Главная страница
Навигация по странице:

  • 2. Неметаллические покрытия (определение, свойства, особенности)

  • 3. Нанесение неметаллических покрытий

  • 4. Методы нанесения покрытий

  • Список используемых источников

    		•

    неметал. Покрытия


    Скачать 38.89 Kb.
    НазваниеПокрытия
    Дата25.10.2022
    Размер38.89 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файланеметал.docx
    ТипДокументы
    #753264

    Оглавление


    Введение 2

    1. Покрытия 3

    2. Неметаллические покрытия (определение, свойства, особенности) 5

    3. Нанесение неметаллических покрытий 8

    4. Методы нанесения покрытий 11

    Заключение 19

    Список используемых источников 21


    Введение


    К неорганическим неметаллическим материалам, применяемым для защиты от коррозии металлических поверхностей, относят эмали, стекло и цемент.

    Эмалью называют стекловидную застывшую массу, полученную в результате полного или частичного расплавления и состоящую в основном из кварца и других оксидов. На изделие эмаль наносят одним или несколькими слоями.

    Различают два основных способа эмалирования. Наряду с эмалированием, при котором изделие покрывают грунтовкой и покровными эмалями и при этом дважды обжигают, широко используют в последние годы однослойное прямое эмалирование, при котором слой эмали (0,2...0,3 мм) может быть уменьшен наполовину. При специальном эмалировании, применяемом в химическом и пищевом машиностроении, обычно наносится многослойная эмаль.

    Перед нанесением эмали поверхность стальной детали обезжиривают и протравливают. При этом удаляют некоторое количество металла и поверхность листа становится шероховатой, что способствует адгезии эмалевого покрытия.

    С целью снижения пористости при обжиге за счет образования диоксида углерода С02 для эмалирования применяют низкоуглеродистые стали.

    Стеклоэмалевое покрытие обладает не только высокой химической стойкостью, износостойкостью, но и обеспечивает незначительное налипание остатков продукта, благодаря чему покрытие легко моется. Покрытие имеет высокую адгезию к металлу. Общая толщина эмалевого покрытия составляет 0,8... 1,0 мм.

    При эксплуатации эмалированных изделий не допускается превышать давление или резко повышать его даже в пределах рабочего давления, резко нагревать и заполнять переохлажденным продуктом или водой, производить местные термические и механические воздействия, оставлять аппараты открытыми, использовать в качестве моющих и дезинфицирующих средств щелочные растворы.

    Недостатком стеклоэмалевых покрытий является чувствительность к ударам, резкой смене температуры, местным перегревам, воздействию щелочей.

    Высокую долговечность водопроводных труб обеспечивают цементные покрытия. Для покрытий используют портландцемент с наполнителем в виде мелкого песка.

    1. Покрытия


    Надежность и долговечность деталей машин и механизмов определяется конструктивной прочностью материалов, из которых они выполнены. Эксплуатационные характеристики многих изделий – износостойкость, коррозионная стойкость, отражательная способность, теплосопротивление и другие – определяются свойствами поверхности. Для получения высоких характеристик конструктивной прочности поверхностных слоев часто применяют различные методы нанесения покрытий, позволяющие защитить материал основы от внешних воздействий, повысить срок службы деталей и сократить расходы на ремонт изношенного оборудования [1].

    Покрытиями называют искусственно созданные поверхностные слои, которые могут отличаться от материала основы химическим и фазовым составами, структурой и свойствами. Покрытия наносятся как для защиты поверхности от различных видов воздействий (высоких нагрузок, температур, различных агрессивных сред) и в декоративных целях, так и для восстановления нарушенной геометрии изделий.

    Материаловедение покрытий представляет собой большой раздел знаний об особом классе функциональных материалов.

    Условно все покрытия можно разделить на два вида по принципу взаимодействия с поверхностью:

    1) изменение химического состава поверхности (химико-термическая обработка);

    2) нанесение нового материала на поверхность (напыление, осаждение, наплавка, нанесение эмалей и лакокрасок).

    Если формирование диффузионных покрытий при химико-термической обработке подчиняется общим представлениям о структурных и фазовых превращениях в металлах и сплавах, то многофакторность процессов нанесения покрытий приводит к более сложной картине строения и свойств поверхности. В настоящее время материаловедение покрытий является одним из развивающихся направлений науки о материалах.

    Покрытия и материалы покрытий можно классифицировать по ряду признаков: по толщине покрытия, по прочности связи покрытия с основанием, по материалам покрытий, по функциональным признакам, по способу нанесения.

