1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Металлическое напыление на металл

Наш e-mail:
dymet-rus@yandex.ru

В основе технологии по нанесению металлических покрытий на поверхность деталей и изделий с образованием металлического покрытия требуемого свойства, реализуемой оборудованием ДИМЕТ®, лежит процесс газодинамического напыления металлов на поверхность.

В 80-х годах 20-го века был открыт эффект закрепления твердых частиц при соударении с поверхностью, и образовании покрытия, если частицы разгоняются до сверхзвуковой скорости. Данный эффект послужил основой для разработки технологии газодинамического напыления металлов, и в дальнейшем серийного выпуска «Обнинским центром порошкового напыления» аппаратов ДИМЕТ®.

Оборудование ДИМЕТ® сертифицировано по системе ГОСТ РФ. Сертификат соответствия N РОСС RU.ТН02.Н00580.

Базовые элементы технологии

Технология нанесения металлических покрытий включает в себя нагрев сжатого газа (воздуха), подачу его в сверхзвуковое сопло и формирование в этом сопле сверхзвукового воздушного потока, подачу в этот поток порошкового материала, ускорение этого материала в сопле сверхзвуковым потоком воздуха и направление его на поверхность обрабатываемого изделия.

В качестве порошковых материалов используются порошки металлов, сплавов или их механические смеси с керамическими порошками. При этом путем изменения режимов работы оборудования можно либо проводить эрозионную обработку поверхности изделия, либо наносить металлические покрытия требуемых составов. Изменением режимов можно также менять пористость и толщину напыляемого покрытия.

Особенности технологии

В наиболее распространенных газотермических методах нанесения покрытий для формирования покрытий из потока частиц необходимо, чтобы падающие на подложку частицы имели высокую температуру, обычно выше температуры плавления материала.

В газодинамической технологии напыления (которую на практике удобно называть «наращиванием» металла), это условие не является обязательным, что и обуславливает ее уникальность. В данном случае с твердой подложкой взаимодействуют частицы, находящиеся в нерасплавленном состоянии, но обладающие очень высокой скоростью. Ускорение частиц до нужных скоростей осуществляется сверхзвуковым воздушным потоком с помощью разработанных в ООО «ОЦПН» оригинальных установок серии ДИМЕТ®, не имеющих аналогов в традиционных методах нанесения покрытий.

Сам способ формирования металлизации оборудованием ДИМЕТ® заключается в газодинамическом методе, т.е. закрепление твердых металлических частиц, обладающих большой кинетической энергией, на поверхность подложки в процессе высокоскоростного удара.

Привлекательность технологии нанесения металла на поверхность деталей и изделий газодинамическим методом состоит в том, что оборудование и создаваемые с его помощью покрытия свободны от большинства недостатков, присущих другим методам нанесения металлических покрытий, и обладают рядом технологических, экономических и экологических преимуществ.

Способы напыления металлов

Традиции производства металлических изделий накапливались столетиями. Наука многократно модернизировала общепринятые технологические схемы, но всегда оставались существенными сырьевые и энергетические потери на всех этапах техпроцесса. Идея его кардинального изменения зародилась в начале ХХ века, когда известный русский инженер-металлург Соболевский П.Г. порекомендовал применить напыление металла в производстве машиностроительных изделий. Усовершенствование этой технологии способствовало образованию инновационной специализации – порошковой металлургии, обуславливающей замену традиционной обработки металла автоматизированными операциями прессовки и спекания материалов.

Технология напыления металлов является современным способом нанесения однородного металлического слоя на деталь при использовании раскаленной скоростной струи, имеющей в своем составе порошковые элементы, осаждающиеся на базисном металле при ударном столкновении с ним. Для выбора оптимального метода напыления металла следует принимать во внимание форму и размерные габариты деталей; точность и характер погрешности покрытия, его технико-эксплуатационные особенности; расход на базовое и дополнительное оснащение, порошковые материалы, на черновое и заключительное обрабатывание покрытий и прочее.

