- •Введение
- •1. Общие сведения о гальванических покрытиях
- •1.1. Методы нанесения покрытий на металлические основы
- •1.2. Классификация и область применения гальванических покрытий
- •Виды и назначение покрытий
- •1.3. Основные технологические операции
- •Контрольные вопросы
- •2.2. Механическая подготовка поверхности деталей
- •Режим полирования эластичными кругами
- •2.3. Обезжиривание
- •Составы растворов (масс, доли, %) для электрохимического обезжиривания
- •2.4. Травление и активация
- •2.5. Химическое и электрохимическое полирование
- •Контрольные вопросы
- •3. Защитно-декоративные покрытия
- •3.1. Меднение
- •Неполадки при меднении в сернокислом электролите
- •3.2. Никелирование
- •Неполадки при никелировании, их причины и способы устранения
- •3.3. Хромирование
- •Основные неполадки при хромировании, их причины и способы устранения
- •Контрольные вопросы
- •4. Защитные покрытия
- •4.1. Цинкование
- •Основные неполадки при цинковании в цианистых электролитах
- •Основные неполадки при цинковании в аммиакатных электролитах
- •4.2. Кадмирование
- •4.3. Оловянированне
- •Неполадки при оловянировании в кислом электролите, причины возникновения и способы устранения
- •4.4. Свинцевание
- •Контрольные вопросы
- •5.2. Повышение износостойкости деталей путем химического никелирования
- •5.3. Повышение твердости и износостойкости деталей с помощью железнения
- •Контрольные вопросы
- •6. Осаждение сплавов
- •6.1. Условия электрохимического осаждения сплавов
- •6.2. Латунирование и бронзирование
- •6.3. Сплавы олово-свинец, олово-цинк и олово-никель
- •Контрольные вопросы
- •7. Оксидирование и фосфатирование
- •7.1. Оксидные и оксидно – фосфатные покрытия на стали
- •Неполадки при получении оксидных и оксидно – фосфатных покрытий на стали
- •7.2. Оксидирование цветных металлов
- •7.3. Оксидирование алюминия и его сплавов
- •7.4. Эматалирование
- •Неполадки при эматалировании алюминия, причины их возникновения и способы устранения
- •7.5. Оксидирование магния и его сплавов
- •7.6. Фосфатирование металлов
- •Неполадки при фосфатировании черных металлов, их причины и способы устранения
- •Контрольные вопросы
- •8. Контроль качества покрытий
- •8.1. Контроль внешнего вида и толщины покрытий
- •8.2. Определение пористости покрытий
- •8.3. Измерение блеска покрытий
- •8.4. Механические испытания покрытий
- •8.5. Определение коррозийной стойкости покрытий
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Режим полирования эластичными кругами
Материал |
Окружная скорость, м/с |
Давление на обрабатываемую поверхность |
Сталь, никель |
30-35 |
0,1-0,2 |
Медь и ее сплавы |
22-30 |
0,03-0,08 |
Алюминий и его сплавы |
18-22 12-15 |
0,01-0,04 0,01-0,02 |
Пластмассы |
|
|
Режим полирования эластичными кругами с пастами определяется твердостью обрабатываемого металла. Чем выше его твердость, тем больше должны быть частота вращения круга и его давление на обрабатываемую поверхность. Расход материалов при полировании 1 м2 площади деталей составляет примерно 0,02—0,03 войлочных кругов, 1,2—1,4 м бязи и 100— 120 г пасты ГОИ.
Для декоративной отделки золотых и серебряных покрытий полировочные круги и обычные пасты непригодны. В этом случае для исключения потери драгоценных металлов пользуются специальными полировальниками из агата, кровавика или твердых сплавов, рабочая поверхность которых должна быть очень гладкой. Полирование обычно совершают вручную, равномерно возвратно-поступательными движениями нажимая на инструмент. При работе полировальник периодически смачивают мыльной водой, играющей роль смазочного материала. Для поддержания инструмента в рабочем состоянии его периодически полируют вручную на коже с хромовой или крокусной пастой. Полирование в барабанных и вибрационных установках применяется как чистовая обработка для подготовки деталей перед нанесением покрытий или для отделки поверхности тех деталей, на которые покрытия не наносятся (деталей из коррозионно-стойкой стали, алюминия и его сплавов).
