их сочетание меняет цвет; Экомет МО6 (предотвращает потускнение) – плотная барьерная плёнка. Электрохимический – на аноде. Сплавы Cu<90% сначала покрывают медью либо оксидируют в медно-аммиачном
Электрохимическое полирование меди заключается в преимущественном анодном растворении микровыступов, в результате чего шероховатость поверхности снижается.
Электрополирование меди и её сплавов проводят в растворе фосфорной кислоты с добавлением хромового ангидрида
Матирование: Блеск придают к/прав отд. участкам пов-ти. Некоторые участки полированого изд-я матируются или оксидируются в темные тона. Локальное матир-е – по трафарету. Механические способы(требуют спец оборудования, но позволяют созд. ореолы и мягкие переходы): пескоструйная обр-ка или крацевание: Химические способы (более просты в использовании и позв-т выявить крупнокрист фактуру зёрен металла): травл Ме в различных кислотах.
Патинирование меди:Пáтина - плёнки различных цветов и оттенков (от зелён до коричн), обр-ся на мед сплавах под воздействием атмосферной среды. Состав: Cu2O, CuO, CuCO3, Cu(OH)2, CuS и т.д.
Образование патины в ест-х усл-х происх оч медленно: 20 30 лет. В городской атм из-за высок конц-и сернистых и хлористых соед-й ее формирование невозможно.
Химический способ: мед и бронз изделия. Ограничение: предельная
С Zn в сплаве – 10%. Наличие Pb в кол-ве 0,5 2,5% облегчает обр-е патины и улучшает её качество. Концентрация Sn влияет на цвет патины. Компоненты растворов: серная печень (смесь полисульфидов щелочных металлов),. хлористый аммоний, азотнокислая медь, уксуснокислая медь, азотнокислый аммоний, уксусная кислота, аммиак, щавелевокислый калий. Наиболее качественные патины получают путём обработки в автоклаве в атмосфере аммиака и углекислого газа
при температуре около 100 С и давлении до 20 атм
Тонирование - получ на поверхн Mе оч тонких немет неорг плёнок ярк цветов с послед нанесением лака. Лак плёнка – мех защита и ↑ корроз стойкости. Возникновение яркой окраски объясняется
интерференцией света, зависящей в первую очередь от толщины плёнки. Натур цвет основы накл на цвет, получ в рез интерференции
Химические методы не треб монтажа более произв-ы. Недостатки: ограниченная цветовая гамма, разнооттеночность получаемых покрытий, быстрое истощение раствора.
Электрохим метод более трудоёмок, но цвет гамма шире, большая воспроизводимость цветов. Цветостойкость покрытий выше чем при химич-м.
Сущность: нанес на катод (изделие) плёнки оксида меди из водных растворов органических соединений меди. Анод - медь или нерж сталь.
iа: iк =1 1. Во избежание восст-я меди из р-ра до металла часто используют комплексные органические соединения меди, а процесс ведут при очень низких плотностях тока. Различные составы эл-тов. Все на основе СuSO4 и орг.соед-я+NaOH
Цвет завис от врем выдержки. Переход цветов-циклически (правило Таммана). С каждым циклом всё больш влияние оказ цвет оксида меди. После 9 циклов глаз перестаёт улавл изм-е цветов.
Чем прочнее медь связана в комплекс, тем медленнее идёт формирование оксидной плёнки и тем удобнее работать, так как легче успеть остан процесс при получ нужн цвета. Если скорость перехода цветов велика, то разбавить раствор, ↓ т-ру и щёлочность
13 Электростатический и трибостатический способы нанесения ЛКП
1 Электростатический метод.
Сущностьсуществуют камеры, где по центру имеется электрод( диск с острыми краями и полой осью,которая приводится во вращение турбиной со сжатым воздухом.
ЛКМ выходят на поверхность, за счет центробежных сил, смачивают материал и отбрасываются на периферию. Детали подключены к положительному, диск к отрицательному. Напряжение=120 тыс. вольт. Краска разбр-ся под действием ц/б силы и силы электрического притяжения, т к на краю диска обр-ся разряд «корона».ЛКМ проходит сквозь корону и, принимает большой электроотрицательный заряд(избыток электронов), притягиваются к положительно заряженным деталям.