Способы и оборудование для напыления металлов

Однако порошковое напыление металла вовсе не ограничивается одним лишь производством деталей из порошков. Не менее важным является такое ее направление, как нанесение на металлическую поверхность слоя мелкодисперсной среды из огнеупорных, коррозионно- и износостойких материалов для улучшения функциональных, реставрационных и декоративных характеристик. При использовании в этих целях многокомпонентных порошковых материалов возрастает риск возникновения неоднородности покрытия, связанной с сегрегацией (расслаиванием) порошков. Такая проблема разрешается применением пластичных шнуровых материалов, имеющих в своем составе порошок, который фиксируется пластичной связкой. При обработке поверхности вещество связки целиком испаряется и на подложку изделия оседает лишь непосредственно порошок.

Сущность вакуумного напыления металлов состоит в том, что требуемый материал в результате сильного нагревания в вакуумном пространстве переходит в пар, который конденсируется в виде плоской пленки на наружной стороне тех или иных изделий.

Процесс термонапыления относительно прост и включает такие операции: расплавка металлического сырья в специальном пистолете (горелке) и напыление металла в жидком состоянии на заблаговременно обработанную поверхность при помощи сжатого воздуха. В ходе газопламенного напыления металла непрерывно перемещающийся напыляемый материал в форме проволоки или стержня продвигается через пистолет и плавится в конусовидном потоке горючего газа (диметилметана или топлива с содержанием ацетилена и кислорода). Кончик расплавленной проволоки встраивается в конусовидный поток и наносится на поверхность подложки. При контакте с поверхностью микрочастицы наносимого вещества моментально остывают и трансформируются, прочно сцепляясь с ней. В связи с этим, газотермическое напыление отличается мельчайшей ленточной или планарно-зернистой структурой.

Данный способ обработки идеально подходит для напыления труднодоступных участков. При его использовании следует контролировать дистанцию между пистолетом и обрабатываемым изделием, поддерживать оптимальную температуру напыления, соблюдать чистоту. Соблюдение точно выбранного промежутка и скорости передвижения пистолета обеспечивает оптимальную дозу материала и толщину наносимого слоя. Поскольку в ходе напыления металла создается пыль, следует регулярно прочищать фронтальную часть аппарата, чтобы гарантировать нанесение свежего слоя на очищенную поверхность. Использование газопламенного способа нанесения позволяет создавать покрытия с достаточной пористостью (до 12 %) и небольшой адгезией к основе, что связано с невысокой скоростью воздушно-газовой струи (менее 50 м/с). Температурный режим горения пламени лимитирует спектр металлов, которые можно наносить таким способом.

При осуществлении плазменного или газоплазменного напыления металла в качестве источника тепла выступает электродуга, возникающая между парой электродов. В зону ее горения нагнетается инертный газ, способный ионизироваться и образовывать плазму (температурой до 15000 °С). В плазменную струю поступает порошок наносимого металла, который плавится и переходит на обрабатываемую подложку. Вопреки высоким температурам в месте горения электродуги, изделие не подвергается перегреву, поскольку при переходе из участка дуги температурные показатели резко снижаются. Оборудование для такого типа нанесения металла сложнее, в сравнении с газопламенным из-за дополнительной потребности в электроаппаратуре.

В наиболее ответственных задачах для получения максимальной адгезии и прочности покрытий плазменную обработку осуществляют в вакуумном оборудовании для напыления металлов при низком давлении. Снижение давления обеспечивает возрастание скорости микрочастиц, что способствует получению более прочных химически стойких покрытий с повышенной твердостью.

Газодинамическое напыление металла заключается в образовании покрытий при взаимном ударении холодных микрочастиц металла, убыстренных ультразвуковой газовой струей, с подложкой детали. При контакте не расплавленных микрочастиц с поверхностью получается их пластическая трансформация и кинематическая энергия переходит в тепловую и адгезионную, способствуя образованию однородного слоя из прочно уложенных частиц металла. Отличительная особенность такого напыления – отсутствие повышенных температур при нанесении металлических покрытий, а значит, и отсутствие оксидации металлических частиц и подложки, явления неоднородной кристаллизации, повышенных внутренних напряжений в готовых изделиях.

Лазерное напыление металла представляет собой технологию восстановления изделий путем обработки их лазерным лучом света, генерируемым при работе оптико-квантового генератора. Из-за узкой сосредоточенности лазерного потока и повышенной энергетической плотности в месте его контакта с поверхностью можно производить наплавку любого металла. Самой востребованной является порошковая форма. Локальное фокусирование излучения дает возможность производить наплавление в труднодоступных зонах. При этом первичная структура практически не деформируется, но достигается повышенная износостойкость деталей.

