Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Наш e-mail: dymet-rus@

Технология напыления металлов

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.

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.

Керамическое покрытие как способ защиты поверхностей

Керамическое покрытие как способ защиты поверхностей

В данной статье разберем, что представляет собой керамическое покрытие, его назначение, область применения и методы нанесения.

Керамическое покрытие предназначено для защиты металлических поверхностей от коррозии, износа, механических и термических нагрузок. Данный вид обработки используется в автомобилестроении, атомной энергетике, медицине, аэрокосмической отрасли, для тюнинга автомобильной и мототехники.

Виды покрытий

Выделяют следующие виды покрытий:

Керамические покрытия относятся к жаро- и износостойким. Они также подходят для антикоррозионной обработки металлических поверхностей.

Материалы, используемые для создания керамического слоя, обладают высокой температурой плавления и низким коэффициентом теплопроводности. Помимо этого, они не разрушаются под воздействием смазочных материалов, топлива и химикатов, защищают от износа и коррозии, выдерживают воздействие высоких и очень высоких нагрузок.

Антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 1001

Покрытия изготавливаются на основе неорганических и органических связующих с добавлением твердых смазочных веществ: фторидов бария и кальция, нитрида бора, дисульфида вольфрама, дисульфида молибдена, политетрафторэтилена, поляризованного графита.

АСТП образуют на поверхностях полимерный слой, который представляет собой связующую смолу, в которой равномерно распределены частицы твердых смазочных веществ. Они заполняют микронеровности поверхностей, увеличивая их несущую способность и опорную площадь.

Покрытия обладают малым сопротивлением сдвигу и высоким сопротивлением сжатию, благодаря чему коэффициент их сухого трения составляет всего несколько сотых при контактных давлениях, соответствующих пределу текучести материала основы.

Такие составы работают в условиях радиации и вакуума, устойчивы к воздействию агрессивных химикатов, имеют высокие противозадирные свойства, а их несущая способность может составлять до 2500 МПа. После высыхания покрытия представляют собой сухой и скользкий смазочный слой, благодаря чему покрытия можно использовать для обслуживания узлов, эксплуатируемых в запыленной среде. Диапазон рабочих температур этих материалов составляет от -200 °C до +560 °C.

Нанесение покрытий осуществляется традиционными методами окрашивания. Поэтому внедрение технологии твердых смазок MODENGY не потребует существенных затрат на приобретение нового оборудования.

Зачем нужно керамическое покрытие?

Керамические покрытия впервые были использованы в аэрокосмической промышленности. Их применяли в газотурбинных двигателях для обработки лопаток турбин. Эти элементы работают в условиях высокого эрозионного и коррозионного износа, а также при постоянных перепадах температуры. Лопатки также должны выдерживать термонагрузки, возникающие при сгорании топлива.

Турбина авиадвигателя

КПД двигателя зависит от температуры в камере сгорания: чем она выше, тем больше коэффициент полезного действия агрегата. Поэтому производители для увеличения мощности и КПД силовых агрегатов повышали температуру газа, а для производства некоторых деталей двигателей использовали высокотехнологичные сплавы и покрытия.

Лопатки производятся из специальных сплавов на основе большого количества легирующих добавок. Такие изделия могут работать в тяжелых условиях эксплуатации, но без керамического покрытия они разрушаются буквально за несколько минут. К примеру, температура газа перед турбиной в двигателях АЛ-31Ф, используемых на самолетах СУ-35 IV поколения составляет до +1700 °C. В двигателях АЛ-41Ф1 на самолетах СУ-35 V поколения эта температура может превышать +2000 °C.

Благодаря керамическому покрытию обеспечивается защита деталей газотурбинных двигателей от износа и коррозии, а также увеличивается их прочность и снижается температура на поверхностях. В зависимости от метода нанесения и толщины слоя и состава керамики температуру поверхности можно снизить до 35 %.

Читайте так же:
Приборы для приготовления живой и мертвой воды

После успешного применения керамических покрытий в аэрокосмической отрасли их начали использовать в мото- и автоспорте, для тюнинга автомобилей и т.д.

Где применяются керамические покрытия?

Эксплуатационные характеристики керамических покрытий позволяют применять их:

В атомной энергетике для обработки систем охлаждения, элементов реакторов, хранилищ отработанного ядерного топлива

В автомобилестроении для обработки элементов ходовой части, колесных дисков, АБС, деталей ДВС и т.д.