    Покрытия по функциональным признакам делятся на классы:

    − стойкие (износостойкие, коррозионно-стойкие, жаростойкие, эрозионностойкие, радиационно стойкие и т. д.);

    − механико-прочностные (прочностные, контактные, вязко- пластичные, усталостные и т. д.);

    − декоративные (информативные, фактурные, декоративно- защитные и т. д.);

    − теплотехнические (изоляционные, холодостойкие, теплопроводные и т. д.);

    − светотехнические (отражательные, светопоглощающие, светостойкие и т. д.);

    − электрорадиотехнические (электропроводные, электроизоляционные, полупроводниковые и т. д.);

    − физико-химические (генерирующие, аккумулирующие, фиксирующие, поглощающие и т. д.);

    − экранирующие (изолирующие, барьерные, разделяющие и т. д.);

    − поверхностно-активные (стабилизирующие, активизирующие, безактивизирующие и т. д.);

    − преобразующие (люминофорные, флуорисцирующие, спецпреобразующие и т. д.);

    − биохимические (санитарно-химические, ядохимикатные, биологические и т. д.);

    − специальные (самостоятельные, абляционные, технологические и т. д.).


    2. Неметаллические покрытия (определение, свойства, особенности)


    Неметаллические покрытия - это покрытия лаками, красками и эмалями [2].

    В художественной промышленности, а также в архитектуре лакокрасочные покрытия применяются очень часто - они составляют примерно 50%. Так же как и другие виды покрытий, они защищают изделия от коррозии, изолируют металлические изделия от внешней среды и в то же время являются декоративно-отделочными.

    Преимуществом этого вида покрытий являются: простота выполнения, достаточная стойкость и экономичность.

    Недостатки его - недолговечность и невысокая художественная ценность.

    Лакокрасочные покрытия разделяются на две группы:

    - лаки - покрытия бесцветные или слабо подсвеченные, прозрачные или глухие;

    - краски - покрытия, отличающиеся от лаков присутствием красителей.

    Лак представляет собой растворитель, в котором растворена смола.

    В качестве растворителей раньше наиболее часто применялись различные высыхающие масла растительного происхождения. Нанесенные на металл, они образуют тонкий слой, который полимеризуется, т. е. загустевает и затем затвердевает в виде тонкой блестящей водонепроницаемой пленки. Скорость высыхания масел увеличивается с повышением температуры, действия света, а также добавлением сиккативов (химическое соединение свинца, кальция, марганца, кобальта) [5].

    В качестве растворителей сейчас применяют бензин, бензол, спирты, эфиры, скипидар, ацетон. Многие из них ядовиты, например метиловый спирт и серный эфир; другие огнеопасны, поэтому применять их следует ограниченно.

    В качестве наполнителей в лаках применяют различные смолы - вещества органического происхождения, имеющие некристаллическое строение. Они очень разнообразны по происхождению и свойствам; при нагреве они размягчаются и расплавляются; хорошо растворяются в растворителях и нерастворимы в воде [7].

    Краски. В качестве растворителей для красок, предназначенных для окраски металлов, обычно применяют различные масла (масляные краски) или нитросоединения типа ацетона, нитролака и др. Такие краски называются эмалевыми. Они быстро сохнут и образуют гладкую сливающуюся поверхность.

    В качестве наполнителей в красках служат красочные пигменты, которые представляют собой или тонко растертые цветные соли и окислы различных металлов (окись хрома, кобальта и т. п.), или натуральные пигменты.

    Окраска может производиться кистями или из специальных приспособлений типа аэрографов - методом распыления. При этом для меньшей потери краски работа обычно производится в электростатическом поле, благодаря которому мельчайшие капельки краски притягиваются окрашиваемой поверхностью. Клеевые краски, разводимые на воде, для окраски металлов непригодны [9].

    Для качественной отделки художественных изделий, покрываемых различными покрытиями, необходимо, чтобы:

    • лакокрасочные покрытия не содержали кислот, щелочей, которые, растворяясь в воде, делаются электролитом и способствуют возникновению электрохимической коррозии;

    • покрытия быстро высыхали и образовывали прочную непроницаемую для воды пленку;

    • покрытия обладали укрывистостью, т. е. легко наносились и разравнивались по поверхности изделия;

    • цвет и блеск покрытия был устойчив и по возможности не изменялся во времени.

    Чаще всего лакокрасочные покрытия применяют для защиты от коррозии экстерьерных изделий из листовой или фасонной стали (шпилей, решеток и других архитектурных деталей).