Читать еще:  Как сделать ларек из металлического профиля?

Разработаны многочисленные установки для напыления металла. Как правило, они производятся в двух исполнениях: стационарном и мобильном, кроме этого могут функционировать как в закрытых цехах, так и на открытой местности для обработки крупногабаритной продукции. Покрытия, образованные перечисленными способами напыления, имеют высокие параметры прочности и пониженную степень остаточных напряжений.

Нанесение покрытий

Выбор наилучшего покрытия для конкретного применения основан на нашем многолетнем опыте и всестороннем знании алгоритмов решения этой технической задачи. Мы не предложим Вам самое дешевое покрытие или то, что находится у нас под руками. Мы будем рекомендовать то покрытие, которое считаем лучшим для условий работы Ваших деталей. Поэтому не удивляйтесь большому количеству вопросов, поскольку нам необходимо глубже понимать Ваши проблемы и требования. Являясь лидирующей в России компанией по технологиям нанесения промышленных покрытий, мы гордимся нашей эрудицией и мастерством.

У нас тесные рабочие отношения с ведущими мировыми производителями порошковых материалов и фирмами, оказывающими услуги по их нанесению, поэтому мы в курсе последних разработок в этой области.

Главное, Вам самим не нужно беспокоиться о выборе лучшей системы покрытий — это наша работа!

Чтобы узнать больше о нашем ассортименте покрытий читайте наш сайт и наши публикации, которые находятся в открытом доступе.

Для получения от нас рекомендаций по выбору покрытий заполните онлайн-форму заявки на нашем сайте, и мы обязательно с Вами свяжемся.

Используемые технологии

  • электродуговая наплавка порошковыми и проволочными материалами, в защитном газе, под флюсом;
  • плазменная наплавка;
  • газотермическое напыление покрытий (газопламенное, электродуговое, плазменное, детонационное, высокоскоростное);
  • холодное газодинамическое напыление защитных покрытий;
  • электроискровое нанесение декоративных покрытий;
  • процессы PVD и CVD осаждения покрытий из газовой фазы;
  • финишное плазменное упрочнение.

Цель нанесения покрытий на металлические поверхности

  • упрочнение деталей для предотвращения их разрушения под воздействием окружающей среды, контактного взаимодействия с сопряженной деталью или совместного действия этих факторов;
  • создание функциональных свойств поверхности;
  • изменение формы изделия и ее восстановление, наращивание поврежденной в процессе эксплуатации поверхности;
  • создание декоративного покрытия с определенными визуальными качествами.

Назначения покрытий

1. Износостойкие противостоящие:

  • изнашиванию схватыванием;
  • абразивному изнашиванию;
  • усталостному изнашиванию;
  • вследствие диспергирования;
  • фреттинг-коррозии;
  • кавитационному изнашиванию;
  • эрозионному изнашиванию.
  • стойкие против окисления;
  • эрозионностойкие;
  • стойкие в агрессивных газовых средах;
  • теплозащитные;
  • стойкие в металлических расплавах.

3. Коррозионностойкие для различных сред:

  • воздушной среды;
  • воды и водных растворов.

6. Биоактивные, бактерицидные

8. Для восстановления размеров изношенных и бракованных деталей

9. Со специальными свойствами (магнитными, оптическими, для экранирования радиопомех и др.)

10. Технологические (например, покрытия под пайку)

Толщина напыления металлических покрытий — от нанометров до десятков миллиметров. Материалы покрытий: на основе Fe, Cu, Ni, Co, карбиды, нитриды, бориды, оксиды, композиционные, многокомпонентные, минеральные и др.

Карбид вольфрама широко известный сплав, обладающий высокой твердостью и повышенными износостойкими свойствами.

Бронзу чаще всего наносят на изделия методами плазменного или газопламенного напыления. Основное применение это получение антифрикционного покрытия.

Токоведущие шины и шины заземления — очень важные и широко применимые элементы современной электротехнической промышленности. Любой силовой агрегат содержит их в своем составе.

Мы уже более 20 лет занимаемся нанесением различных функциональных покрытий и в том числе нанесением фрикционных покрытий. Если вам требуется увеличить коэффициент трения между сопрягаемыми изделиями – обращайтесь к нам. Присылайте чертеж или фотографии изделий, под нанесение покрытия. Наши инженеры подберут соответствующие материалы для фрикционного напыления и сделают расчет стоимости выполнения работы по нанесению покрытия.