В медицине для обработки частей механизированных протезов и медицинских приборов

В металлообработке в качестве финишного покрытия для увеличения срока службы и прочности изделий

В оборонно-промышленном комплексе для обработки прицелов, корпусов аппаратуры, изготовления специальных изделий

В быту для создания износостойкого слоя определенного цвета на элементах декора, посуде и прочих бытовых изделиях

Для тюнинга автомобиля для обработки корпусов турбокомпрессоров, выпускных коллекторов, днищ поршней ДВС и других деталей

Способы нанесения

Наиболее распространенный способ нанесения керамического покрытия на поверхности – газотермическое напыление. Оно представляет собой все возможные процессы напыления покрытий из проволоки, прутка или порошка. Эти материалы подаются в зону высокой температуры и распыляются посредством сжатого воздуха или струи газа. Образованные частицы очень малого размера двигаются на большой скорости и, попадая на поверхность, образуют защитный слой.

В настоящее время используются 3 основных способа газотермического напыления:

Порошковое газопламенное напыление

Металлизация из проволоки

Плазменное напыление порошков

Для металлизации используется металлическая проволока, которая подается в ацетиленкислородное пламя или электрическую дугу. При нагреве до температуры плавления проволока, находящаяся в струе газа или сжатого воздуха, преобразуется в частицы и подается на обрабатываемую поверхность. Так образуется слой покрытия.

Газопламенное напыление

Газопламенное напыление порошков похожу на металлизацию. Но здесь есть один нюанс – невозможность образование проволоки из некоторых материалов, например, керамических составов, термореагирующих сплавов и различных порошков. Эти материалы подаются в ацетиленкислородное пламя, откуда поступают на поверхность и образуют слой покрытия. Данный способ нанесения используется, когда нет возможности произвести обработку поверхности деталей в стационарных условиях или она нецелесообразна.

Плазменное напыление позволяет получить высококачественное покрытие практически из любых материалов: от баббитов, температура плавления которых составляет около +300 °C, до тугоплавких карбидов, оксидов, нитридов, температура плавления которых – свыше +3300 °C.

Процесс нанесения керамического покрытия

Первый включает в себя подготовку поверхности. Детали подвергают пескоструйной обработке, продувке и обезжириванию. Это нужно для увеличения адгезии будущего покрытия, удаления загрязнений и прочих дефектов.

Затем производится грунтование поверхностей с применением специальных праймеров. Эти материалы предотвращают окисление и образование трещин на основном слое покрытия вследствие воздействия нагрузок и термического расширения. Праймер также увеличивает адгезию будущего покрытия.

Процесс нанесения керамического покрытия

На последнем этапе происходит нанесение керамического покрытия. В зависимости от выбранного материала различается технология нанесения, но наиболее используемый способ – газопламенное или плазменное напыление порошков, обладающих высокой прочностью и тугоплавкостью. Расплавленное покрытие попадая на поверхность «спаивается» с ней. Даже при удалении такого слоя на металлической поверхности останутся микрократеры, которые можно различить невооруженным глазом.

Антикоррозионное металлическое покрытие Спрамет.

Газотермическое напыление металлических покрытий — это расплавление и нанесение металла на подложку. Как применяемые методы нанесения, так и сами металлы могут быть разными, главное, что в результате на поверхности остается тонкое, более устойчивое к коррозии и эрозии чем основной металл, покрытие.

Многолетний опыт применения покрытий Спрамет и тестирование с применением внешнего воздействия на поверхность, доказывают, что данный метод является более эффективным в длительной антикоррозионной защите стали, чем защита краской или поимерными композициями.

Но Спрамет являются также прекрасной антикоррозийной основой под краску. Органические покрытия, нанесённые на поверхности железа и стали, портятся под действием подпленочной коррозии, которая происходит под покрытием в результате недостаточной адгезии. Тонкий слой покрытия Спрамет предотвращает коррозию основания, и крепко связывает сталь с органическим покрытием.

Существует много факторов коррозии, таких как природа веществ, вызывающих коррозию, формы коррозии, скоростной фактор и используемые металлы. Иногда незначительные изменения условий становятся важным фактором в решении проблем коррозии. Поэтому здесь даётся только короткое описание электрохимической коррозии двух металлов, что является наиболее важным при использовании антикоррозийных металлических покрытий.