    Раньше лучшие результаты давала покраска стальных изделий железным суриком или охрой на натуральной олифе. В настоящее время применяют лакомасляные эмали, нитроэмали на нитроцеллюлозных лаках, на лаке из бакелитовых смол и другие эмали [11].

    Для изделий из алюминиевых сплавов применяются масляные эмали и лаки бакелитового типа, а из красителей -цинковые (белила или крон).

    Магниевые сплавы не очень хорошо сращиваются с лакокрасочными покрытиями. Лучше всего держится грунт из цинкового крона на олифе или на лаке из искусственных смол.

    Медь не требует лакокрасочных покрытий, но иногда декоративные изделия, предназначенные для интерьера и выполненные из меди и ее сплавов, покрывают золотистым спиртовым лаком для придания изделию золоченого вида.

    Крупные медночеканные скульптуры, спаянные на олове, также раньше окрашивались, чтобы скрыть швы. Теперь с применением сварки окраска крупных фигур нецелесообразна, их оксидируют или пользуются естественными патинами.

    Окраска алюминиевым и бронзовым порошком, разведенным на лаках (масляных, спиртовых, нитролаках), для экстерьера малоэффектна, так как она очень быстро темнеет, особенно бронзовый порошок в условиях города от сернистых газов, находящихся в воздухе. Алюминиевые порошки более стойки, особенно в загородных условиях, где воздух чище [12].

    В интерьере бронзовые и алюминиевые порошки служат значительно дольше, но по своему художественному эффекту они все же очень невысоки и не могут быть рекомендованы.

    3. Нанесение неметаллических покрытий


    Покрытие – это один или несколько слоев материала определенной структуры и состава, которые искусственно создаются на поверхности изделия [16].

    Существуют три основных цели нанесения защитно-декоративного покрытия:

    - функциональная,

    - защитная,

    - декоративная.

    Вне зависимости от способа нанесения покрытия к нему предъявляются следующие требования:

    - адгезионные характеристики покрытия должны обеспечивать прочную связь подложки с ним;

    - особые свойства покрытия должны зависеть от его состава и микроструктуры;

    - покрытие и основной материал образца должны взаимодействовать между собой.

    В зависимости от материала защитно-декоративные покрытия делятся на:

    - неметаллические,

    - металлические,

    - комбинированные.

    К самым распространенным способам нанесения металлических покрытий относятся [14]:

    - химическое нанесение,

    - гальваническое нанесение,

    - окунание,

    - диффузионное насыщение,

    - вакуумное осаждение,

    - наплавка,

    - плакирование,

    - газотермическое напыление,

    - газопламенное напыление,

    - плазменное напыление,

    - сусальное покрытие.

    Химическое нанесение заключается в образовании на поверхности изделия защитно-декоративного покрытия благодаря осаждению ионов металла из водного раствора хлорида металла без использования электрического тока от внешнего источника. В данном случае в качестве покрытия могут быть использованы олово, медь, латунь, кадмий и т. п [17].

    Гальваническое нанесение осуществляется за счет осаждения металла на поверхности изделия при пропускании электрического тока между полюсами источника. В этом случае один из полюсов является металлом, который наносится на объект, а второй обрабатываемым изделием. Такие покрытия увеличивают коррозионную стойкость и износостойкость изделий.

    При окунании покрытие образуется за счет погружения изделия в ванну расплавленного металла. Диффузионное насыщение осуществляется при высокой температуре с применением насыщающего состава. Основной составляющей данного состава является сплав, металл или металлическое соединение в виде пасты или порошка. Такая технология нанесения защитно-декоративного покрытия предназначена для увеличения износостойкости и декорирования.

    Вакуумное осаждение представляет собой нанесение покрытия посредством осаждения молекул и атомов соединения на поверхность изделия в случае их возгонки в вакууме. Такое покрытие формируется из потока частиц, которые находятся в молекулярном, атомарном или ионизированном состоянии. Поток частиц формируется посредством ионного распыления, взрывного испарения или термического испарения материала. Вакуумное осаждение позволяет получать покрытия высокого качества толщиной до сотен микрометров [20].

    Наплавка – это нанесение слоя расплавленного металла на оплавленную поверхность металлического изделия посредством плавления присадочного материала теплом внешнего источника нагрева.

    Плакирование представляет собой нанесение слоев металла, которые соединяются между собой прокаткой, литьем или взрывом. Такой способ, как правило. осуществляется во время прессования или прокатки.

    При газопламенном напылении наносимый материал расплавляется, распыляется и потом трансформируется посредством пламени газа, который сжигается в смеси с кислородом в специальной горелке. Такое напыление может быть порошковым, прутковым или проволочным.