&nbsp

Свяжитесь с нами по телефонам: +7 (812) 679-46-74, +7 (921) 973-46-74, или напишите нам на почту: office@plasmacentre.ru

Наши менеджеры подробно расскажут об имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

Свяжитесь с нами по телефонам: +7 (812) 679-46-74, +7 (921) 973-46-74, или напишите нам на почту: office@plasmacentre.ru

Наши менеджеры подробно расскажут об имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

Плазменное напыление материалов

Наш завод оказывает услуги плазменного напыления для защитной обработки металлических изделий. Инновационная система воздействия на покрытие металла позволяет придать изделию множество эксплуатационных положительных качеств — прочность, жароустойчивость, высокую сопротивляемость к истиранию и изнашиванию, стойкость к коррозии.

В процессе плазменно порошкового напыления на поверхность обрабатываемого изделия раскаленной плазменной струей наносится равномерное порошковое покрытие, которое благодаря высокой скорости подачи получает прочное сцепление с поверхностью базового металла. Данный способ обработки подходит для напыления предметов любой формы и габаритов, плазменную защитную обработку возможно проводить даже в сложных производственных условиях. Восстановление формы и внешнего покрытия деталей с помощью вакуумного плазменного напыления отличается высокой точностью выполнения и отсутствием каких-либо погрешностей, дефектов, наплывов.

Плазменное напыление металла

Операция по нанесению покрытия, проходящая в вакуумной среде, имеет несколько преимуществ. Если состав, предназначенный для нанесения защиты, несет множество функций, и, соответственно, состоит из нескольких компонентов, то безвоздушная среда не дает им возможности расслаиваться и оседать на подложке в сегрегационном состоянии. В вакуумной среде допустимо применение пластичных шнуровых материалов, которые соединяют ингредиенты порошка между собой, а при выпадении на обрабатываемую поверхность испаряются, оставляя только слой защитного состава.

В пространстве вакуума нагретый металл превращается в пар и передается к области предполагаемого напыления с помощью сжатого воздуха. Порошок, состоящий из сплавов защитного действия, подается к поверхности в виде конусообразной струи микрочастиц, которые мгновенно оседают на плоскости и остывают, образуя надежное молекулярное сцепление. Именно микроскопические размеры частиц обеспечивают монолитное соединение основания и напыляемого слоя, защищая обработанный материал в процессе эксплуатации от растрескивания, сколов, оплавления, коррозии.

Плазменное напыление покрытий

Для обработки сложных металлов вакуум необходим для того, чтобы снизить показатели давления, требующиеся для напыления микрочастиц. Сниженное давление в вакуумной среде позволяет увеличить скорость напыляемого потока, не меняя при этом другие параметры выполнения процедуры — за счет большей скорости напыления адгезия защитных микрочастиц и поверхности обрабатываемой детали становится сильнее.

В зависимости от сложности конструкции, нуждающейся в напылении, методы работы нашего научно-производственного центра варьируются с учетом всех нюансов конкретного задания — специалисты тщательно контролируют дистанцию при напылении, температуру нагрева порошкового состава, обеспечивают подготовку и очистку покрытия от посторонних слоев. Соблюдение оптимальных условий плазменного напыления покрытий гарантирует качественный результат выполнения металлообработки — обеспечение требуемой для нанесения дозы материала и необходимого слоя изделия. Для осуществления качественных показателей проведенной обработки оборудование для плазменного напыления металлов подвергается регулярному обслуживанию, контролю функционирования и очистке всех систем.

Для оформления заказа воспользуйтесь формой, расположенной ниже.

Мы гарантируем соблюдение авторских прав заказчика.
Предоставленные нам контакты, чертежи и документация ни в коем случае не станет известна третьим лицам.

Напыление металлов

Технология по напылению металлов никогда полностью не заменит сварку или пайку – каждая технология хороша для решения отдельных проблем, но она довольно успешно ее дополняет. Но иногда напыление становится просто незаменимым, например при ремонте радиаторов с пластмассовыми бочками.

Читать еще:  Чем отпилить металлическую трубу?