2 Трибостатический методразновидность электростатического метода. Окраска вручную для мелкосерийного производства. Предназначен, как для жидкого, так и порошкового покрытия. Окраска производится с помощью триба -пистолета.
В отличие от электростатического напыления, в данной системе нет генератора высого напряжения для распылителя. Порошок заряжается в процессе трения.
Главная задача - увеличить число и силу столкновений между частицами порошка и заряжающими поверхностями пистолета распылителя.
Одним из лучших акцепторов в трибоэлектрическом ряду является политетрафторэтилен (тефлон), он обеспечивает хорошую зарядку большинства порошковых красок, имеет относительно
высокую износоустойчивость и устойчив к налипанию частиц под действием ударов.
14 Металлизация пластмасс по палладиевой и сульфидной технологии. Особенности подготовки поверхности пластмасс перед покрытием
1)функциональность – обеспечивает эл, теплопров-ть, поверхностную твердость, износостойкость, экран от эл-м изл-й
2)декоративность -Химическая – слой Ме обр в рез хим реакции:
- в газ фазе, - в р-рах – пов-ть диэлектрика делают каталитически активной либо наносят эл-проводный слой хим. методом. Специально разработана пластм АБС – акрило-бутадиен-стирольная.
Главная проблема – некачественное сцепление. Сцепление осуществляется только механически (шероховатость), чем выше шероховатость, тем лучше сцепление.
Причиной нарушения адгезии является большая разница коэффициентов теплового расширения.
Этапы подготовки:
- простые формы предпочтительны; не должно быть острых кромок; глубоких и узких углублений;не желательны большие плоские поверхности, лучше сферические, цилиндр.
Нужна подготовка поверхности пластмасс Механическое шерохование – зашкуривание, галтовка с абразивом,
обдувание воздухом с абразивом, это даст 10% от необходимого сцепления
Обезжиривание – имеет важное значение, пластмасса должна идеально смачиваться водой. Проводят химически. Литьевые формы обязательно хромируют.
Травление : р-р Н2SO4
Глобулы раств-ся, обр-я замки на пов-ти
Палладиевая технология 1.Сенсибилизация
SnCl2+HCl
Пластмассу окунают в р-р до полного смачивания и вынимают. Капли стряхивают.
2.Промывка В рез-те на пов-ти образуется тонкий слой гидроксида олова.
3.Активация HCl+PdCl2
Sn(OH)2+2HCl -> SnCl2+2H2O SnCl2 Sn2+ +2Cl-
Sn2+ + Pd2+ -> Sn4+ +Pd
Образуется тончайший слой палладия. В рез-те мы на пов-ть пластины нанесли катализатор.
4.Хим.никелирование или меднение. Сульфидная технология
Ширпотреб, массовое производство, не требует катализатора,
игрушки елочные |
|
1)Р-р адсорбции |
|
CuSO4*5H2O- 50-60г/л |
NH4OH- 55-60 г/л |
Na2SO3- 10-15 г/л- восстановитель |
|
2)Р-р сульфидирования |
|
Сера – 0,6-0,7 г/л |
NaOH – 0,4-0,5 г/л |
В растворе адсорбции:
Cu2+ + nNH3 -> [Cu(NH3)n]2+ аммиак заключается в комплекс, чтобы
реакция шла медленнее
2Cu2+ +SO32- +H2O -> 2Cu2+ +SO42- +2H+
В р-ре сульфидирования:
S+2Cu+ -> CuS + Cu2+ тонкий слой сульфида меди, обладающий электропроводностью.
Изделие, покрытое сульфидом меди, опускают в ванну никелирования:
К) CuS +2e -> Cu +S2- Когда весь сульфид восстановится на детали, будет восстанавливаться никель. И затем хром д/декоративного вида Получается очень тонкий слой, эти реакции повторяются до нужной
толщины, темно-серое стеклообразное, блестящее покрытие, но очень хрупкое.
15 Нанесение рисунков методом шелкографии и тампографии
Фоторезисты – полимерный органический материал обладающий фоточувствительностью, под действием у/ф лучей растворимость изменится.
