1.3 Характеристика детали, выбор вида и толщины покрытия

Данным дипломным проектом предлагается обрабатывать деталь «Направляющая» РЮИБ 8.203.241.

Деталь «Направляющая» изготовлена из углеродистой стали марки 20. Эта сталь удовлетворяет производственным требованиям. Сталь 20 обладает хорошими физико-химическими свойствами, является пластичным и гибким материалом, удобным при нанесении покрытия и дальнейшей обработке. Деталь имеет сложную форму, имеет отверстия, изгибы, не имеет резьбы. Деталь в гальванический цех приходит из механического цеха. В процессе изготовления детали, методом штамповки, была нанесена замасловка, в состав которой входит И-20 А ГОСТ 20.799-75. На детали нет заусенцев, царапин и других неровностей, исходя из этого, деталь не будет подвергаться шлифованию, полированию, галтовке и др.

Габаритные размеры детали «Направляющая» следующие:

Длина, мм - 68

Ширина, мм - 60

Площадь, м² - 0,007721

Масса, кг - 0,038

Деталь «Направляющая» применяется в электронно-кассовых регистраторах ЭКР для направления движения денежного ящика.

Коррозийное воздействие среды является одним из важнейших факторов, влияющих на выбор покрытий.

При выборе покрытий следует учитывать условия эксплуатации детали, материал и назначение детали. Деталь «Направляющая» используется в условиях не отапливаемого помещения, при переодическом механическом воздействии на деталь. Коррозионное воздействие среды, определяемое условиями эксплуатации, является одним из важнейших факторов, обусловливающих выбор покрытий. Условия эксплуатации определяются согласно ГОСТ 15150-69 в зависимости от климатического исполнения и категории размещения детали с учетом атмосферы: все климатические исполнения, кроме очень холодного, если исключена возможность попадания влаги, следовательно, деталь относится к группе со средними условиями (С) эксплуатации.

Выбор видов покрытий и их толщин производится по ГОСТ 9.303-84 «ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору».

Таблица 2

Условия эксплуатации покрытия

Группа условий эксплуатации	Климатическое исполнение деталей	Категория размещения деталей
Средние условия (С)	Все климатические исполнения, кроме очень холодного	Неотапливаемые помещения, отсутствие атмосферных осадков. Температура воздуха от -600С до +600С. Относительная влажность 95+3 % при температуре +300С

Исходя из функционального назначения и условий эксплуатации детали, данным дипломным проектом предлагается наносить на деталь никелевое покрытие.

Поверхность деталей, подлежащих покрытию, не должна иметь дефектов, влияющих на защитную способность и окончательную отделку покрытий. Поры, раковины, трещины и другие дефекты должны быть устранены.

Никель - относительно недорогой металл, обладающий при этом множеством полезных свойств, основные из которых перечислены ниже.

Простое вещество никель в компактном виде - блестящий серебристо-белый металл.

Никелирование представляет собой один из наиболее важных и широко применяемых процессов электроосаждения металлов. Большая часть из всего производимого никеля используется именно в виде покрытий.

Благодаря склонности к пассивированию никель оказывается химически стойким во многих средах, в частности в воде, щелочах, в органических и минеральных кислотах. По отношению к железу никелевые покрытия являются катодными.

Никелевые покрытия обладают рядом достоинств:

1. Достаточно высокая износостойкость, которая может быть еще дополнительно повышена с помощью введения мелкодисперсных наполнителей в сам никель (композиционные покрытия, КЭП), легирования покрытий и нанесения поверх никеля тонкого слоя еще более твердого металла или сплава. Наполнители могут быть как твердыми, так и смазывающими.

2. Довольно высокая твердость, которая может быть еще повышена легированием или осаждением КЭП.

3. Сравнительно высокая пластичность, особенно при осаждении из сульфаматных растворов, в связи с чем никель хорошо полируется и может выдерживать запрессовку. В полированном виде обладает высокой отражательной способностью. Может быть получен с блестящей поверхностью непосредственно при осаждении (без механической полировки).

