Гальванические покрытия в машиностроении

Размещено на http://www.allbest.ru/

Классификация покрытий

В зависимости от требований, предъявляемых к эксплуатационным характеристикам деталей, различают 3 типа покрытий:

§ защитные-применяемые для защиты от коррозии деталей в различных агрессивных средах;

§ защитно-декоративные, применяемые для декоративной отделки деталей с одновременной защитой их от коррозии;

§ специальные, применяемые для придания поверхности деталей специальных свойств (износостойкости, паяемости, твёрдости, изоляционных, магнитных свойств), восстановления изношенных деталей или обеспечивающие защиту основного металла от особых сред (местная защита от цементации, азотирования и т.д.).

Коррозия - разрушение (окисление) металлов в результате химического или электрохимического воздействия внешней среды.

По способу защитного действия гальванические покрытия подразделяются на катодные и анодные. Катодные покрытия имеют более положительный, а анодные покрытия более электроотрицательный электродные потенциалы по сравнению с потенциалом металла, на который они нанесены. Например, Cu, Ni, Ag, Sn (олово), осаждённые на сталь, являются катодными покрытиями, а Zn и Cd по отношению к стали-анодными. Катодные покрытия защищают металл детали механически, изолируя его от окружающей среды. Основное требование к катодным покрытиям-беспористость. Анодные покрытия защищают металл детали главным образом электрохимически. Поэтому степень пористости анодных покрытий в отличии от катодных не играет существенной роли.

Обозначения покрытий

Для краткого наименования различных видов покрытий в конструкторской и нормативно-технологической документации приняты специальные условные обозначения (шифры) покрытий. Шифр покрытий включает сведения о:

1) способе нанесения (катодное восстановление - (-); химический - Хим.; анодное окисление - Ан.);

2) материале покрытия (начальные буквы материала покрытия; например, алюминий - А, алюминий-цинк - А-Ц, вольфрам - В, железо - Ж, золото - Зл, медь - М и т.д.);

3) признаке, характеризующем физико-механические свойства покрытий (например, микропористое - пор, твёрдое - тв, электропроводное - э, электроизоляционное - эл);

4) толщину покрытия, декоративные свойства покрытия - по ГОСТ21484-76;

5) виде дополнительной обработки (например, фосфорирование - фос., хромирование - хр., оксидирование - окс. и т.д.).

Примеры условных обозначений: цинковое, толщиной 15 мкм, хромированное - Ц15.хр.; никелевое, полученное химическим способом, толщиной 9мкм - ХимН9.

Обозначения покрытий и все данные для выполнения покрытий указывают в технических требованиях чертежа. Непосредственно у соответствующих поверхностей обозначения покрытия указывать не допускается. Обозначения покрытий на чертежах выполняют по ГОСТ9.073-77 и ГОСТ9.032-74 с добавлением перед обозначением слова «Покрытие…».

Рисунок 1

Если одно и то же покрытие должно быть нанесено на все поверхности изделия, запись делают по типу: Покрытие Хим.окс. При нанесении одинакового покрытия на несколько поверхностей их обозначают одной буквой и записывают: «Покрытие поверхностей А….» (рис.1) или «Покрытие наружных поверхностей….».

Рисунок 2

При нанесении различных покрытий на несколько поверхностей изделия их обозначают разными буквами (рис.2) и в технических требованиях делают запись по типу: «Покрытие поверхностей А…., поверхностей Б….».

Если покрытия нельзя обозначить в соответствии с требованиями ГОСТ9.073-77 и ГОСТ9.032-74, указывают все данные, необходимые для их выполнения, или ссылаются на нормативные документы, устанавливающие эти покрытия.

гальванический покрытие машиностроение

Выбор покрытий

При выборе покрытий в соответствии со стандартом ГОСТ14623-74 следует учитывать назначение и материал детали, условия эксплуатации деталей, назначения и свойства покрытия, способ нанесения покрытия, допустимость контакта сопрягаемых металлов и экономическую целесообразность применения этого покрытия.