Фоторезисты, бывают позитивные и негативные, жидкие и сухие пленочные, жидкие наносят окунанием или обливом, распылением, это первые на основе поливинилового спирта. Поливиниловый спирт хорошо растворяется в воде, но если добавить бихромат аммония и облучить, то он переходит в нерастворимое соединение. Облучение через фотошаблон. Разрешение макс 50 линий*1мм
Фоторезисты на основе диазо-соединений – позитивные. После облучения растворимые. Более стойкие дорогие и токсичные. Разрешение 350-400мм*1мм
Фотохимич способ – распечат рис на пленке затем облуч УФ светом При облучении (экспозиция) бихромат окисл п/в спирт, он стан
нерастворим. Доп обр-а бихроматом – задубление. После опуск в воду незадубл-й спирт смыв-ся
Сухой плен фоторезист - 3х слойн композ-я (фотосет): лавсан, фоторезист, п/этилен
Отделяется 1 пленка и прокатывается горяч валиком. Затем наносится фотошаблон, обл-ся УФ, сним 2я-лавсан пленка, затем растворимый фоторезист удал-ся содой. «+» удобен в нанес чем жидкий, толщина всегда одинак, «-» слож исп-ть на крив пов-х
Шелкография –тонкая тканная сетка (капрон-одинак расст м/у нитями) натяг на рамку, пропит фоторезистом, сушка, затем наклад на сетку распечатаный фотошаблон, облуч УФ и проявляют. Затем смывают незадубленные участки, затем ракелем нанос ч/з сетку краску на изд-е. Ракель-инстр-т в виде пластины из гибк пластика.
Тампография – неб изобр-е (рис на клавиатуре). Мож нанос на крив пов-ти. На матрицу с полир пов-ю нанос рисунок и проводят хим травл-е
– пол угл-я в матрице. Тампон изгот из силикона, пов матрицы зап краской, лиш счищ мет ракелем. Тампон, опускаясь на матрицу, забир краску из угл-й и отпечат на изд-и.
16 Сущность процесса ЭХРО. Циклограмма движения электродаинструмента и импульсов тока
Электрохимическая размерная обработка (ЭХРО) основана на принципе локального анодного растворения металлической заготовки при высокой плотности постоянного тока в проточном электролите (Рис.1). Анодное растворение (формообразование) заготовки производится без контакта между электродами на некотором расстоянии друг от друга, т. е. межэлектродном зазоре путем воздействия электрического поля, конфигурация которого формируется электродом-инструментом. Д/изгот слож дет по безотход техн-ии (метод холл выд-я) изгот оснастку из прочн стали или сплавов ВК
Ранее изгот электрод-инстрт (медь, латунь), поднос к пов-ти, искры выжиг Ме – электроискр обр-а, процесс медленный.
При выключенном источнике постоянного тока электроды в электролите находятся в равновесном состоянии (нейтральном). Для создания условий непрерывного растворения анода (заготовки), происходит смещение потенциала от равновесного значения за счет подключения внешнего источника тока. Чем оно больше, тем интенсивнее скорость электрохимического процесса и растворение анода.
При электрохимической обработке растворение анода происходит за счет его окисления и перехода в ионное состояние с образованием гидратов окислов металлов, которые удаляются потоком электролита. На катоде происходит процесс восстановления с выделением газообразного водорода.
А (+) Fe-2e=Fe2+
K(-) 2H2O=2e=H2+2OH-
Fe +2OH- = Fe(OH)2 –шлам Электролит NaNO3 – 100г/л. Iа 100
А/см3. Скорость прошивки до 0,8 мм/мин
Циклограмма работы электрод инструмента:
1) С использованием постоянного тока
ia 100А / см2 1000А / дм2
арабочий зазор 0, 2мм
1 подвод электрода
2 отвод до рабочего зазора
3 электролиз раствора
4 отвод для продувки
1,50; 1,60см
Сбоку нет растворенияпассивация
2) Циклограмма работы инструмента с переменным током: Чем короче импульс, тем выше чистота обработки.
Импульс тока – 90-160º Контр импульс – 170-180º (1,5 В)
Программа автом-и поднимает стол с учетом растворения загот-и. Стол может упр-ся комп-м д/регуляции зазора. Комп фиксирует изм-е эл-провод, контр импульс опред зазор м/у ЭИ и загот-й. (сопротивл велико – велико расстояние)
Если необх неглуб отв-я, эл-т под-ся сбоку, идет вдоль пов-ти под давлением.