электрохимический ряд химических элементов в морской воде:

  • Анодные (подвергаются коррозии)
  • Магний
  • Сплавы магния
  • Цинк
  • Оцинкованная сталь
  • Сплавы алюминия
  • Кадмий
  • Мягкая низкоуглеродистая сталь
  • Чугун ковкий
  • Чугун
  • Нержавеющая сталь (активная)
  • Свинец
  • Олово
  • Марганец
  • Никель (активный)
  • Латунь (жёлтая медь)
  • Медь
  • Бронза
  • Никель (пассивный)
  • Нержавеющая сталь (пассивная)
  • Серебро
  • Графит
  • Золото
  • Платина
  • Катодные (защищённые)

При электрическом соединении двух различных металлов или их сплавов с электролитом, ток передвигается от катодного метала анодному, от анодного металла к электролиту и от электролита к катодному металлу. Сила тока зависит от разности потенциалов двух металлов. Поэтому, между близкими по потенциалу металлами проходит небольшое количество тока. У анодных металлов коррозия развивается быстрее, чем у катодных; процесс коррозии не всегда удаётся полностью остановить.

В присутствии электролита анодная поверхность подвергается коррозии сильнее, чем катодная. Все перечисленные металлы могут быть катодными по отношению к тем металлам, которые расположены выше их.

Из этого следует, что металлические покрытия, которые являются катодными к основному металлу, могут быть использованы только в толстослойных покрытиях, которые напыляются на детали машин. Например, нержавеющая сталь широко используется для валов насосов и валов паровых турбин. Латунь, бронза, никель, нержавеющая сталь и медь не используются для тонкослойных покрытий, так как основа будет быстро разрушаться при проникновении среды через поры покрытия.

Читайте так же:
Отрасли промышленности цветная металлургия

Металлами, анодными к железу, которые могут использоваться в качестве напыляющего металла, являются только кадмий, цинк и алюминий (магний является химически активным). Так как данные металлы защищают железо, подвергаясь разрушению, во время напыления их пористость не оказывает влияния на выбор металла для напыления. Все другие металлы, которые обычно используются для напыления, являются катодными по отношению к железу и защищают его, обеспечивая только полное непористое барьерное покрытие, которое, к тому же, будет защищать железо механически.

Поэтому, наиболее часто для антикоррозийной защиты железа и стали термически напыляемыми металлами используют цинк и алюминий. Цинковое покрытие, толщиной в 100-150 микрон, прекрасно подходит для многих видов атмосферных условий. Благодаря тому, что алюминий имеет свойство окисляться, и таким образом защищает себя от дальнейшего разрушения, считается, что необходимо использовать более толстый слой данного металла, минимальная толщина слоя данного металлического покрытия для атмосферной коррозии должна составлять 150-200 микрон.

Необходимо постоянно учитывать и стараться избегать побочных электрохимических действий, в результате которых разнородные металлы могут соединиться в электролит. Например, ёмкость для хранения холодной воды в целях антикоррозийной защиты необходимо покрывать цинком, тогда покрытие будет служить долго. Но если в ёмкость поместить медные рулоны/катушки, присутствие меди вызовет электрохимическую реакцию и таким образом ускорит процесс коррозии цинка и срок службы покрытия будет намного меньше. Для того чтобы избежать этого, необходимо электрически изолировать катушки в ёмкости.

Цинк является чистым на 99,9% и не вызывает загрязнения в процессе напыления. Следовательно, термически напыляемые цинковые покрытия более чистые, чем те, которые используются в процессе горячей гальванизации, например, так как никель, который используют в процессе гальванизации, содержит большое количество примесей железа. Алюминий обычно чистый на 99% и используется в процессе большинства антикоррозийных работ.

Преимущества цинкового и алюминиевого покрытия. Выбор металла для термического напыления.

СредаМеталл
ЗагрязнённаяAl
ЩелочнаяZn
КислотнаяAl
Горячая водаAl
Морская водаAlMg5
Катодная защитаZn
Механические поврежденияZn или электродуговое напыление Al
  • Устойчивость к высоким температурам;
  • Лёгкий;
  • Хорошая устойчивость к загрязнённой и морской средам;
  • Образует оксидный слой, который уменьшает проницаемость поверхности и остананвливает коррозию.
  • Подходит для катодной защиты;
  • Хорошая устойчивость к механическим повреждениям;
  • Срок службы пропорционален толщине покрытия (в том случае, если не применяются пропитки);
  • Используется в антикоррозийных грунтовочных покрытиях.