Полирование в барабанах без жидкой среды применяется для деталей из мягких металлов и пластмасс, когда требуется лишь глянцевание поверхности. Полирующим материалом служат куски кожи, фетра, замши, сухие опилки твердых несмолистых пород дерева (бук, ясень, граб).
Наиболее широкое применение нашло полирование в барабанных установках с жидкой средой, называемое подводным. Предварительное обезжиривание является обязательным процессом, необходимым для обеспечения хорошего качества полирования. Рабочей средой при этом чаще всего является 0,2— 0,7%-ный раствор хозяйственного мыла. При обработке черных металлов мыльный раствор можно нагревать до 40—50°С, чтобы интенсифицировать процесс полирования. Срок службы раствора не более 24ч, после чего его полностью заменяют. Рекомендуется добавлять в раствор поверхностно-активные вещества. Для черных металлов такими веществами может быть контакт Петрова, препараты НП-2 или ЫП-3.
Помимо мыльного предложены следующие растворы для полирования углеродистой стали (масс, доли, %): раствор 1 [силикат натрия — 0,8; фосфорнокислый натрий (трехзамещенный)— 0,3]; раствор 2 (кальцинированная сода —0,2; известь — 0,2); раствор 3 (нитрит натрия —0,2).
Для полирования коррозионно-стойкой стали применяется раствор состава (масс, доли, %): кальцинированная сода — 1; нитрит натрия — 0,25; известь — 0,2; для полирования меди и ее сплавов — раствор состава: хромовый ангидрид—1; хлористый натрий —0,5; для полирования алюминия, цинка и их сплавов — раствор состава: хромовый ангидрид—1; серная кислота— 0,5.
Полирующим материалом при подводном полировании служат шарики из закаленной стали диаметром от 1 до 10 мм, фарфоровый бой диаметром от 4 до 15 мм, мелкие куски кварца, стеклянные шарики различного диаметра, венская известь, стержни кукурузных початков. Початки кукурузы способствуют возникновению блеска поверхности, оказывая глянцующее действие. Общая загрузка составляет 40—80 % объема барабана. Соотношение объема обрабатываемых деталей и объема всех полирующих материалов может изменяться в широких пределах от 1:2 до 1:10.
Уровень рабочей жидкости в барабане должен быть на 30—60 мм выше уровня его загрузки. Продолжительность полирования стальных деталей, полученных холодной штамповкой, составляет 2—6 ч, горячей штамповкой — до 50 ч, алюминиевых более —10—15 ч, из медных сплавов —2—6 ч. Гальванические покрытия полируют стальными и стеклянными шариками в течение 0,5—2 ч.
Интенсификация процесса полирования деталей может быть достигнута с помощью вибрационных установок. Вибрационное полирование деталей из цветных металлов и сплавов осуществляют в среде 2 %-ного раствора калиевого хромпика с наполнителем из кусков войлока, венской извести или других мягких абразивных материалов. Стальные детали обрабатывают в 2 %-ном растворе кальцинированной соды твердым наполнителем (мелкими кусками тонкого шлифовального ~ порошка, фарфорового боя). При этом шероховатость поверхности значительно уменьшается. Виброконтейнер загружают на 0,7—0,8 его объема, причем 0,2—0,3 объема занимают обрабатываемые детали. Режим полирования в вибрационных установках следующий: частота колебаний контейнера — 2000 в минуту, амплитуда—2—3 мм, продолжительность обработки в зависимости от исходного состояния поверхности — 2—б ч.