    К наиболее распространенным способам нанесения неметаллическое покрытия относятся: химическое нанесение, оксидирование, окрашивание при нагреве, тонирование.

    Химическое нанесение заключается в образовании оксалатного, фосфатного и ионного неметаллического покрытия на поверхность металлических изделий, которые погружены в раствор и выдерживаются в нем при температуре 200 градусов по Цельсию. Такой способ в основном применяется при обработке алюминия, меди, стали, серебра с целью увеличения коррозионной стойкости и придания эстетического вида [21].

    Тонирование заключается в обработке поверхности изделия электрохимическим или химическим способом, результатом которого является образование неметаллического неорганического слоя с определенным цветовым оттенком [22].

    Оксидирование заключается в обработке электрохимическим или химическим способом, в результате которого образуется оксидная пленка на поверхности изделия. Данная пленка защищает от изнашивания и препятствует образованию коррозии. Оксидирование является самым древним способом защиты. В наше время используются электрохимическое и химическое оксидирование стали в кислых растворах и щелочах, в расплавленных солях.

    4. Методы нанесения покрытий


    Неметаллические покрытия металлов делают для образования на поверхности деталей и изделий защитных от коррозии пленок и для художественной отделки. К неметаллическим покрытиям относятся: оксидирование, фосфатирование, эмалирование, азотирование, гуммирование и окрашивание [4].

    Оксидирование стали применяется для защитного покрытия приборов, инструмента, оружия и различных деталей в станкостроении. При оксидировании толщина оксидного слоя получается до 2 мм.

    Защитные свойства оксидной пленки во влажной атмосфере и воде невелики, поэтому оксидированные детали при хранении рекомендуется смазывать.

    В производственной практике применяют термический, химический и электрохимический способы оксидирования.

    Термический способ оксидирования (воронение и синение) заключается в нагреве в печах (крупногабаритных) деталей, предварительно смазанных тонким слоем лака. При воронении мелких проволочных деталей их смазывают слоем 15—25%-ного раствора асфальтового или масляного лака в бензине, и на железных сетках загружаются в печь, где нагревают до 350—450° С, и выдерживают при этой температуре в течение 12—20 мин. до получения гладкой черной окраски их поверхности.

    Синение полированных деталей часовых стрелок, волосков, лент, пружин производят погружением их в расплав смеси, состоящей из натриевой и калиевой селитры, или нитрата натрия и нитрата калия при температуре 310—350° С; затем их промывают в горячем 1—2%-ном мыльном растворе. При добавке к селитряной ванне до 25% едкого натра окраска поверхностей деталей принимает также черный цвет.

    Химическое оксидирование производят погружением подготовленных деталей в кипящий раствор, состоящий из каустической соды, азотнокислого и азотистокислого натрия, с последующей их промывкой в холодной воде [7].

    Оксидирование магниевых сплавов. Магниевые сплавы в большинстве электролитов имеют высокий электроотрицательный электродный потенциал. В результате контакт их со всеми металлами усиливает коррозию магния и его сплавов. Поэтому для их электрохимической защиты металлические покрытия не пригодны. Основными способами защиты магниевых сплавов от коррозии являются химическое или электрохимическое оксидирование с последующими лакокрасочными покрытиями.

    Технологический процесс химического оксидирования магниевых сплавов состоит из следующих операций [8]:

    1) обезжиривание в водном растворе тринатрийфосфата, жидкого стекла и едкого натра;

    2) промывка в воде;

    3) обработка в растворе CrO3;

    4) промывка в воде;

    5) Оксидирование литых деталей в водном растворе хромпика (K3Cr2O7) в смеси с азотной кислотой и хлористым аммонием при температуре 70—80° С;

    6) оксидирование изделий из прокатного материала, а иногда и литых деталей, в водном растворе фтористоводородной кислоты с последующей промывкой и повторной обработкой кипячением в течение 45 мин. в растворе натриевого хромпика (Na2Cr2O7) в смеси с сернокислым аммонием (NH4)2SO4 и аммиаком (NH4OH);

    7) промывка в воде;

    8) сушка деталей;

    9) нанесение на их поверхность цинко-хроматного грунта.

    Электрохимическое оксидирование применяют для деталей с ограниченными допусками по размерам, но из-за большой стоимости и сложности этот метод имеет меньшее распространение, чем химическое оксидирование. Качество защитной пленки, полученной обоими процессами, получается одинаковым.

    Оксидирование алюминия и его сплавов применяется для защиты от коррозии, электроизоляции, для повышения сопротивления поверхностному истиранию и для декоративных целей.