Напылённый алюминий способен выдерживать действие многих разведённых растворов кислот (имеющих pH 3.5 и выше), срок службы данного покрытия определяется в зависимости от химического состава реагентов и вида поверхности. Сильно разбавленные растворы окиси азота и серной кислоты, а также многие органические кислоты имеют незначительное воздействие на напылённые алюминиевые покрытия, если они обработаны пропитками. Напылённый цинк плохо противостоит действию почти всех кислот, как органических, так и не органических. Цинковые покрытия используются, преимущественно, в диапазоне pH от 6 до 12.

Как и при напылении цинкового покрытия, срок службы определяется плёнкообразующей природой среды. Сопротивляемость цинка больше в жёсткой воде, чем в мягкой. Он имеет плохую сопротивляемость в любой воде при температуре выше 24 o С.

Спрамет-антикор как альтернатива окраске

Тестирование напыляемых металлических покрытий на устойчивость к внешнему воздействию, показало, что они имеют более длительный срок службы, чем покрытия, полученные во время окраски, которая предполагает соответствующую подготовку стального изделия и выполнение соответствующих процедур во время применения. Во многих случаях напылённый алюминий можно оставлять незащищённым, без использования пропиток.

Использование сплава алюминия с 5% магнием является прекрасной альтернативой покрытию краской. Данный сплав является эффективным покрытием для морских платформ и деталей, которые находятся на палубе корабля.

Термически напыляемый алюминий хорошо использовать для заводского оборудования, работающего при высоких температурах. При использовании эпоксидной пропитки, данное покрытие выдерживает до 5000С, при использовании силиконовых пропиток — более высокую температуру. В отличие от покрытия поверхности краской, изделия с покрытием Спрамет можно использовать почти сразу же после проведения работ. Ещё меньше повреждений во время эксплуатации будет, если наносить покрытие на отдельные детали в процессе производства, что позволяет напылять покрытие на любую часть изделия, и даёт возможность осуществить сборку изделия после завершения работ или после проведения ремонтных работ.

Исследование процесса коррозии Американским Сварочным Обществом в течение 19 лет

В 1974 г. Американское Сварочное общество завершило 19-летнее изучение антикоррозийной защиты, напыляя цинковые и алюминиевые покрытия на сталь с низким содержанием углерода.
Результаты данного исследования следующие:

  • Алюминиевое покрытие толщиной 0.08-0.15 мм, как с применением пропиток, так и без, обеспечивают полную антикоррозийную защиту металла-основы в течение 19 лет в морской воде и в жёсткой морской и промышленной атмосфере;
  • Цинковое покрытие без использования пропитки должно быть 0.30 мм толщиной для того, чтобы обеспечить полную защиту поверхности в морской воде в течение 19 лет. В жёсткой морской и промышленной атмосфере, покрытие цинка толщиной 0.23 мм без использования пропитки и 0.08-0..15 мм с использованием пропитки, обеспечивают антикоррозийную защиту в течение 19 лет;
  • В условиях воздействия жёсткой морской атмосферы, необходимо нанести 1 слой промывочного раствора и добавить 1-2 слоя винил алюминия. Это улучшит внешний вид изделия и продлит срок службы цинкового покрытия почти на 100%. Использование пропиток с алюминием улучшает внешний вид, как при этом на металле-основе не появляется ржавчины в течение 19 лет.
  • Тонкий слой газотермически напылённого алюминия является более эффективным, оно имеет меньшую тенденцию к образованию вздутий, и, следовательно, имеет более долгий срок службы;
  • В тех случаях, когда после использования алюминиевого покрытия возникают физические повреждения, такие как царапины, коррозия не прогрессирует, это означает, что обеспечивается протекторная защита.
  • Виды покрытий, которые перечислены в таблице ?2, обеспечивают полную защиту стальных панелей из низкоуглеродистой стали.
Читайте так же:
Самодельный чпу станок из принтеров своими руками

Средняя продолжительность срока службы покрытия

Средняя продолжительность срока службы металлических конструкций и поддержания их эстетичного внешнего вида зависит в значительной мере от подготовки поверхности и эксплуатационных характеристик покрытия, которое будет контактировать непосредственно со сталью. В этой связи цинк и алюминий играют фундаментальную роль, не только благодаря их способности противостоять агрессивному воздействию окружающей среды, но также благодаря активному защитному действию, которую они оказывают на сталь.