Интенсификацию процесса полирования можно осуществить обработкой деталей в барабанных установках с помощью гальваноабразивного способа. В этом случае механическое воздействие загрузки в барабане дополняется электрохимической реакцией в результате действия гальванических пар, возникающих при контакте обрабатываемых деталей с частицами другого металла, играющего роль абразивного материала. Так, благодаря обработке стальных деталей в контакте с медной дробью в 10 %-ном растворе однозамещенного фосфорнокислого натрия скорость процесса повысилась в 2—3 раза по сравнению с обычной абразивной обработкой в барабане.
Крацевание — механическая подготовка поверхности деталей, вращающихся с помощью дисковых или фигурных крацевальных щеток, смонтированных на специальном станке или непосредственно на шпинделе электромотора. Для очистки стальных деталей используют стальные щетки из проволоки диаметром 0,05—0,04 мм. Цветные металлы обрабатывают более мягкими щетками из латунной или нейзилберовой проволоки диаметром 0,1—0,2 мм. Щетки из толстой и короткой проволоки используются для очистки металла от прочно приставших загрязнений, а щетки из длинной тонкой проволоки — для сглаживания и декоративной отделки поверхности. Щетки из гофрированной проволоки более упруги служат дольше, чем из прямой проволоки.
Частоту вращения дисковых щеток устанавливают с учетом их диаметра. Так, для щеток диаметром 130-150 мм. Допускается частота вращения 2500-2800 об/мин диаметром 250-270 мм - 1800-2100 об/мин, диаметром - 400-420 мм - 1200 -1500 об/мин.
Для крацевания мягких металлов рекомендуется использовать эластичные волосяные, капроновые или травяные щетки. При крацевании всухую щетки придают матовость поверхности. Если на концы щетки нанести немного полировочной пасты, происходит глянцевание. Смачивание ^сухих щеток способствует появлению блеска обрабатываемой поверхности. Скорость вращения таких эластичных ниток 30-40 м/с. При декоративной отделке и обработке гальванических покрытии для уменьшения съема металла рекомендуется в рабочую зону подавать каплями или тонкой струей охлаждающую эмульсию или смазывающую жидкость.
При обработке черных металлов можно использовать охлаждающую эмульсию или слабый мыльный раствор с добавкой ПАВ, например синтанола. Цветные металлы и гальванические покрытия хорошо обрабатываются с применением 0,5 %-ного раствора мыла или 3 %-ного раствора поташа. Смачивание щеток в процессе крацевания способствует уменьшению съема металла и появлению блеска поверхностей деталей. Расход стальных крацовочных теток на обработку 1 м площади поверхности металла составляет 0,02-0,2 шт.: капроновых щеток для матирования - 0,01-0,08 шт.
Струйная абразивная и гидроабразивная обработка поверхности деталей струей сухого абразивного материала или жидкостной абразивной суспензией осуществляется в специальных аппаратах, обеспечивающих изоляцию рабочего пространства с удалением абразивной пыли и продуктов абразивного износа металла. В настоящее время пескоструйную очистку заменяют гидропескоструйной. Таким образом можно обрабатывать детали из достаточно твердых металлов но не следует обрабатывать детали, которые могут быть деформированы (тонкостенные или из алюминия и его сплавов). При обработке деталей из цветных металлов и коррозионно-стойкой стали нельзя использовать твердые абразивные материалы, которые вдавливаясь в обрабатываемую поверхность, деформируют ее.
Для гидроабразивной обработки деталей из черных и некоторых цветных металлов рекомендуется применять суспензию следующего состава (г/л): кварцевый песок или шлифовальный порошок электрокорунда-380-420; нитрит натрия -18—22; кальцинированная сода - 4-6.
После гидроабразивной обработки детали промывают в пассивирующих растворах. Для пассивирования рекомендуется раствор, содержащий 100—150 г/л нитрита натрия и 8—12 г/л кальцинированной соды. Пассивирование осуществляется последовательно в двух ваннах при 65—75 С по 1,5—2 мин в каждой, после чего детали из черных металлов не промывают (возможен после сушки белый осадок солей), а детали из цветных металлов промывают водой и сушат.