    Технологический процесс оксидирования алюминия и его сплавов состоит из следующих операций [9]:

    1) обезжиривание в растворе тринатрийфосфата, едкого натра и жидкого стекла при температуре 60—70% С;

    2) промывка в теплой воде при 50—60° С;

    3) промывка в теплой и холодной воде;

    4) травление в растворе едкого натра при температуре 50—60° С;

    5) промывка в теплой и холодной воде;

    6) осветление в азотной 30%-ной кислоте;

    7) промывка в холодной воде;

    8) оксидирование анодное или химическое;

    9) промывка в холодной воде;

    10) окрашивание красителями или обработка в хромате;

    11) промывка в теплой воде;

    12) сушка в сушильных шкафах при температуре 60—70° С.

    Фосфатированием металла называется процесс образования на его поверхности защитной пленки из фосфата металла. Фосфатирование применяется для защиты от коррозии деталей из чугуна, стали или для создания грунта под лакокрасочные покрытия. Металл после фосфатирования, покрытий асфальтовыми и битумными лаками становится коррозионностойкйм в атмосфере влажного воздуха. Фосфатный слой имеет кристаллическое строение, повышенную твердость, но порист и хрупок. Фосфатирование подразделяется на химическое «нормальное», химическое «ускоренное» (бондеризация) и электрохимическое.

    Химически нормальное фосфатирование применяется главным образом для обработки изделий из стали, которые в дальнейшем подвергаются покрытию асфальтовыми или битумными лаками. Фосфатирование подготовленных деталей осуществляется в 3%-ном растворе дигидроортофосфатов марганца и железа (соль мажеф). Соль мажеф содержит 46—52% фосфорного ангидрида, не менее 14% марганца и 3% железа. Детали в ванне с раствором выдерживают 35—50 мин. при поддержании температуры раствора 96—98° С.

    Фосфатирование химически ускоренное или так называемую бондеризацию осуществляют главным образом для таких изделий, которые в дальнейшем подвергаются многослойному лакокрасочному покрытию. В данном случае фосфатная пленка выполняет роль грунта для лакокрасочного покрытия. Бондеризация осуществляется в растворе смеси фосфатов марганца и железа с добавкой ускорителя, например, азотнокислого калия. Продолжительность процесса фосфатирования 5—15 мин.

    Электрохимическое фосфатирование деталей (гидролизация) производят в растворе, содержащем 0,2—0,4% дигофата цинка, переменным током с частотой 60 пер/сек при напряжении 20 в и температуре раствора 60—70° С. Продолжительность процесса длится 4—5 мин., защитные свойства, образующиеся на деталях пленки, достаточно высокие.

    Азотированием называют процесс насыщения поверхности стальных деталей азотом в атмосфере аммиака. Азотированный слой коррозионно устойчив против действия атмосферы, воды, насыщенной пароводяной среды, влажного кислорода, а также щелочных растворов. Он в ряде случаев заменяет металлические покрытия, например никелевые. Кроме этого, азотированный слой обладает высокой твердостью и обеспечивает повышенное сопротивление износу деталей.

    Несвязанный азот твердой сталью почти не поглощается, но при температуре распада аммиака, которая находится в пределах 500—550° С, поверхностные слои интенсивно насыщаются атомарным азотом с образованием нитридов или твердых растворов.

    Азотированию обычно подвергают детали из специальных сталей с содержанием алюминия, хрома, молибдена и других легирующих элементов; в таких сталях образуется диффузионный слой с высокой износостойкостью. В нелегированных углеродистых сталях диффузионный слой получается хрупким и непригодным для использования в условиях трения.

    Перед процессом азотирования сталь термически обрабатывают (закалка, отпуск и нормализации) с тем, чтобы она не имела структурно-свободного феррита, оказывающего влияние на повышение хрупкости диффузионного слоя.

    Технологический процесс азотирования состоит из подготовки деталей до азотирования, процесса азотирования и обработки деталей после азотирования. Подготовка деталей состоит в удалении окалины и загрязнений очисткой или травления и промывки. Азотирование ведут в шахтных или муфельных электропечах под давлением аммиака от 50 до 100 мм вод. ст., при температуре 500—650° С, продолжительность от 4 до 12 час.

    По окончании азотирования, детали вместе с печью медленно охлаждают в атмосфере аммиачного газа, после чего выгружают из печи в воду. Азотированные детали после травления приобретают блестящую поверхность, трудно отличимую от никелированной.