Данные материалы просты в применении, они напыляются на стальные изделия после обработки пескоструйным аппаратом для подготовки поверхности. Стоимость данного процесса сопоставима со стоимостью нанесения хорошей краски, но если учитывать, что разница в сроке службы составляет 25-30 лет, тогда видно, что в процессе применения данного метода Вы экономите деньги (данные основываются на Британском Стандарте 5493).

Метод металлизации путём напыления проволоки позволяет напылять покрытие разной толщины на большие участки изделий.

Срок службы термически напыляемого покрытия против органического.

  • Напыление металла — 25 лет
  • Однослойное покрытие — 15 лет
  • Двухслойное покрытие — 10 лет
  • Олифа — 5 лет

Где используются металлические покрытия?

Метод напыления металлов применяется уже более 50 лет для напыления мостов, дымовых труб и деталей, более 20 лет для напыления прибрежных конструкций. В Северном море первым сооружением, которое было покрыто металлическим напылением, стало специализированное оборудование морских платформ, такое как балки сигнального факела, мостиковые перекрытия между платформами и запасные ступеньки, которое невозможно было безопасно заменять.

За этим последовали другие труднодоступные участки, такие как нижние платформы и металлические зоны заплеска воды, которые слишком дорогие в обслуживании. Сейчас вся платформа, особенно та часть, которая перекачивает газ, защищается с помощью применения такого метода. Среди платформ, на которых применялось электродуговое напыление — платформы месторождений Troll, Conoco Heidrun, Murdoch в Норвегии.

Минимальный показатель адгезии алюминия составляет 7.0 мПа, средний — 12.0 мПа. Условия применения данного покрытия — относительная влажность (80% макс), при мин. температуре воздуха и стали 10 0 С.

Применение газотермического напыления (основы и пропитки) требует большего количества времени, чем процесс нанесения 4 слоёв краски при использовании эквивалентных ресурсов. Причина в том, что напыляемый металл дольше наносится на поверхность, руководители стройки должны принимать это во внимание и добавлять в свои графики дополнительное время.

Дизайн металлоконструкций должен быть таким, чтобы обеспечить свободный доступ к ним металлизационого пистолета и производить напыление под правильным углом и близко к поверхности. На такие детали, как верхние поверхности нижних балок на двутавровой балке, которая поддерживает палубные втулки, закреплённые на консоли плиты, и бимсовый полосовой металл очень трудно, практически невозможно термически напылять.

Во время напыления алюминия, особенно электродуговым методом, необходимо использовать цилиндрические и прямоугольные полые профили, так как данный конструктивный метод сводит к минимуму замкнутость и использование замкнутых пластин/листов.

Процесс термического напыления алюминия требует автоматизации повторяющейся работы, как, например, при напылении труб и компонентов, которые не требуют постоянного автоматического репрограммирования.

Автоматизация процесса помогает уменьшить усталость оператора и уменьшает возможную опасность, которую данный процесс представляет для здоровья и безопасности, а также обеспечивает напыление ровного, экономного слоя металла. Хотя, процесс автоматизации не применим для напыления сосудов сложной формы и сборных стальных рам.

Основой для данной статьи является доклад, который был сделан на конференции «Corrosion 94», в Великобритании Антикоррозионным институтом Великобритании.
Коды и стандарты, относящиеся к термонапыляемому алюминию
Соответствующие коды и стандарты в Европе включают следующие:

О технологии напыления металлов

Оригинальная технология напыления металлов на самые различные типы поверхностей, в первую очередь на металл, была открыта еще в конце ХХ века. в результате многоэтапных экспериментов ученые создали технологию мгновенного сцепления металлических микрочастиц с любой поверхностью. Естественно, такая сцепка осуществлялась лишь при наличии определенных условий, и в этот раз использовались уже не высокие температуры, а скорость звука, до которой разгонялись микрочастицы металла.