Не секрет, что данная проблема мучает большинство автолюбителей и специалистов, которые занимаются их ремонтом. Единственным адекватным решением данной проблемы являлась замена радиатора на новый.

В нашем ТехЦентре (АргонАвто г.Чебоксары, тел. 36-46-97) эта проблема решалась частично, только в том случае, если повреждение было на сотах, за 10-20 минут с помощью пайки.

А что делать если повреждение на соединение? Правильно — ничего. Как у нас говорят: заменить, поставить новый! Ни эпоксидка, ни любой другой клей не решал данную проблему. А сварка или пайка нагревала соединение между радиатором и пластмассовым бочком и после опрессовки такие радиаторы давали течь.

С появлением в нашем ТехЦентре технологии напыления металлов эту проблему стало решать намного проще, так как при напылении не выделяется столько тепла, как при сварке или пайке, и тем самым не действует пагубно на соединение. После ремонта такие радиаторы не дают течь и работа занимает по времени от 10 минут до двух часов.

Да, конечно, данная работа не из дешевых, но это куда дешевле и проще, чем заказывать новый и ждать его еще две недели.

С помощью данной технологии стало возможным ремонтировать детали и агрегаты со сложными сплавами, которые раньше не поддавались ремонту:

  • соединение алюминиевых и медных трубок;
  • магниевые сплавы;
  • чугунные блоки и агрегаты и т.д.

Технология нанесения металлов на поверхность деталей и изделий, использует газодинамический метод нанесения покрытий.

Данная технология нанесения покрытий включает в себя нагрев сжатого воздуха, подачу его в сверхзвуковое сопло и формирование в сопле сверхзвукового потока, подачу в поток порошкового материала, ускорение этого материала в сопле сверхзвуковым потоком и направление его на поверхность обрабатываемого изделия.

В качестве порошковых материалов используются порошки металлов, сплавов или их механические смеси с керамическими порошками. При изменении режимов работы оборудования можно проводить эрозионную обработку поверхности изделия, или наносить металлические покрытия требуемых составов. Изменением режимов можно менять пористость и толщину напыляемого покрытия.

В газодинамической технологии напыления с твердой подложкой взаимодействуют частицы, находящиеся в нерасплавленном состоянии, но обладающие очень высокой скоростью. Ускорение частиц до нужных скоростей осуществляется сверхзвуковым воздушным потоком, не имеющих аналогов в традиционных методах нанесения покрытий.

Способ формирования металлических покрытий — в газодинамическом методе, т.е. закрепление твердых металлических частиц, обладающих большой кинетической энергией, на поверхность подложки в процессе высокоскоростного удара.

С появлением нового оборудования в нашем ТехЦентре намного упростились решения следующих задач:

  • коррозионные повреждения, промоины и прогары головки блока цилиндров;
  • трещины в головке блока цилиндров, блоке цилиндров и агрегатах;
  • утечки фреона в автокондиционерах;
  • негерметичность радиаторов;
  • антикоррозионная обработка локальных участков и сварных швов;
  • постели подшипников;
  • ремонт дефектов литья, механических дефектов деталей;
  • герметизация течей жидкостей и газов;
  • нанесение электропроводящих покрытий;
  • нанесение подслоев для пайки;
  • антизадирные покрытия (нанесения покрытий на строго заданные участки поверхностей и незначительный нагрев детали, не приводящий к разупрочнению металла);
  • герметизация сварных швов изделий из термоупрочненного алюминия;
  • нанесение теплоизлучающих покрытий;
  • покрытия на инструменте для предотвращения искрения;
  • защита от высокотемпературной коррозии.

Низкая пористость и газопроницаемость покрытий позволяет эффективно использовать их для герметизации течей в тех случаях, когда невозможно использование герметизирующих компаундов.

В частности, это удобно для сосудов, работающих под давлением или при низких и высоких температурах: элементы криогенных систем, систем охлаждения, емкости, трубопроводы, теплообменники и т.п.

Возможность нанесения покрытий с высокой электропроводностью (алюминиевые, медные) на любую металлическую или керамическую основу при высокой адгезии обеспечивает эффективное применение покрытий в различных электронных и электротехнических изделиях:

  • нанесение медных дорожек, полос, контактных площадок на алюминиевые и стальные изделия и детали (в частности, омеднение шин и поверхностей заземления и т.п.);
  • нанесение электропроводящих покрытий на керамические изделия (монтажные платы, фарфоровые изоляторы и т.п.);
  • антизадирные покрытия (покрытия для предотвращения адгезионного «схватывания»).

