ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оксидные и фосфатные покрытия из "Покрытия и техническая эстетика " Нанесение искусственных оксидных и фосфатных пленок на детали из различных конструкционных металлов является наиболее простым и дешевым способом, с помощью которого поверхности конструкционных материалов сообщаются защитные, декоративные и специальные свойства [97]. [c.102] По толщине все оксидные и другие пленки, получаемые на металлических поверхностях, могут быть разделены на три группы. [c.103] Такое деление носит в известной мере условный характер. В технологии защитно-декоративных и специальных покрытий практическое значение имеют пленки, относящиеся к первым двум группам. [c.103] Существуют три способа получения искусственных оксидных покрытий — термохимический, химический и электрохимический. [c.103] Термохимический способ заключается в обработке металлов в газовой фазе или в расплавах, где под влиянием среды и высоких температур (более 300° С) происходит термическое окисление металла. Этот метод технологически неудобен в связи с необходимостью применения высоких температур и находит сравнительно ограниченное применение— в основном для черных металлов. [c.103] Химический способ состоит в обработке металлов соответствующими водными растворами, содержащими окислители, которые способны генерировать на поверхности деталей активный кислород, вступающий во взаимодействие с металлом. Этот способ является наиболее простым и доступным для обработки черных металлов и сплавов на основе меди. [c.103] Электрохимический способ получения оксидных покрытий является весьма универсальным и дает возможность в относительно щироких пределах управлять толщиной и свойствами оксидных пленок. Сущность его состоит в электрохимической анодной обработке деталей из различных конструкционных металлов в водных растворах электролитов. При этом выделяющийся в результате электролиза воды активный кислород образует на металлах окисные пленки. [c.103] Этот способ более трудоемок и менее производителен, чем термохимический и химический, так как требует обеспечения для каждой детали надежного электрического контакта и значительно большего удельного объема рабочей среды. Тем не менее он является незаменимым, когда нужно получить прочные окисные пленки на различных сплавах меди, цинка и особенно алюминия [141, 143]. [c.104] Оксидирование конструкционных сталей производится путем их химической обработки в концентрированных щелочных растворах, содержащих в качестве окислителя нитраты и нитриты натрия. Рабочая температура этих растворов близка к температуре их кипения и в зависимости от концентрации щелочи колеблется в пределах 140—160° С. Продолжительность процесса не превышает 60—90 мин [22, 124]. Черные окисные пленки, иногда с синеватым отливом, образующиеся в этих растворах, имеют толщину 1—3 мк. Процесс осуществляется в стальных ваннах, снабженных мощным электрообогревом и эффективной вытяжной вентиляцией. Относительно мелкие детали погружают в раствор на специальных стальных сетках, а более крупные — на индивидуальных проволочных подвесках. [c.104] Наряду с щелочными растворами для оксидирования применяются фосфорнокислые, содержащие в литре воды до 10 г ортофосфорной кислоты и до 100 г окислителя в виде азотнокислых солей бария или кальция. Рабочая температура такого раствора не превышает 100° С и может быть обеспечена технологическим паром в ванных, аналогичных по конструкции применяемым для щелочного оксидирования. Время оксидирования не превышает 45—50 мин [22]. В этих растворах, в отличие от щелочных, образуются не чисто оксидные, а оксиднофосфатные пленки. [c.104] После оксидирования в щелочных или фосфатных растворах детали тщательно промывают в холодной и горячей воде и в случае применения оксидирования для получения самостоятельного покрытия несколько минут обрабатывают в 2—3%-ом растворе мыла. Последующее промасливание деталей путем погруи еиия их в горячее минеральное масло улучшает защитные свойства оксидных пленок. [c.104] Для небольших стальных деталей невысокого клас са точности с успехом применяется разновидность тер мохимического оксидирования, которое протекает в сре де перегретого пара и называется поэтому парофазным Процесс ведется в закрытом контейнере из нержавею щей стали, помещенном в шахтную электрическую