ПЗ -3 Методика определения пористости покрытий

Поры и крупные трещины в покрытии определяют по изменению окраски не покрытия, а основы под действием химических реактивов. Для выявления пор привлекают методы ускоренных коррозионных испытаний, такие, как испытание в солевом тумане, погружение в перикисьсодержащий раствор поваренной соли, погружение в солее-каолиновую водную смесь с последующей выдержкой во влажной камере. Испытание погружением можно приводить или только в химических реактивах, или еще с подключением изделия как катода, оценивая растворение основы. Примерами «химических» испытаний являются ферроксильная проба более благородных покрытий на железной матрице с образованием берлинской лазури на непокрытых поверхностях и испытание цинковых покрытий на медных сплавах в смеси пероксидсульфата с аммиаком с образованием синих комплексных соединений меди с аммиаком. При электрографическом методе выявления пор к покрытию прижимают бумагу с желатиной, которая принимает катионы, поступающие от подложки – анода. Дефектные места выявляются визуально при их окрашивании в индикаторных растворах. С примерами электролитов с цветовой индикацией дефектов можно ознакомиться в табл. 11.1.

При электролитическом выявлении пор, когда изделия подключаются как аноды, оценку пористости ведут по измерению тока, по изменению кривой анодной поляризации, по измерению потенциала коррозии. Каждый из этих методов зависит от расположенных под порами (без покрытия) участков основы.

Определение пористости напыленных покрытий

Важное место среди методов получения различных покрытий, обладающих повышенными износостойкими, коррозионностойкими, жаростойкими, химически стойкими и другими свойствами, принадлежит методам нанесения газотермическим напылением. В процессе нанесения покрытие образуется из отдельных расплавленных или близких к этому состоянию частиц. Расплавленные частицы с высокой скоростью соударяются с поверхностью основы и наслаиваются на ней, что приводит к образованию защитного покрытия. Контактные процессы при ударе, деформации, затвердевании и охлаждении частиц, а также процессы их физико-химического взаимодействия с окружающей средой при движении к основе определяют структуру и свойства покрытия. Для напыления используют различные материалы: металлы, сплавы, керамику, пластмассы др.; поэтому и диапазон характеристик таких покрытий очень широк.

Важным моментом процесса затвердевания напыленных частиц на поверхности основы является частичное выделение газов, растворенных в жидком металле, что сопровождается образованием закрытых и открытых пор в объеме напыляемого покрытия.

Наличие пор в покрытии может дать положительный эффект и повысить износостойкость, когда его наносят на трущиеся участки, так как в порах может сохраняться смазка. Однако в случаях, когда покрытие используется как антикоррозионное, или в других аналогичных случаях агрессивные газы или жидкости могут поникнуть по порам покрытия к поверхности основы и снизить работоспособность детали.

Плотность и пористость – основные характеристики покрытия, по которым можно косвенно судить о качестве напыленного материала покрытия. По пористости и относительной плотности покрытий оценивают эффективность того или иного метода нанесения покрытия или метода его обработки.

На величину пористости напыленных покрытий существенное влияние оказывает как сам метод напыления, так и условия напыления: режим работы распылителя, дистанция напыления, теплофизические характеристики материала основы и ее температура при напылении, свойства напыляемого материала, скорость подачи напыляемого материала в распылитель, скорость перемещения основы или горелки и т.д.

При увеличении дистанции напыления наблюдается повышение пористости. В этом случае происходит не только снижение температуры частиц в момент соударения с основой, но и снижается их скорость, что и обусловливает такой характер изменения пористости напыленных материалов. На небольших расстояниях напыления, соответствующих образованию плотности покрытия с малой пористостью, может произойти перегрев и деформация основы. Кроме этого, при напылении на малых дистанциях могут возникнуть трудности, связанные с получением ровной поверхности покрытия.

С увеличением дистанции напыления количество пор в покрытии, сообщающихся с его поверхностью (открытая пористость), становится больше. Наиболее плотными и имеющими наименьшую открытую пористость являются покрытия, полученные проволочным напылением. Большинство пор в таком покрытии изолировано от внешней среды, т.е. пористость здесь, в основном, закрытая.

При нанесении порошковых материалов снижение расхода напыляемого порошка и уменьшение скорости перемещения горелки приводит к некоторому увеличению плотности покрытия.

Покрытия, полученные при более высокой температуре основы, обладают повышенным сцеплением частиц между собой и более низкой пористостью.