Технологическая простота нанесения покрытий на строго заданные участки поверхностей и незначительный нагрев детали, не приводящий к разупрочнению металла, позволили технологии успешно использоваться для нанесения «антизадирных» покрытий на резьбовые участки тяжелонагруженных резьбовых соединений, применяющихся в нефтепромысловом оборудовании и судостроении.

Нанесение подслоев для пайки

Технология позволяет наносить металлические покрытия не только на металлическую основу, но и на стекло, керамику и ситаллы. После нанесения на основу металлического подслоя, обеспечивающего высокую адгезию покрытия к основе, возможно нанесение медного подслоя, после лужения которого можно создавать паяные соединения различного назначения.

Антикоррозионная защита

Защита от низкотемпературной коррозии обеспечивается покрытиями на основе алюминия и цинка. Покрытия, отвечают требованиям ГОСТ 28302-89, ГОСТ 9.304-87 и других нормативных документов, по антикоррозионным свойствам превосходят лакокрасочные и многие другие металлические покрытия:

  • антикоррозионная обработка локальных очагов коррозии;
  • обработка сварных швов;
  • обработка небольших деталей;
  • герметизация стыков трубопроводов из несвариваемых металлов.

В различных технических применениях существует задача герметичного соединения трубопроводов, выполненных из разнородных металлов, неподдающиеся сварке с помощью традиционных сварочных технологий.

Технология помогает решить эту задачу следующим образом: изготавливается специальный соединительный узел (муфта) из двух отрезков труб из различных материалов. Эти отрезки соединяются между собой резьбовым соединением, обеспечивающим механическую прочность. Герметизация стыка осуществляется нанесением металлического покрытия необходимой толщины. Далее с помощью сварки муфта приваривается к соответствующим частям трубопровода. Экспериментальные исследования показали, что такое соединение обеспечивает герметичность трубопроводов до давления около 200 атм.

Герметизация стыков трубопроводов высокого давления «алюминий-нержавеющая сталь».

Герметизация сварных швов изделий из термоупрочненного алюминия.

При изготовлении элементов космической техники методом сварки из термоупрочненного алюминия, не допускающего перегрева, возникают ситуации, когда сварной шов, обеспечивая необходимую прочность соединения, на некоторых участках не обладает достаточной герметичностью. Не всегда имеется возможность повторной переварки дефектного участка изделия. В этих случаях использование технологии ДИМЕТ полностью обеспечивает герметизацию дефектных участков сварного шва и позволяет сэкономить значительные материальные ресурсы.

Герметизация сварных швов в изделиях из термоупрочненного алюминия в криогенной технике.

Нанесение теплоизлучающих покрытий.

Повышение теплоизлучающей способности нержавеющей стали (покрытия с высоким коэффициентом теплового излучения — для сброса тепла нагретыми объектами в условиях вакуума).

Покрытия на инструменте для предотвращения искрения.

Защита от высокотемпературной коррозии.

Защита от высокотемпературной коррозии — покрытия на основе никеля, алюминия: изделия, эксплуатируемые в условиях высоких температур (в частности, термопары), декоративные покрытия и микроэрозионная обработка поверхностей металла, стекла, керамики.

Защитные покрытия для металлов

  1. Металлические защитные покрытия
  2. Неметаллические покрытия

Различные покрытия металлов используются для изоляции этих материалов от агрессивной окружающей среды. Чтобы выполнять свою основную функцию, покрытия должны быть сплошными, непроницаемыми, равномерно распределяющимися по поверхности. Также они должны обладать хорошей адгезией, высокой износостойкостью, жаростойкостью и твердостью.

Защитные покрытия подразделяют на металлические и неметаллические. Рассмотрим подробнее обе категории.

Металлические защитные покрытия

Металлические покрытия наносятся на различные поверхности (не только на металл, но и на стекло, керамику, пластмассу и др.) в целях их защиты от коррозии, придания твердости и износостойкости, электропроводящих и декоративных функций.