Эта методика получила официальное название — «газодинамическое напыление металлов», но применять ее на практике, в промышленно-производственных целях стало возможным спустя несколько лет, после того как была разработано, протестировано и подготовлено для дальнейшего выпуска на потоковой основе специальное оборудование.

«Димет»-оборудование: коротко о главном

Установки «Димет» были разработаны на научно-производственной базе центра порошкового напыления (в г. Обнинске). При создании вся техническая документация установок прошла тщательное тестирование на соответствие системе международных и европейских стандартов качества и экологической безопасности, а также прошла сертификацию по шкале ГОСТов РФ. Результатом такой комплексной проверки стала выдача сертификата соответствия. Регистрационные данные документа по оборудованию «Димет»: N РОСС RU.ТН02.Н00580.

Установка «Димет» является действительно революционной разработкой российских инженеров и технологов, поскольку до ее создания ни в одном промышленно-производственном комплексе мира не применялась уже открытая научным миром методика газодинамического напыления.

Читайте так же:
Ролики для накатки рифлений гост 21474 75

В чем заключается оригинальность и нестандартность «Димет»-технологии? Дело в том, что установка посредством использования сжатого воздуха может работать на ультразвуковой скорости. В качестве рабочего материала в установке используются наиболее популярные металлы, например свинец, цинк и олово, никель и медь и, естественно, алюминий, а также сплавы этих металлов. Готовое напыление наносится на любые типы поверхностей — от пластиковых современных материалов до металла, от натурального дерева и шпона до деликатной керамики и акрила.

Технология «Димет» и ее основные элементы

Краеугольным базисом технологии «Димет» является использование сжатых газов, которые, попадая в рабочее сопло «Димет»-установки, вырабатывают скорость звука. Также в сопло помещается порошковое вещество, которое под воздействием газа оборачивается на высочайших скоростях и вместе с воздушной струей наносится на обрабатываемую поверхность. Использование этого вещества — обязательное условие работы установки, поскольку, нагреваясь до температуры плавления и попадая на участок обрабатываемой детали, оно создает своеобразную клеящую основу, к которой, как к магниту, притягиваются микрочастицы металла. Застывая, вещество удерживает их на месте и обеспечивает идеально высокую адгезию нанесенного металлического напыления с рабочей плоскостью.

Как правило, в качестве порошкового материала используются чистые металлы или металлические сплавы, дополненные керамическими микрочастицами.

«Димет» может работать в двух режимах:

  • стандартный рабочий график (установка оборачивается на минимальных скоростях);
  • рабочий режим эрозии (устанавливается для реализации струйно-абразивного метода нанесения напыления).

Смена рабочего режима позволяет изменить степень пористости получаемого покрытия и его толщину.

Технология «Димет» и ее уникальность

Все газотермические способы и методики, используемые сегодня в отечественной промышленности для нанесения покрытий из металла на различные типы плоскостей, осуществляются только при наличии высоких температур. То есть необходимо, чтобы микрочастицы металла, формирующие покрытие, имели бы гораздо более высокую температуру, чем сама рабочая плоскость.

При использовании технологии «Димет» нагрев поверхностей не обязателен, что делает методику действительно революционной и уникальной. Кроме этого преимущества, технология имеет еще целый ряд крайне важных достоинств. К ним можно отнести:

Эти характеристики позволяют заявлять про уникальность и экономичность «Димет»-технологии, что объясняет ее популярность в современной промышленности.

Также к преимуществам данной технологии можно отнести следующие моменты:

  1. Покрытие формируется вне зависимости от температуры металла, используемого в работе, при нормальном уровне циркуляции показателей давления.
  2. Отсутствие высокой температуры во время производственного процесса исключает возможность деформации обрабатываемых плоскостей.
  3. 100%-я точность нанесения напыления обеспечивается минимальным диаметром рабочего сопла.
  4. Мобильность и предельно возможная компактность установок разрешает монтировать системы оборудования «Димет» даже на небольших производствах, а также использовать установки «в полевых» условиях.
  5. Одна установка «Димет» обеспечивает несколько способов нанесения покрытия.
  6. Широчайшая область использования установок «Димет». Так, его можно применять для реконструкции первоначального объема поверхностей и деталей; нанесения слоя, проводящего электричество; формирования слоев, необходимых для спаивания элементов; для защиты металлической основы от коррозийных процессов; для выполнения других подобного рода задач.