    Эмалирование применяют при изготовлении аппаратуры для процессов, связанных с производством органических, фармацевтических продуктов, для процессов нитрации, хлорирования, в пищевой промышленности, в производстве взрывчатых веществ и для бытовых приборов (ванны, раковины, мойки, посуда и т. п.).

    Эмалевое покрытие по стали и чугуну состоит из грунтового и покровного слоев. При эмалировании цветных металлов грунтовой слой не наносят. Грунтовой слой, нанесенный на детали из стали и чугуна, обеспечивает хорошее сцепление эмали с металлической поверхностью и защищает от вредного действия среды в процессе службы изделия. Покровный слой защищает грунтовое покрытие и воспринимает на себя воздействие внешней среды.

    Состав грунтовой эмали подбирается таким, чтобы температура его плавления была выше на 50—100° C температуры плавления покровного слоя для того, чтобы обеспечить хорошее сцепление слоев между собой. В данном случае покровный слой может быть расплавленным, а грунтовой — в размягченном состоянии.

    Грунтовые и покровные эмали по составу являются многокомпонентными, в них входят различные окислы (SiO2, B2O3, Na2O, K2O, PbO, ZnO, Al2O3 и другие), бура, фториды, каолин, шпаты и т. д.

    В зависимости от содержания в эмалях компонентов их используют для нанесения грунта и покровного слоя на изделия из стали, чугуна, цветных и благородных металлов.

    Технологический процесс изготовления эмали состоит из следующих основных операций: навеска и измельчение сырья (составляющих эмали), перемешивание составляющих, плавление в печах при температуре 1000—1500° С и выше, гранулирование эмали переливанием расплавленной эмали в бак с водой, размол эмали в порошок в шаровых мельницах. Эмалирование изделий производится мокрым и сухим способами. При мокром способе из порошкообразной эмали, глины и воды получают шликер, представляющий собой суспензию определенной консистенции. Нанесение шликера на изделие производят погружением, обливом или распылением. После этого производят сушку и обжиг в муфельных или электрических печах.

    Сухим пудровым способом при помощи механических сит наносят эмали на нагретое изделие, имеющее грунтовое покрытие. После чего изделие повторно обжигают в печах.

    Покрытие кислотоупорными плитками и замазками применяют для футеровки аппаратуры, используемой в производстве минеральных кислот, синтетического каучука, анилиновых красителей и в других процессах, связанных с применением соляной кислоты. Футеровка защищает аппаратуру от агрессивного действия жидких и газообразных сред при высоких давлениях и температурах. Она состоит из кислотоупорных плиток сцементированных кислотоупорными вяжущими материалами. Для футеровки применяются метлахские, стеклянные, фарфоровые, керамиковые диабазовые и другие плитки квадратной или шестигранной формы или специального фасона различных размеров. В качестве вяжущего материала применяют замазки, изготовленные на основе силиката натрия, с введением инертного наполнителя, фтористых соединений или кислотоупорного цемента.

    Футеровку аппаратуры производят в основном следующим образом: на очищенную поверхность аппарата наносят слой замазки, на который выкладывают слой плиток. На выложенные плитки наносят второй слой замазки и второй слой плиток. После высыхания замазки швы между плитками обрабатывают 40%-ной серной кислотой.

    Гуммированием называется процесс покрытия металлических изделий мягкой резиной или эбонитом (твердой резиной). Резина стойка в кислотах (50%-ной серной, 75%-ной фосфорной, соляной, уксусной, лимонной и плавиковой кислотах любой концентрации), в едком натре и едком кали при температурах до 65° С. Ho она растворяется в бензине, толуоле, ксилоле и бензоле.

    Гуммирование изделий производят наклейкой резины, методом электрофореза, покрытием резиновым клеем.

    Гуммирование наклейкой резины состоит в нанесении на очищенную поверхность изделия резинового клея, сушки нанесенного клея, наклейки листовой резины, вулканизации в специальных котлах нагреванием до 140—170° С при давлении пара до 3 ат. Прочность сцепления резины с металлом зависит от состава резиновой смеси и подготовки поверхности металла. Например, латунированные поверхности металла обеспечивают прочность крепления резины от 40 до 70 к г/см2.

    Покрытие изделия резиной методом электрофореза состоит в том, что при пропускании постоянного тока через латекс, коллоидные частицы каучука, имеющие отрицательный заряд, направляются к аноду, покрывающему изделие, и разряжаясь, коагулируют, покрывая изделие плотным слоем резины.

    Этот метод покрытия применяют для покрытия изделий и аппаратов, имеющих отверстия малых размеров, а также для изделий сложной конфигурации.