Читать еще:  Уголки перфорированные металлические для откосов

Для придания поверхностям антикоррозионных свойств покрытия наносятся следующими способами:

  • Гальванизацией (электролитическим методом): металл или сплав осаждается на поверхность в виде водных растворов солей путем постоянно пропускания тока через электролит
  • Газотермическим напылением: расплавленный металл распыляется на обрабатываемую поверхность с помощью струи воздуха
  • Окунанием: горячий способ нанесения покрытия методом погружения изделия в ванну с расплавленным металлом
  • Плакированием (термомеханическим методом): на поверхность основного металла наносится другой, более устойчивый к агрессивной среде, путем литья, совместной прокатки, прессования или ковки
  • Термодиффузионным методом: покрытие проникает в поверхностный слой основного металла под воздействием высокой температуры

По способу защиты металлические покрытия подразделяют на анодные и катодные – в зависимости от того, анодом или катодом является металлопокрытие к обрабатываемому изделию.

Электрохимическую защиту от коррозии осуществляют исключительно анодные покрытия, имеющие более отрицательный электрохимический потенциал. Под воздействием окружающей среды они постепенно разрушаются, но при этом сохраняют целостность изделий.

Хорошим примером анодного покрытия металлов является цинковый защитный слой не железе.

Катодные защитные покрытия, имеющие положительный электродный потенциал, используются намного реже, так как защищают детали лишь механически. Основной металл изделия, являющийся анодом, при подводе к нему влаги начинает интенсивно разрушаться, поэтому катодное покрытие должно быть сплошным, без малейших пор и царапин. Примером такого покрытия служит оловянная или медная защита на железе.

Гальванические покрытия

Гальванизация относится к электрохимическим методам нанесения металлических покрытий.

Получаемый защитный слой предупреждает коррозию и окисление, улучшает износостойкость и прочность изделий, придает им эстетичный внешний вид.

Гальванические покрытия распространены в строительстве, авиа- и машиностроении, радиотехнике и электронной промышленности.

В зависимости от назначения они бывают защитными, защитно-декоративными и специальными. Назначение первых двух понятны уже из названий. Специальные наносятся на изделия для придания им повышенной твердости и износостойкости, улучшенных электроизоляционных, магнитных и других свойств.

Разновидностями гальванизации являются меднение, хромирование, цинкование, железнение, никелирование, латунирование, родирование, золочение, серебрение, покрытие оловом.

Газотермическое напыление

Газотермическое напыление – это метод переноса расплавленных частиц на обрабатываемую поверхность при помощи газового или плазменного потока. Покрытия, образованные газотермическим способом, обладают износостойкостью, коррозионной устойчивостью, антифрикционными, противозадирными, термостойкими, электропроводными и другими свойствами.

В качестве напыляемого материала используются проволоки, шнуры и порошки из металлов, керамики или металлокерамики.

Существуют следующие методы газотермическогого напыления:

  • Высокоскоростное газопламенное напыление: используется для образования плотных металлокерамических и металлических покрытий
  • Детонационное напыление: применяется для восстановления небольших поврежденных участков поверхности
  • Плазменное напыление: используется для создания тугоплавких керамических покрытий
  • Электродуговое напыление: применяется для нанесения антикоррозионных металлических покрытий на большие площади поверхности
  • Газопламенное напыление: самый простой и недорогой метод в плане внедрения и эксплуатации; используется для защиты больших поверхностей от коррозии и восстановления геометрии деталей
  • Напыление с оплавлением: металлургически связывает покрытие с основанием; применяется в тех случаях, когда отсутствует риск деформации деталей или этот риск оправдан

Окунание в расплав

При использовании данного метода деталь окунается в расплавленный металл: олово, цинк, алюминий или свинец. Перед погружением поверхности обрабатываются флюсом, состоящим из хлорида аммония (52-56 %), глицерина (5-6 %) и хлорида покрываемого металла. Такая обработка позволяет удалить солевые и оксидные пленки, а также защитить расплав от окисления.

Данный метод не слишком распространен, так как расходует большое количество защитного покрытия, при этом не обеспечивая его равномерную толщину и не позволяя наносить металл в узкие зазоры.

Термодиффузионное покрытие

Данный вид обработки поверхностей по отношению к черным металлам является анодным и обеспечивает эффективную электрохимическую защиту стали. Покрытие обладает высокой адгезией с основой, в процессе эксплуатации не отслаивается. Оно также обладает высокой стойкостью к механическим нагрузкам и деформации.