Адрес: г. Челябинск, ул. Сталеваров, 5; Телефон/факс: +7 (800) 551-22-03;

Способы нанесения защитных покрытий

Одним из способов защиты металла от коррозии является создание на нём защитного покрытия.
По используемому материалу защитные покрытия делятся на металлические, неметаллические и химические.
Первые два осуществляются путём погружения изделия в расплавленный металл, гальваническую ванну, простой окраской его или другими способами.
К химическим защитным способам защиты металла относятся: пассивирование, фосфатирование, оксидирование. В литературе выделяют также химическое окрашивание металла. Химическим способом можно наносить покрытия в жидкой, пастообразной или газообразной среде при различных темпера­турах.
Разнообразие методов покрытия видно из схемы классификации их, приведённой на рисунке.

Рассмотрим более подробно наиболее удобные для «домашних» условий способы нанесения защитно — декоративных покрытий металла.

Оксидирование стали и цветных металлов

Оксидирование стали

Оксидные пленки на железе и его сплавах могут быть получены термическим, химическим и электрохимическим способами.

Термический способ заключается в нагреве деталей на воздухе или в среде водяного пара. При этом на поверхности металла образуется пленка толщиной до 3 мкму которая в зависимости от состава металла и режима оксидирования имеет различную окраску.
Для получения на углеродистой стали защитно-деко­ративных пленок черного цвета погружают нагретые до 450-470°С детали в льняное масло, повторяя эту опера­цию несколько раз.
Пленки черного цвета получаются при обработке де­талей в смеси (расплаве, без добавления воды), состоящей из 4 частей едкого натра и 1 части нитрита натрия, при температуре 250-350° С. Синяя окраска пленок получается при оксидировании в смеси, содержащей 55% нитрита натрия и 45% нитрата натрия.
Термический способ применяется для оксидирования инструмента и некоторых мелких деталей.

Для получения защитно-декоративных пленок наиболее широко используется химический способ оксидирования в щелочных и бесщелочных растворах.
В первом случае обработка стали производится в горячем концентрирован­ном растворе щелочи, содержащем окислители. Образую­щаяся пленка состоит в основном из магнитной окиси железа Fe34.
Бесщелочной рабочий раствор содер­жит фосфорную кислоту и окислители — азотнокислые соли кальция, бария. Формирующаяся в нем фосфатно-окисная пленка состоит из фосфатов, окиси железа и металла, азотнокислая соль которого добавляется к рас­твору. Толщина ее достигает 3—4 мкм. Такие пленки от­личаются большей механической стойкостью и лучшей защитной способностью, чем оксидные слои, полученные в щелочных растворах.
Бесщелочное оксидирование ведут при более низкой температуре, что позволяет упростить конструкцию ванн. Продолжительность процесса по сравнению со щелочным способом уменьшается в 2-3 раза. Оксидно-фосфатный слой может служить хорошим грунтом под лакокрасочные покрытия. Он используется также для декоративной от­делки и защиты от коррозии изделий из углеродистых и легированных сталей, а также из цинка и его сплавов.

Читайте так же:
Предел текучести при сжатии

Электрохимическое оксидирование производится об­работкой изделий на аноде в щелочном растворе. Процесс идет при более низкой температуре и требует меньшего расхода химикатов, чем при химическом оксидировании. Пленки получаются черного цвета с синим оттенком, бо­лее стойкие против коррозии. Для осуществления способа требуются дополнительные затраты на пи­тание ванн постоянным током и специальные подвесные приспособления для загрузки обрабатываемых деталей в ванну.

Оксидирование алюминия и его сплавов.

Наиболее простым и надежным способом защиты алю­миния и его сплавов от коррозии является оксидирование — процесс получения на поверхности металла оксидных пленок в результате химической или электрохимической обработки.