печь В него погружают детали, подлежащие оксидированию, и подают перегретый до температуры 500° С водяной пар. В этих условиях на деталях в течение часа образуются черные оксидные пленки толщиной более 20 мк. Увеличение времени обработки, хотя и приводит к дальнейшему росту толщины пленки, нежелательно, так как сопровождается возрастанием хрупкости и пористости покрытия. По окончании процесса, остывшие детали извлекают из контейнера и обрабатывают горячим минеральным маслом, которое заполняет поры оксидной пленки [17]. [c.105] Применяется и другая разновидность термохимического оксидирования. На стальных деталях с высоким классом чистоты обработки поверхности можно получить весьма тонкие окрашенные за счет эффекта интерференции в различные цвета побежалости оксидные пленки. Для этой цели тщательно обезжиренные изделия загружаются в термическую печь, снабженную смотровым окном и устройством для точной регулировки температуры. Характерные цвета побежалости о г соломенно-желтого до темно-синего возникают, сменяя друг друга, в интервале температур от 220 до 293° С. [c.105] В заключение отметим, что электрохимический способ оксидирования стали, который заключается в анодной обработке деталей в горячих щелочных растворах, на практике применяется очень редко. [c.105] Оксидирование меди и конструкционных сплавов на ее основе, к числу которых в первую очередь относится латунь, мои ет выполняться химическим и электрохимическим способом. В результате образуются черные или черно-синие окисные пленки толщиной 1—2 мк [83, 143]. [c.105] Латунные детали с содержанием меди от 50 до 70% оксидируются в течение 5—10 мин при комнатной температуре в медноаммиачном растворе. При этом на деталях образуется черно-синяя пленка, которая по своим механическим и антикоррозионным свойствам уступает покрытию, полученному в персульфатных растворах. В медноаммиачном растворе допускается оксидирование насыпью, при периодическом встряхивании. [c.106] В отличие от химических способов электрохимическое оксидирование более универсально и позволяет получать прочные черные пленки на меди и большинстве сплавов на ее основе, включая и оловянистые бронзы. Процесс ведут в обычной стальной ванне при анодной плотности тока 0,5—1,5 а1дм . Электролитом является 207о-ный раствор едкого натрия, нагретый до температуры 80—90° С. В качестве катодов применяются пластины из нержавеющей стали или никеля. Время обработки не превышает 30 мин. При этом необходим надежный контакт деталей с медными электродными подвесками. Большая, по сравнению с химическим, трудоемкость электрохимического оксидирования медных сплавов окупается дешевизной и стабильностью рабочего раствора, а также лучшим качеством оксидной пленки. [c.106] Разновидностью электрохимического оксидирования меди и сплавов, богатых ею, является процесс электрохимического окрашивания, который дает возможность получать яркую цветную окраску на меди [83]. Этот способ нащел в промышленности широкое применение особенно для получения золотистой окраски меди и медных покрытий, нанесенных на другие металлы. Сущность его заключается в электролитической катодной обработке меди в специальных щелочных электролитах, содержащих комплексные ионы двухвалентной меди. [c.106] При катодных плотностях тока, не превышающих 0,01 а дм , и комнатной температуре на меди образуется и медленно растет пленка ее закиси, толщина которой соразмерна с длинами волн монохроматических составляющих белого света. По мере роста пленка последовательно окрашивается в различные цвета спектра, каждый из которых легко зафиксировать прекращением процесса электролиза. Цветные пленки, полученные таким способом, имеют ничтожную толщину, и потому их необходимо защищать прозрачными лаками. Процесс ведут в обычных гальванических ваннах, в которых анодами служат медные пластины. [c.107] При получении черных оксидных пленок на цинке и цинк-алюминиевых сплавах, применяемых для литья под давлением, наилучшие результаты дает электрохимическое оксидирование в растворах, содержащих едкий натр или двухромовокислый калий. Для нелегированного металлургического или электролитического цинка можно применять и химический способ оксидирования в растворах, содержащих сернокислую медь и бертолетову соль в течение 2—5 мин при комнатной температуре [143]. [c.107] Вернуться к основной статье