Термодиффузионный метод позволяет добиться однородного по толщине слоя даже на деталях сложных форм. Кроме этого такое покрытие очень устойчиво к коррозии и не вызывает водородного охрупчивания металла. В качестве наносимого материала выступает цинк.

Неметаллические покрытия

Неметаллические защитные покрытия применяются для изоляции металлических изделий от воздействия внешней среды (в первую очередь, влаги) и придания им эстетичного внешнего вида.

К неметаллическим относятся полимерные, резиновые, лакокрасочные, эмалевые, оксидные и др. покрытия.

Полимерные покрытия

На сегодняшний день данный вид покрытия металла является наиболее популярной альтернативой оцинковке и окраске изделий.

Детали, обработанные полимерными веществами, имеют долгий срок службы, эстетичный внешний вид, отличные электроизоляционные, высокотемпературные и противоизносные свойства.

В качестве напыляемого материала чаще всего выступают полиэстер, пластизоль, полиуретаны, поливинилдефторид и некоторые другие.

Одной из самых современных и высокотехнологичных разновидностей полимерных покрытий являются антифрикционные покрытия (АФП).

По структуре они похожи на краски, однако вместо пигмента содержат высокодисперсные частицы твердых смазочных веществ: дисульфида молибдена, графита, политетрафторэтилена (ПТФЭ) и пр. Эти компоненты равномерно распределены в полимерной связующем, в качестве которого могут выступать эпоксидные, акриловые, титанатовые и другие смолы.

Например, в России такие покрытия разрабатывает компания «Моделирование и инжиниринг».

Основным предназначением АФП MODENGY являются:

  • Средне- и тяжелонагруженные узлы трения скольжения (направляющие, зубчатые передачи, подшипники и т.д.)
  • Детали ДВС (юбки поршней, подшипники скольжения, дроссельная заслонка и др.)
  • Пластиковые и металлические компоненты автомобилей (замки, петли, пружины, скобы, механизмы регулировки в салоне автомобиля и т.д.)
  • Резьбовые соединения и крепеж
  • Трубопроводная арматура
  • Другие пары трения металл-металл, металл-резина, полимер-полимер, металл-полимер.

Антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП) MODENGY наносятся однократно на весь срок службы узлов трения, что позволяет полностью отказаться от регулярно восполняемых масел и пластичных смазок.

Высокая популярность АТСП обусловлена их высокой несущей способностью, низким коэффициентом трения, широким диапазоном рабочих температур, устойчивостью к воздействию воды и химикатов, работоспособностью в запыленной среде, условиях радиации и вакуума.

Тонкий слой защитного покрытия практически не влияет на исходную точность размеров детали.

Эмалирование

Эмаль – это тонкое покрытие на металле, обладающее антикоррозионными свойствами. Получают его с помощью высокотемпературной обработки стекловидного порошка, смешанного с водой.

Локальный обжиг детали производится в печи или при помощи горелки. В зависимости от вида и цвета покрытия температура обжига может колебаться от +700 °C до +900 °C. Необходимо помнить, что стекловидный слой эмали нельзя подвергать грубым механическим воздействиям, так как он достаточно хрупок и легко повреждается.

Оксидирование

Оксидирование – это окислительно-восстановительная реакция металла, которая возникает благодаря взаимодействию с кислородом, электролитом или специальными кислотно-щелочными составами. Результатом процесса является образование защитной пленки, которая увеличивает твердость поверхности, увеличивает срок службы деталей, улучшает приработку, снижает образование задиров.

Оксидирование бывает анодным, химическим, термическим, плазменным, лазерным (последнее доступно только в промышленных условиях).

Окрашивание

Данный метод антикоррозионной защиты металла хорошо известен каждому. Однако лакокрасочные покрытия не отличаются термостойкостью и износостойкость, повредить их очень легко.

Основным преимуществом окрашивания является низкая стоимость и достаточно простая технология. Достаточно провести тщательную подготовку поверхности и придерживаться рекомендаций по нанесению используемого материала.

Срок службы лакокрасочных покрытий зависит от условий эксплуатации деталей. При высоких нагрузок и температурах их не применяют, используя чаще всего в качестве декоративного слоя.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector