Технологии подготовки металла к нанесению покрытия
Для обеспечения прочного и равномерного сцепления покрытия с поверхностью металл необходимо правильно очистить и подготовить.
Основные виды загрязнений, которые необходимо удалить с поверхности детали:
- минеральные масла (средства для защиты от ржавчины, охлаждающие жидкости, смазки и пр.);
- органические загрязнители (краски, растительные и животные жиры, отпечатки пальцев);
- полировочные составы;
- твёрдые частицы (пыль, стружка);
- оксидная плёнка, окалина и ржавчина.
Для очистки металлов перед нанесением покрытия применяются различные методы, которые иногда комбинируются между собой.
Механическая очистка
В этом случае удаление твёрдых частиц, заусенцев, окалины и оксидов с поверхности детали осуществляется путём обработки абразивными материалами, пескоструйным или вибрационным методом.
Особняком в этом списке стоит ультразвуковая очистка. При этом на поверхность детали воздействует множество небольших вакуумных полостей, образующихся в результате распространения высокочастотных (20–45 кГц) звуковых волн в жидкости, в которую погружена деталь.
В качестве очищающей жидкости используется водный раствор щелочных моющих средств комнатной температуры.
Ультразвуковая очистка очень эффективна для удаления твёрдых частиц, грязи и копоти.
Для обработки мягких металлов часто применяется очистка водными растворами щелочных или слабых кислот, которые подаются к поверхности детали через распылительные форсунки под высоким давлением.
Химическая очистка
Химическая очистка используется для удаления органических загрязнений, включая следы минеральных масел, отпечатки пальцев и т. д. с помощью растворителей. Чаще всего для подготовки металла к нанесению покрытия используются алифатические растворители. К этой группе относятся такие вещества, как бензин, ацетон, уайт-спирт. Использование некоторых растворителей, таких как трихлорэтилен и трихлорэтан (хлорированные углеводороды), запрещено или ограничено в большинстве стран мира из-за их неблагоприятного воздействия на здоровье человека.
Существуют различные методы нанесения растворителя на поверхность металла. Так, некоторые детали погружаются в жидкость целиком, тогда как на другие состав распыляется. Некоторые растворители также можно использовать в газообразном состоянии. Это называется обезжиривание паром.
Существуют и другие разновидности химической очистки.
Так, при эмульсионной технологии удаление загрязнений осуществляется диспергированными в водном растворе органическими растворителями, содержащими эмульгаторы (поверхностно-активные вещества, препятствующие слипанию растворенного компонента).
После этого заготовки подвергаются процедуре щелочной очистки для удаления с поверхности органических компонентов эмульсии перед нанесением покрытия. Нанесение осуществляется методом погружения или распыления с последующим ополаскиванием водой. Рабочая температура щелочных растворов составляет 50–84 °C.
Электрохимическая очистка
Электроочистка осуществляется в щелочном электролите, через который пропускается постоянный ток. Деталь подключается к аноду либо катоду.
Этот метод сочетает в себе эффекты химической и механической очистки пузырьками газа, которые образуются на поверхности детали в результате электрохимической реакции.
Электрохимическая очистка позволяет удалить органические загрязнения, въевшиеся в поверхность детали, твёрдые частицы, приставшие к поверхности, и оксиды.
В конце заготовка ополаскивается водой и промывается кислотным раствором.
Существует несколько разновидностей электроочистки.
Анодная (обратная)
В этом методе деталь подключается к положительно заряженной стороне блока питания.
Происходит следующая реакция:
4[ОН] = 2H2O + O2 + 2e
На поверхности детали образуются пузырьки кислорода, что способствует очищающему эффекту.
Катодная (прямая)
В этом случае подключается к отрицательно заряженной стороне БП.
На поверхности анода происходит следующая реакция:
4H2O + 4e = 4[OH] + 2H2
В процессе выделяются пузырьки водорода в количестве, вдвое превышающем количество кислорода в первом методе. Катодная более эффективна, чем анодная, за счёт более интенсивного выделения газа.
Недостатками этого метода являются возможное отложение примесей на поверхности металла и хрупкость детали, вызванная диффузией водорода.
Комбинированная
В этом методе деталь поочерёдно подключается к аноду и катоду через контролируемые интервалы времени. Метод сочетает в себе преимущества как анодной, так и катодной технологии.
Кислотная активация
Кислотная обработка используется для удаления оксидов, окалины и активации металлической поверхности детали перед нанесением покрытия.
Мягкие кислоты (лимонная, фосфорная) используются для активации алюминиевых, цинковых отливок и других чувствительных сплавов.
Сильные кислоты, такие как соляная, серная и азотная, применяют для активации сталей, в том числе нержавейки.
Для более контролируемого и безопасного процесса активации используются кислотные соли.
Оставить комментарий