    Покрытие металла резиновым клеем производят преимущественно для защиты изделий и аппаратов от действия окружающей среды. Для этой цели применяют термопрен, являющийся продуктом обработки каучука органическими сульфокислотами. Клей наносится обмазкой или обрызгиванием.

    Лакокрасочные покрытия (окраска) металла представляют собой процесс нанесения и закрепления на поверхности изделий сплошной пленки, состоящей из органического пленкообразующего вещества, смешанного с неорганическими или органическими красителями — пигментами.

    Окраска является самым распространенным и во многих случаях единственным методом защиты деталей и изделий от коррозии. Помимо защиты металла от коррозии лакокрасочные покрытия также применяются для внешней отделки деталей и изделий. На долю окраски падает — 65% всех видов защитных покрытий.

    Технологический процесс нанесения красочных покрытий состоит из следующих основных операций:

    1) подготовка изделий под окраску (очистка от ржавчины, жиров и загрязнений);

    2) грунтовка (нанесения непосредственно на поверхность изделия слоя краски, обеспечивающего антикоррозионные свойства всего покрытия);

    3) шпаклевка — нанесение лакокрасочного слоя на грунт, для выравнивания поверхности изделия (заполнение углублений, царапин, пор);

    4) окраска — для придания изделию требуемого цвета и внешнего вида, а также для защиты грунта от механических повреждений и разрушающего влияния внешней среды;

    5) покрытие лаком слоя краски для придания поверхности гладкого и блестящего вида.

    Специальные виды неметаллических покрытий применяются для изделий и аппаратуры, работающей в химически активной среде. Неметаллические защитные покрытия наносят на поверхность изделий или аппаратов в виде паст, обмазок или в виде листов и плит.

    В виде неметаллических покрытий в химическом машиностроении используются следующие материалы:

    а) асфальтобитумные композиции в виде мастик, каменноугольного пека, руберокса с добавкой наполнителей — асбестового волокна, кислотоупорного цемента и др. Мастика наносится на предварительно нагретую поверхность в расплавленном состоянии толщиной слоя 3—5 мм. Такие покрытия устойчивы в растворах солей (сульфидов и хлоридов), в минеральных кислотах слабой и средней концентрации, в едких щелочах 20%-ной концентрации и в воде;

    б) фенол-альдегидные композиции применяются в виде паст или листового материала. Они устойчивы в большинстве органических растворителей и минеральных кислот за исключением азотной, хромовой и серной кислоты высокой концентрации;

    в) виниловые смолы и фактис, представляющие собой продукт вулканизации растительных масел с хлористой серой, смешанной с наполнителями (окисью магния и бария).

    Заключение


    При воздействии очень высоких температур и весьма агрессивных сред большое значение имеет применение неметаллических покрытий. Наибольшие различия в защитных свойствах проявляют органические и неорганические покрытия.

    Органические покрытия создаются на основе пленкообразователей, искусственных смол, резины.

    Лакокрасочныепокрытия наиболее широко применяются для защиты изделий от коррозии в условиях влажной атмосферы, воздействия водопроводной, речной, морской воды.

    Лаки представляют коллоидные растворы высыхающих масел, смол, эфиров целлюлозы в летучих органических растворителях: ацетоне, скипидаре, этилацетате, бензоле, бензине.

    Краски являются суспензией минеральных красителей типа оксидов свинца, цинка, железа, алюминия, сажи и др. в органических пленкообразователях таких, как олифа, масляносмоляные смеси. В окрасочную суспензию добавляют в качестве порошковых наполнителей слюду, тальк, графит, повышающих механическую прочность пленки, а также сиккативы для ускоренного затвердевания масляной пленки при ее окислении и высыхании на воздухе, к которым относятся органические соли свинца, кобальта, марганца.

    Нанесение лакокрасочных покрытий производится в несколько слоев с промежуточной сушкой каждого слоя. При этом покрытия наносят погружением изделий в окрасочную суспензию, а также кистью или напылением с помощью сжатого воздуха. Использование электростатического поля в процессе напыления обеспечивает притяжение отрицательно заряженных частиц краски к положительно заряженным изделиям. Благодаря этому значительно улучшаются плотность, прочность и защитные свойства покрытия, снижаются потери краски при напылении.