4. Высокие декоративные характеристики поверхности как блестящей, так и матовой, «полуматовой», сатинированной и т.д.

Возможность нанесения в качестве декоративного финишного покрытия.

5. Сравнительно высокая собственная коррозионная стойкость в обычных средах, при повышенной влажности, в растворах щелочей и органических кислот. Коррозионно-зашитная способность (в отношении нижележащих металлических слоев, например меди и ее сплавов), особенно при низкой пористости.

6. Существуют электролиты, покрытия из которых при достаточной толщине сглаживают (выравнивают) поверхность в результате постепенного заращивания царапин и тому подобных микродефектов.

Никелевые покрытия также имеют и недостатки такие как:

7. После нанесения покрытия на сталь могут ухудшиться механические свойства основы (особенно в случае блестящих покрытий), в частности из-за проникновения водорода.

8. Покрытия плохо выдерживают клепку и развальцовку.

9. Никель нестоек в атмосфере аммиака, серосодержащих соединений, хлора (особенно влажного). Покрытие защищает сталь от коррозии только механически: в порах покрытия сталь корродирует.

10. Не всегда удается обеспечить хорошее сцепление никелевого слоя с основой (покрытие легко отслаивается), а также с последующим покрытием (покрытие пассивируется).

11. Процессы никелирования весьма чувствительны к наличию загрязнений в растворах.

Указанные достоинства и недостатки осадков никеля определяют чрезвычайно обширную сферу их использования в качестве:

а) функциональных, защитных и декоративных покрытий как в машиностроении, так и в электронике, приборостроении.

б) как износостойкое покрытие.

Установив группу условий эксплуатации и вид покрытия, определяем в соответствии с ГОСТ 9.303-84 его толщину. Для средних условий эксплуатации никелевого покрытия толщина составляет 18 мкм.

Обозначение, выбор и назначение гальванических покрытий устанавливаются соответствующими стандартами Единой системы защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Термины и определения в области металлических и неметаллических неорганических покрытий установлены ГОСТ 9.008-82 «ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Термины и определения», классификация и обозначение - ГОСТ 9.306-85 «ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Обозначение». Согласно этого ГОСТа никелевое покрытие обозначается «Н».

Поверхность любого металла, даже кажущаяся невооруженному глазу совершенно гладкой и блестящей, в действительности шероховата, т.е. имеет множество мелких неровностей - следов обработки. На одних поверхностях следы обработки («гребешки») видны простым глазом, на других их можно увидеть только при помощи оптических приборов.

Объективная и точная оценка шероховатости поверхности играет важную роль в технике. Согласно ГОСТ 2789-79 установлены 14 классов чистоты поверхности, которые не следует смешивать с классами точности.

Классы 6-14 дополнительно разделены каждый на три разряда, обозначаемые буквами а, б, в.

Наличие следов обработки, царапин, рисок и других дефектов ухудшает внешний вид покрытого изделия, так как гальванически осажденное покрытие не только не скрывает неровностей основного металла, но, наоборот, делает их более заметными.

Поверхность деталей, подлежащих покрытию, не должна иметь дефектов, влияющих на защитную способность и окончательную отделку покрытий. Поры, раковины, трещины и другие дефекты должны быть устранены.

Для никелевого покрытия класс чистоты составляет 7-9.

Данные по выбору толщины, класса чистоты и условное обозначение покрытия сведены в таблице 3.

Таблица 3

Покрытия деталей из углеродистой стали

Наименование деталей (область применения)	Условия эксплуатации	Металл покрытия	Общая толщина покрытия	Класс чистоты поверхности до покрытия (ГОСТ 2789-85)	Условное обозначение покрытия (ГОСТ 9.306-85)
«Направляющая»	С	Никель (Ni)	18 мкм	7-9 класс	Н18