Химическое оксидирование используется для защиты изделий от коррозии и для получения грунта под лакокра­сочные покрытия. Толщина оксидных пленок, полученных химическим путем, составляет 0,5-3 мкм. Пленки отличаются малой механической прочностью и поэтому неприменимы в тех случаях, когда требуется повышенная твердость или износостойкость.
К химическим способам относится обработка алюминия в слабощелочном растворе хроматов или в растворе, со­держащем наряду с хроматами фосфорную кислоту и соединения фтора, однако они легко исти­раются и разрушаются от действия горячей воды и горя­чего воздуха. Большей механической прочностью характеризуются пленки, по­лученные в фосфорнокислом растворе. Толщина их достигает 3—4 мкм. Они окрашены в светло-зеленый цвет. Оксидно-фосфатные пленки являются хорошим грунтом для лакокрасочных покрытий, но и в отсутствии их защищают алюминий от коррозии. Тонкие, но плотные пленки, характеризующиеся низ­ким электросопротивлением, получают обработкой алю­миния в растворе, содержащем хроматы и фториды в ма­лых концентрациях.
Преимуществом химических способов оксидирования алюминия являются малая продолжительность процесса, простота его выполнения, несложность оборудования, что положи­тельно сказывается на экономических показателях.
Электрохимическое оксидирование алюминия требует использо­вания источников тока для питания ванны, но даёт исключительно высокие качества получаемых оксидных пленок, по- этому наиболее распространено в производстве.

Фосфатирование стали и цветных металлов

Процесс фосфатирования заключается в образовании на поверхности металла пленки нерастворимых в воде фосфорнокислых солей марганца и железа или цинка и железа. Размеры деталей при фосфатировании меняются незначительно, так как наряду с ростом фосфатного слоя происходит уменьшение толщины ме­талла за счет его травления.

Фосфатный слой обладает рядом ценных свойств, ко­торые определяют область применения фосфатирования. Он устойчив в атмосферных условиях, в смазочных маслах и органических растворителях; разрушается в кислотах и щелочах. Фосфатная пленка характеризуется высокой адгезионной способностью и высоким электросопротивле­нием. Ее недостатком является малая механическая проч­ность и эластичность и низкая стойкость против механи­ческого истирания.

Наиболее широко фосфатирование применяется для защиты изделий от коррозии. Защитные свойства фосфат­ных пленок на стали выше, чем пленок, полученных химическим оксидированием в щелочных растворах. Пропитка маслами, консистентными смазками или лаками значи­тельно повышает коррозионную стойкость.

Фосфатированию можно подвергать углеродистые и низколегированные стали, чугун, некоторые цветные и легкие металлы: алюминий, магний, цинк, кадмий. Высоколегированные стали фосфатируются с трудом и дают пленки более низкого качества. Фосфатные пленки на алюминии и магнии являются менее надежной защитой этих металлов от коррозии, чем пленки, полученные анодным оксидированием.
В промышленности используется химическое и электрохимическое фосфатирование стали и цветных металлов.

Пассивация металла

Одним из эффективных методов защиты поверхности металла от воздействия коррозии является обработка поверхности с помощью специальных химических растворов. При их взаимодействии с металлом протекает химическая реакция, в результате которой на поверхности образуется нейтральное (пассивное) соединение способное противостоять протеканию коррозийных процессов. Такая обработка называется пассивация металла. После завершения этого процесса на поверхности образуется оксидная плёнка. Она обладает химическими свойствами не вступать в реакцию окисления и тем самым предотвращает разрушение не только поверхностного слоя, но и всей детали. Наиболее распространён этот вид обработки для стали, алюминия, никеля, меди и их сплавов.
Для проведения пассивации применяют различные кислоты. Чаще всего создаётся раствор на основе азотной кислоты. Именно созданные соли на основе этой кислоты создают на поверхности стали защитную плёнку с высокими защитными характеристиками.
Технология проведения пассивации цветных металлов практически не отличается от технологии обработки стали. Основным отличием является состав применяемых растворов. Например, для обработки алюминия, меди, никеля применяют хроматы калия и натрия или хромовый ангидрид. Ускорения процесса обработки осуществляется при добавлении в состав раствора различных солей и кислот. Пассивация меди производится в растворах серной кислоты, обработка поверхности меди производится в растворе фосфорной кислоты, цинка и кадмия в растворах соляной и азотной кислоты.
Удаление пассивной пленки происходит при погружении пластинки в разбавленную кислоту или при соприкосновении с ней раствора соли менее электроотрицательного металла (медь, цинк, олово, висмут, свинец).

Важным моментом для получения качественной плёнки при пассивации является финишная обработка. Во всех случаях необходимо после извлечении детали из ванны с раствором качественно её промыть. Это необходимо для того, чтобы прекратить процесс пассивации. После тщательной промывки рекомендуется просушить готовую деталь.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector