8.6.Операции нанесения покрытий

Нанесением покрытий называется обработка, заключающаяся в образовании на заготовке поверхностного слоя из инородного материала (окрашивание, металлизация, анодирование, оксидирование и др.).

Покрытия защищают детали от коррозии, придают верхнему слою свойства, отличающие его от основного металла.

По видам применяемых материалов покрытия делят на металлические, химические и лакокрасочные, а по способу нанесения — на гальванические, химические.

По назначению различают контактные, электроизоляционные, защитные, износостойкие и декоративные покрытия.

Применяют также химико-термическую обработку поверхностного слоя. При выборе вида покрытия учитывают условия работы изделия.

К металлическим покрытиям относят напыление (металлизацию), когда на поверхность детали наносится слой различных материалов, нагретых до расплавленного состояния. Нагрев выполняют до температур плавления (2000-10000°С) и под воздействием газа переносят частицы на наносимую поверхность. Деформируясь и растекаясь они превращаются в плоскую пленку, которая за счет молекулярного взаимодействия удерживается на поверхности детали.

Каждая пара рабочих материалов (покрытие-деталь) имеет свою температуру подогрева, при которой обеспечивается прочное сцепление этих материалов. Например, при нанесении стали на сталь температура подогрева детали не превышает 150°С. Некоторые рабочие материалы можно обрабатывать без нагрева заготовки.

При прохождении наносимого материала от механизма нагрева до днетали он частично окисляется, что снижает его сцепление с поверхностью. Поэтому процесс напыления целесообразно проводить в камере с нейтральным газом (аргоном), а не воздухом.

Толщина покрытия составляет 0,02...5 мм и более.

Металлизация широко применяется для устранения дефектов в отливках и при ремонтных работах. К ее недостаткам относятся хрупкость и малая прочность сцепления слоя покрытия с материалом основания.

Наиболее распространен гальванический способ. Он позволяет получать покрытия высокого качества и строго определенной, заранее заданной толщины. К его недостаткам относят пористость слоя и невозможность получения равномерного осадка на всех участках поверхности детали сложной формы. Этого недостатка лишен химический способ, когда металл осаждается из специальных растворов без применения электрического тока. Это позволяет покрывать наружные и внутренние поверхности деталей сложной формы.

Покрытия делят на анодные и катодные. Электродный потенциал металла анодных покрытий более электроотрицателен, чем основного металла. Катодными называют покрытия с обратным соотношением потенциалов.

В процесс нанесения покрытий входят: подготовка поверхности, нанесение покрытия, промывка и сушка детали.

Подготовка включает механическую обработку, обезжиривание и травление.

Механическая обработка (полирование, пескоструйная или гидроабразивная) улучшает качество поверхности, удаляет забоины и продукты коррозии. Грязь и жиры с поверхности детали смываются органическими растворителями (бензином, керосином, трихлорэтиленом), известью, горячими щелочными растворителями (химическим или электрохимическим способом).

Промывку в органических растворителях с дополнительной обработкой в щелочных растворах выполняют для очистки поверхности от минеральных масел. Обезжиривают обычно известью или отмоченным мелом. Наиболее эффективных результатов можно достичь при обработке деталей в горячих щелочных растворах (70-90°С), которые полностью удаляют жиры растительного и животного происхождения.

Травлением удаляют пленки оксидов с поверхности обезжиренных и промытых деталей. Процесс травления обычно ведут в растворах серной, соляной и азотной кислот.

Заключительной операцией по подготовке поверхности под покрытие является декапирование (легкое травление). Эту операцию осуществляют, погружая детали на 1...2 мин в 5...10%-ный раствор серной или соляной кислоты.

Структура покрытий и равномерность отложения металла зависят от условий электролиза (состава электролита, его температуры и чистоты, плотность тока и др.). Лучше применять переменный ток, так как при этом осадки металла получаются более мелкозернистые и плотные, чем при работе на постоянном токе.

После нанесения покрытия детали промывают в холодной и горячей воде для удаления с их поверхности электролита. Детали сушат в сушильных шкафах при температуре 110-120°С в течение 5-10 мин или обдувают чистым сухим воздухом.

Тип покрытий выбирают в зависимости от условий работы детали.

Если толщина покрытий соизмерима величиной полей допусков сопрягаемых деталей (что имеет место для 5,6,7 квалитетов точности), тогда ее следует учитывать с позиций возможного искажения характера посадок. Это в полной мере относится к резьбовым, коническим и другим видам соединений.

Под чертежами деталей покрытия принято проставлять после твердости и квалитетов точности свободных размеров. В соответствии с ГОСТ9791-68 в обозначении покрытия должен быть указан способ нанесения, материал, толщина и т.д. Например, Хим.окс.5 означает химическое оксидирование поверхности толщиной 5 мкм.

Кроме того, для менее ответственных деталей и поверхностей используют и лакокрасочные покрытия, которые наносят в том числе и краскопультами. В их обозначениях могут содержаться следующие сведения: а) наименование (лак, краска или эмаль); б)состав наносимого вещества (буквами); в)группа покрытия (по назначению); г)порядковый номер материала; д)цвет.

Например: Эмаль МЛ-120 ГОСТ18099-78, серая.