Условия эксплуатации

Коррозионное воздействие среды, определяемое условиями эксплуатации изделий, является одним из важнейших факторов, обуславливающих выбор покрытий. Условия эксплуатации в соответствии с ГОСТ14007-74 в зависимости от коррозионной агрессивности среды (степени загрязнения воздуха коррозионно-активными агентами (сернистый газ, хлористые соли), температуры окружающей среды и других климатических факторов) классифицируются по группа: легкая - Л, средняя - С, жёсткая - Ж, очень жёсткая - ОЖ.

Требования к поверхности основного металла

Качество поверхности основного металла, на которые наносятся гальванические покрытия, должно соответствовать ГОСТ9.301-78. Параметры шероховатости поверхности основного металла должны быть не более: =40 мкм под защитные покрытия; =2,5 мкм под защитно-декоративные; ?40 мкм под специальные покрытия в зависимости от функционального назначения; =1,25 мкм под твёрдые и электроизоляционные анодно-окисные покрытия. На поверхности детали не допускается: неоднородность проката, закатная окалина, заусенцы, расслоения и трещины, выявившиеся после травления, полирования и шлифования и т.д.

Требования к покрытиям

Качество покрытий должно соответствовать ГОСТ9.301-78. Для всех видов покрытий установлены требования к внешнему виду и, при необходимости, к специальным свойствам. Кроме того, для металлических покрытий устанавливают требования к толщине, пористости и прочности сцепления и, в случае покрытия сплавами - к химическому составу; а для неметаллических неорганических покрытий - требования к защитным свойствам и, при необходимости, к толщине.

Специальные свойства покрытий должны соответствовать требованиям конструкторской документации.

По толщине, химическому составу, защитным свойствам и пористости покрытия должны соответствовать требованиям ГОСТ9.301-78.

Вид и толщину покрытия деталей (согласно ГОСТ9.301-78, ГОСТ9.073-77, ГОСТ21484-76) выбирают в соответствии с требованиями, приведенными в нормативно-технической документации. Исключение составляют детали, для которых толщину покрытия устанавливают независимо от условий эксплуатации: детали, выполненные по 7, 8 и 9-му квалитетам или имеющие посадки с натягом; резьбовые детали, пружины.

Гальванические покрытия оказывают влияние на физико-механические свойства основного металла, что вызвано наводораживанием основного металла и физико-механическими свойствами самого покрытия. Наводораживание стали способствует уменьшению её пластичности, ухудшению характеристик технологических проб на перегиб и скручивание, снижению длительной прочности - сопротивления замедленному разрушению. С увеличением содержания водорода уменьшается поперечное сужение и удлинение стали.

Перед нанесением гальванических покрытий поверхности деталей необходимо подготовить. Для этого используются следующие виды обработок: механическая, химическая, электрохимическая.

Разновидности механической обработки: шлифование, полирование, галтовка, виброабразивная, струйно-абразивная, обработка щётками.

Шлифование - механический процесс снятия тонкой стружки металла острыми режущими гранями мелких зёрен абразивных материалов.

Полирование - механический процесс получения блестящей (зеркальной) поверхности сглаживанием мельчайших неровностей предварительно шлифованной поверхности.

Галтовка - абразивная обработка в барабанах по ГОСТ23505-79. Этот процесс есть разновидность шлифования и полирования, заключающийся в очистке и отделке поверхности мелких деталей насыпью для снятия заусенцев, окалины, неровностей и уменьшения шероховатости поверхности. Галтовку осуществляют во вращающихся аппаратах барабанного и колокольного типа, в которые загружают абразивные материалы и детали. Различают сухую (абразивную) галтовку и мокрую (жидкостно-абразивную) галтовку, которая в зависимости от применяемого размера абразива делят на подводное шлифование и подводное полирование.

Сущность виброабразивной обработки состоит в том, что деталям в абразивной среде, загруженным в контейнер вибрационной установки, сообщаются колебательные движения различной частоты (25…33Гц) и амплитуды (1,5…4,0мм).

Струйно-абразивная обработка поверхности перед нанесением металлических покрытий имеет разновидности: пескоструйная, дробеструйная и жидкостно-абразивная.

Размещено на Allbest.ru