Давайте немного оживим тему. Поскольку возник вопрос о покрытиях и их свойствах, давайте его приземлим.
Начну с того, что я не гальваник, и дать информацию о технологии нанесения покрытий не могу. Могу рассказать о типах покрытий и области их применения, достоинствах и недостатках. Но, скорее всего, этого будет достаточно для наших задач.
В велосипедных узлах и деталях наиболее употребительными материалами пока остаются сплавы на основе железа (сталь, чугун), алюминий и его сплавы, и сплавы на основе меди – латунь и бронза. Титан и карбон рассматривать не будем, поскольку на эти материалы гальванопокрытия не наносятся.
Начнем со стали, поскольку обычно именно она и доставляет неприятности в виде ржавчины.
Особенность железа является то, что в нормальных условиях при взаимодействии с влагой и кислородом образуется гидрооксид железа – пресловутая ржавчина. Этот гидрооксид представляет из себя рыхлую субстанцию, не образующую сплошного защитного слоя. Более того, она как губка впитывает в себя влагу, провоцируя дальнейшее разрушение железа. Для изоляции поверхности металла от атмосферы используют и лакокрасочные и гальванические покрытия.
Самым простым защитным покрытием железа и его сплавов является оксидирование – в простонаречии воронение, поскольку имеет цвет крыла ворона. Это обычный оксид железа, который, в отличие от гидрооксида образует сплошную атмосферостойкую пленку. Для большей защиты это покрытие промасливают. Обозначение в документации – Хим. Окс. Если нужно промасливать – то Хим. Окс. прм. Недостатком этого покрытия является очень слабая стойкость к механическим воздействиям. Наверняка многие держали в руках оружие со стертым воронением. А на местах, где покрытие исчезает, начинает образовываться гидрооксид. Поэтому такое покрытие применяют для деталей, работающих в закрытых полостях в условиях наличия смазки. Или как межоперационное покрытие. Часто можно увидеть это покрытие и на закаленных деталях, поскольку оно меньше всего влияет на структуру закаленного металла. В настоящее время это покрытие, а точнее его техпроцесс, признано вредным и не рекомендуются к применению. Вместо него применяют химическое фосфатирование. Внешне фосфатирование отличается цветом – оно серое. В остальном покрытия одинаковы. Обозначение – Хим. Фос; Хим. Фос. прм.
Добавлено: 01-12-2019 20:09:22
Следующее покрытие – цинкование. Цинк неплохо противостоит атмосферным и механическим воздействиям, а самое главное достоинство такого покрытия в том, что цинк и железо образуют гальваническую пару, в которой первым разрушается цинк. Именно поэтому цинкуют корпуса автомобилей – цинк разрушается и защищает железо – это называется катодная защита. И даже если частично покрытие сходит, железо корродирует медленнее. Чистый цинк дает покрытие серо-серебристого цвета, матовое или блестящее. Обозначение –Цн. Обычно после обозначения указывают толщину покрытия в микронах – Цн.9 – толщина 9 мкм. Для большей механической стойкости применяют цинкование в растворе хромпика. Обозначение – Цн. Хр. ХР – это хромпик, а не сокращенное название огородного растения! Это покрытие имеет зеленоватый цвет, причем оттенки могут весьма отличаться – от светло-зеленого до насыщенного зеленого. Применение цинкового покрытия для закаленных деталей и пружин нежелательно, поскольку при нанесении покрытия происходит наводораживание поверхностного слоя, и металл становится хрупким. Этого можно избежать, но сильно усложняется процесс покрытия.
Иногда могут попасться детали, покрытые кадмием. Это покрытие ничем не хуже цинкового, но, как и воронение, признано вредным и не применяется.
Весьма популярным было, да и сейчас еще применяется в пищевой промышленности покрытие оловом. Не путайте с лужением – гальваническое покрытие наносится по-другому. Хотя суть от этого не меняется, только толщина слоя. Но у этого покрытия есть очень большой недостаток – олово и железо образуют гальваническую пару, в которой первым разрушается железо. И при механических повреждения покрытия железо начнет активно разрушаться. Видели гнилые консервные банки, внешне целые, но состоящие из одного покрытия? А консервные банки покрывают оловом из-за его нейтральности к пищевым продуктам. Чаще всего оловом покрывают детали, предназначенные для пайки – клеммы, наконечники проводов и т.п. Обозначение покрытия – О.
Теперь самые любимые крокодиловодами покрытия – хром и никель.
Эти металлы внешне очень похожи, и отличить хромовое покрытие от никелевого порой затруднительно. Но по свойствам эти покрытия очень отличаются. Хром – металл очень твердый. Хорошо противостоит механическим воздействиям. Но в тонком слое покрытие пористое и пропускает воду. Наверняка все видели, во что превращается детали, когда под хром попадает вода. Для надежной защиты от коррозии толщина хромового покрытия должна быть больше 15 мкм. Обозначается такое покрытие – Х.15. Никель, в отличие от хрома, относительно мягкий металл, легко царапается. Но образует плотное водонепроницаемое покрытие. В чистом виде никель применяется редко, чаще применяют трехслойное покрытие – М.Н.Х – медь, никель, хром. Вот это покрытие защищает железо и его производные лучше всего – никель образует непроницаемый слой, а хром – твердый защитный. Медь наносят для лучшего сцепления никеля – на сталь никель плохо ложится. Если нужно блестящее покрытие – то проводят полировку как никелевого слоя, так и хрома. За буквами обозначения опять -таки должно стоять значение толщины слоя – общее для всех трех металлов.
При заказе деталей нужно знать, что согласно правил, размеры детали, указанные а чертеже, должны соответствовать окончательному виду – с термообработкой и покрытием. Но на практике никто этим не заморачивается – единичную деталь вряд ли станут просчитывать на технологические припуски. А покрытие увеличивает размер на две толщины покрытия. Для подшипниковых узлов это может доставить определенные неприятности. Исключение составляют оксидирование и фосфатирование – они практически не влияют на окончательный размер.
Добавлено: 01-12-2019 20:10:32
О цветмете — в следующий раз.