    Полимерные покрытия предусматривают использование полиэтилена, полистирола, фторопласта-3, полиамида, каучука, эбонита, а также различных смол типа асфальтобитумной, фенолоформальдегидной, эпоксидной, кремнийорганической и др. Изделия покрываются за счет погружения в жидкий полимер, а также методом газотермического или пневматического напыления либо путем футеровки металлической поверхности. Пневматическое напыление сухой порошковой полимерной краски производится в электростатическом поле с окончательным формированием покрытия на изделиях путем нагрева и оплавления полимерного слоя в печи. Футеровка поверхностей выполняется с применением листового либо плиточного полимерного материала типа текстолита, винипласта, эбонита, а также специальных видов замазки.

    Неорганические покрытия наносятся с применением цемента, бетона, эмалей и керамики.

    Цементные и бетонные покрытия используются для защиты трубопроводов и резервуаров от воздействия воды и слабых водносолевых растворов.

    Эмалевыепокрытия отличаются стеклообразным состоянием, что обеспечивает специальная смесь компонентов – фритта. В зависимости от своего состава и свойств эмали применяются для антикоррозионной защиты изделий при обычных температурах, а также при действии высоких температур.

    Антикоррозионные эмали содержат в качестве фритты порошковую смесь минеральных солей, куда входят бура Na2B4O7, полевой шпат, криолит Na3AlF6, боросиликатное стекло. Такие покрытия наносятся погружением, кистью, напылением с последующей холодной или горячей сушкой. Свойства покрытий обеспечивают защиту изделий от действия влажной атмосферы, солей, кислот, слабых растворов щелочей.

    Жаростойкие эмали в составе фритты имеют тугоплавкие оксиды Al2O3, Cr2O3, TiO2, SiO2, которые вместе с некоторыми добавками сплавляются, размалываются в порошок и наносятся на изделия методами погружения либо напыления. Затем производятся сушка и обжиг, что обусловливает спекание частиц покрытия с получением его высокой прочности и жаростойкости до температуры 15000С.

    Список используемых источников


    1. Беленький М.А. Электроосаждение металлических покрытий. М.: Металлургия, 1985г, 289с.

    2. Н. В. Катц, Е. В. Антошин, Д. Г. Вадивасов. Металлизация распылением. М.: Машиностроение, 1966, 200с.

    3. Палатник Л.С. и др. Механизм образования и субструктура конденсированных пленок. М.: Наука, 1972, с.20.

    4. Патент США N 3822146, кл. B 05 B 13/06, 1974.

    5. Патент РФ ИЗ № 2257423 от 27.07.2005 г. ООО «Обнинский центр порошкового напыления».

    6. Материалы 4-й всероссийской практической конференции "Технологии ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций", С-Пб, 16-18 апреля 2002, с.136-140.

    7. Мелащенко Н.Ф. Гальванические покрытия диэлектриков. Минск: Беларусь, 1987, 176с.

    8. Синдеев Ю.Г. Гальванические покрытия. М.: Феникс, 2000, 251с.

    9. Политов И. В., Кузнецов Н. А., Вибрационная обработка деталей машин и приборов, Л.: Машиностроение. 1965, 495с.

    10. Бабичев А.П., Вибрационная обработка деталей в абразивной среде. М.: Металлургия. 1968, 564 с.

    11. Грилихес С.Я. Обезжиривание, травление и полирование металлов. Л.: Машиностроение. 1983, 101с.

    12. Зюзькевич С.А. Очистка деталей от жировых загрязнений перед нанесением гальванических покрытий // Мир гальваники. №1, 2007, с. 34.

    13. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Ч 1. М.: Химия, 1990, 713 с.

    14. ЦОТАВИА, ЗАО. Межотраслевые правила по охране труда при нанесении металлопокрытий ПОТ РМ-018-2001. М.: Деан, 2002, 95 с.

    15. Воюцкий С. С, Курс коллоидной химии, 2 изд., М.: Наука, 1975, 451с.

    16. Вансовская К.М. Металлические покрытия, нанесенные химическим способом. Л.: Машиностроение, 1985, 103с.

    17. В.В. Скорчеллетти. Теоретические основы коррозии металлов. Л.: Химия, 1973, 264 с.

    18. А.М. Левинзон. Электролитическое осаждение металлов подгруппы железа. Л.: Машиностроение. 1983, 96 с.

    19. В.С. Багоцкий. Основы электрохимии. М.: Химия, 1988, 400 с.

    20. Прикладная электрохимия. Изд. 2-е, пер. и доп. под редакцией. Н. Т. Кудрявцева. М.: Химия, 1975, 552 с.

    21. Л.И. Никандрова. Химические способы получения металлических покрытий. Л.: Машиностроение. 1971, 104 с.

    22. А.А. Герасименко, В.И. Микитюк. Определение параметров электрохимических процессов осаждения покрытий. 1980, 111 с.

    написать администратору сайта