ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оксидирование железоуглеродистых сплавов из "Пособие мастера цеха по гальванических покрытий Издание 2 " Для повышения защитных свойств применяются искусственные окисные (оксидные) пленки, получаемые на поверхности металла химическими или электролитическими способами. Эти способы, известные под названием оксидирования или воронения, широко применяются в машиностроении, приборостроении, оружейном деле и других отраслях промышленности как защитно-декоративные покрытия, не обладающие, однако, высокой противокоррозионной стойкостью. Защитные свойства оксидных покрытий значительно повышаются при условии их смазки нейтральными маслами. Лучшие результаты достигаются обработкой при повышенной температуре путем погружения изделий в горячую смазку. Жидкая разогретая смазка хорошо проникает в поры, которые имеются в оксидном покрове, и, охлаждаясь, закупоривает их. Большое значение имеет предшествующая смазыванию операция обработки изделий разбавленным водным раствором мыла. Действие мыльного раствора заключается в том, что поверхность металла не смачивается водой, но хорошо смачивается маслом. Вследствие этого устойчивость и защитные свойства масляной пленки значительно повышаются, что увеличивает стойкость оксидного покрытия. [c.224] Толщина искусственных оксидных пленок на стали весьма невелика и находится обычно в пределах 0,6—0,8 мк, иногда 1—1,5 мк это обстоятельство дает возможность применять оксидирование сопрягающихся деталей, имеющих весьма точные размеры и допуски. Перед оксидированием поверхность металлических изделий должна быть соответствующим образом подготовлена. Подготовка заключается в шлифовании, полировании (при декоративной отделке) и в удалении окислов и жировых загрязнений, что достигается травлением в кислотах и обезжириванием в щелочных растворах химическим или электролитическим способом. [c.224] Простейшим способом чернения железа был кузнечный железные изделия, нагретые до температуры 600°, опускались в масло и на них образовывались крупнокристаллические черные пленки. [c.225] Кислотные способы воронения стальных изделий ржавым лаком до недавнего времени имели преимущественное распространение, а в некоторых случаях применяются и в настоящее время. [c.225] Воронение производят следующим образом полированные и обезжиренные детали с помощью шерстяных концов покрывают равномерно ржавым лаком и выдерживают в специальном помещении в течение одного часа при температуре 35° и относительной влажности воздуха около 70%. Затем детали вываривают в воде, подкисленной азотной кислотой (1 г/л НКОз), и сушат. Высушенные детали, покрытые ржавым налетом, крацуют стальными щетками, изготовленными из стальной проволоки диаметром 0,1—0,2 мм. После крацевания детали снова обрабатывают ржавым лаком, выдерживают, вываривают в воде и крацуют, повторяя эти операции три—четыре раза, пока на поверхности детали не образуется оксидная пленка черного с синим отливом цвета (вороньего крыла). После этого детали смазывают маслом и процесс воронения считается оконченным. [c.225] Прочность, коррозионная устойчивость пленки, полученной методом кислотного оксидирования, несколько выше, чем оксидных пленок, полученных другими методами. [c.225] Однако длительность цикла кислотного воронения и вредность процесса обусловили переход к другим, более совершенным и ускоренным методам получения оксидных покрытий. [c.225] Щелочное оксидирование. Способы получения оксидных пленок путем обработки изделий в горячих концентрированных растворах едкой щелочи в присутствии различных окислителей называют щелочным оксидированием. Методы щелочного оксидирования нашли, благодаря относительной своей простоте и кратковременности процесса, широкое распространение в промышленности. [c.226] При щелочном оксидировании железоуглеродистых сплавов на поверхности металла образуется равномерная сплошная пленка окислов, прочно связанная с металлом. Оксидная пленка состоит из магнитной окиси железа Ре,з04, сообщающей поверхности металла цвета от коричневого до черного в зависимости от режима обработки, содержания углерода и легирующих добавок. Так, углеродистые стали при оксидировании приобретают глубокий черный цвет, чугун и некоторые стали специальных марок с высоким содержанием кремния при оксидировании окрашиваются в коричневый цвет с оттенками от золотисто-желтого до темно-коричневого, в зависимости от продолжительности процесса. Детали из некоторых легированных сталей после оксидирования приобретают фиолетово-красноватый оттенок. Оксидные покрытия также могут получаться матовыми и блестящими. Матовые оксидные пленки получаются в очень концентрированных растворах при высоких температурах, когда поверхность стали при оксидировании частично подвергается травлению. [c.226] Блестящие оксидные покрытия получаются в менее концентрированных ваннах (кипящих при пониженных температурах), при этом предварительно полированная поверхность стальных изделий приобретает красивый черный цвет с сохранением металлического блеска. Оксидные пленки на черных металлах в жестких коррозионных и механических условиях эксплуатации не являются надежным защитным покрытием, даже при наличии на них смазки. Это обстоятельство всегда следует иметь в виду в каждом конкретном случае применения оксидирования. [c.226] Введение этих добавок в большинстве случаев оказывает- сравнительно небольшое влияние на процесс оксидирования, однако очень усложняет контроль раствора. [c.227] Внешний вид полученной оксидной пленки может изменяться при применении различных окислителей. Так, нитраты щелочных металлов дают слегка матовую пленку с глубокой черной окраской, нитриты способствуют получению более блестящей синевато-черной пленки, хроматы калия дают черную пленку с красноватым оттенком. [c.227] В настоящее время преимущественное применение находят самые простые по составу растворы дЛя оксидирования, дающие при правильно установленном режиме процесса оксидные пленки хорошего качества. [c.227] Оксидирование производится при температуре кипения раствора, которая поддерживается в пределах от 135 до 145°, в зависимости от марки стали и содержания в ией углерода. При работе с раствором, содержащим едкий калий, температура кипения должна быть в пределах 160—165 . Основным фактором, при помопщ которого регулируют температурный режим процесса оксидирования, является концентрация щелочи, так как температура кипения раствора зависит от содержания в нем, главным образом, едкого натрия. [c.228] Для поднятия температуры кипения раствора на 1° следует повысить в нем содержание едкого натрия (каустической соды) из расчета 10 г щелочи на один литр раствора ванны. Это достигается добавлением едкого натрия или частичным выпариванием раствора, т. е. некоторое время ванна кипит без загрузки до достижения требуемой температуры. [c.229] Снижение температуры кипения раствора достигается разбавлением его водой, которую берут из первой промывной непроточной ванны. Воду в горячий оксидированный раствор нужно добавлять очень осторожно, небольшими порциями, чтобы избежать бурного вскипания, могущего повлечь выбрасывание раствора из ванны. Удобно пользоваться для этой цели ведром или черпаком с длинной рукояткой. [c.229] Продолжительность оксидирования зависит от назначения обрабатываемых деталей. Так, для ответственных деталей из углеродистой стали время обработки составляет 1—1,5 часа, для легированных и высокоутлероди-стых сталей — 2 часа для менее ответственных изделий продолжительность выдержки обычно составляет 20— 40 мин. [c.229] Режим обработки зависит в значительной степени от содержания углерода и легирующих примесей в стали (табл. 33). [c.229] Оксидирование производится путем погружения деталей или изделий на железных крючках, в корзинах-сетках или на специальных приспособлениях в кипящий щелочной раствор. Устройство ванны для оксидирования схематически показано на фиг. 45. [c.229] Электрические нагреватели устраиваются не под днищем ванны, а у боковых стенок корпуса ванны, что обусловливает лучший обогрев, так как на дне ванны обычно накапливается толстым слоем осадок солей. [c.229] Вернуться к основной статье