Пособие по Коррозии. Учебное пособие _Коррозия и защита оборудования от коррозии _. Учебное пособие Коррозия и защита оборудования от коррозии 2013 г. Закирова Е. В. Преподаватель спецдисциплин
 Скачать 0.59 Mb.
|
|
8 МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ Защитными металлическими покрытиями называют искусственно созданные на поверхности защищаемого изделия слои металла с целью защиты от коррозии. Если наряду с защитой от коррозии покрытие служит также для декоративных целей, его называют защитно-декоративным. Роль покрытия, как средства защиты от коррозии, сводится, в основном, к изоляции металла от внешней среды, к прекращению работы гальваноэлементов на поверхности металла и повышению термодинамической устойчивости металла. Классификация металлических покрытий Металлические покрытия различаются по назначению, условиям эксплуатации, методам нанесения, механизму защиты. По назначению металлические покрытия подразделяются на: - защитные, применяемые для предохранения основного металла от коррозии; - защитно-декоративные, применяемые для деталей, требующих, наряду с защитой от коррозии, также и декоративной отделки; - покрытия, применяемые для специальных целей, например, для повышения твердости, износостойкости, антифрикционных свойств деталей и др. По условиям эксплуатации покрытия подразделяются на эксплуатируемые в агрессивной среде, в атмосферных условиях, при высоких температурах. По методам нанесения металлические покрытия подразделяются на гальванические, горячие, термодиффузионные, металлизационные, плакировочные. К гальваническим относятся покрытия, которые получаются путем осаждения слоя металла из электролита, содержащего ионы этого металла, од действием постоянного тока. Горячие покрытия получаются при погружении защищаемого изделия в ванну с расплавленным металлом (например покрытие листового железа, проволоки, морозильных агрегатов некоторых типов холодильников расплавленным цинком, оловом или свинцом). Термодиффузионные покрытия образуются в результате насыщения поверхностных слоев защищаемого металла атомами защищающего металла при высоких температурах. Металлизация – способ нанесения металлических защитных покрытий путем распыления расплавленного металла струей сжатого воздуха или инертного газа. Плакировочное покрытие получается путем нанесения на обе стороны защищаемого металла слоя коррозионно-стойкого металла. Прочное соеди- нение получается в результате взаимной диффузии на границе двух металлов в процессе горячей прокатки. Независимо от способа нанесения, все металлические покрытия должны удовлетворять следующим основным требованиям: - быть прочносцепленными с основой и не отслаиваться при любых условиях эксплуатации; - быть плотными, мелкокристаллическими, обеспечивающими коррозионную стойкость изделия; - иметь минимальную пористость; - удовлетворять специальным требованиям к покрытию: твердости, износостойкости, удельному электросопротивлению, оптическим свойствам, антифрикционным свойствам и др. По механизму защиты металлические покрытия подразделяются на анодные и катодные. К катодным покрытиям относятся покрытия, по- тенциалы которых в данной среде имеют более положительное значение, чем потенциал основного металла. По отношению к стали катодными покрытиями являются медные, никелевые, золотые, серебряные, палладиевые и др. Катодные покрытия могут служить надежной защитой от коррозии только при отсутствии в них пор, трещин и других дефектов, т.е. при условии их сплошности. При повреждении покрытия или наличии пор возникает коррозионный элемент, в котором основной металл служит анодом и растворяется, а материал покрытия – катодом, на котором идет процесс или восстановления водорода, или ионизации кислорода . Анодные покрытия имеют более отрицательный потенциал, чем потенциал основного металла. По отношению к стали анодными покрытиями являются цинковое, кадмиевое, марганцевое и др. В случаях применения анодных покрытий условие сплошности необязательно. При наличии дефектов в покрытии при действии агрессивных растворов возникает коррозионный гальванический элемент, в котором основной металл будет катодом, а металл покрытия – анодом, поэтому защищаемое изделие не будет корродировать. Защитные свойства и продолжительность срока службы анодных покрытий зависят от их толщины, а катодных покрытий - не только от толщины, но и от их сплошности. При выборе покрытия, наряду с конструктивными соображениями, необходимо учитывать условия эксплуатации детали, коррозионную стойкость металлов, допустимость гальванических пар, возникающих при сопряжении деталей в узлы, и характеристику защитных свойств покрытия. Вид покрытия выбирается с учетом электрохимических свойств металлов основы и покрытия. Величиной, определяющей электрохимические свойства металла, является электродный потенциал. При сопряжении деталей в узлы не допускается образования гальванических пар, вызывающих коррозию металла. В справочниках машиностроителя имеются специальные таблицы, где приведены допустимые и недопустимые гальванические пары, например, хром, олово, медь и ее сплавы, нержавеющая сталь образуют недопустимые гальванические пары с цинком и его сплавами. Гальванические покрытия Гальванические покрытия, как защитные покрытия от коррозии, нашли широкое применение во многих отраслях промышленности благодаря надежной защите от коррозии, высокой экономичности процессов и легкой управляемости. На структуру и свойства гальванических покрытий влияют многие факторы. Структура металлических покрытий во многом определяет химические, физические и механические свойства гальванических осадков. Согласно современным представлениям, электрокристаллизация вначале происходит не на всей поверхности электрода, а лишь на его активных участках. Остальная часть поверхности грани кристалла при этом остается пассивной. К активным местам относятся вершины углов и ребер кристаллов, искажения кристаллической решетки и другие дефекты поверхности катода. На них и возникают первые зародыши, которые растут и образуют новый слой за счет присоединения к грани структурных элементов – ад-атомов. Структура гальванического осадка определяется соотношением скоростей образования кристаллических зародышей и их роста. Чем выше относительная скорость образования зародышей, тем более мелкозерниста структура покрытия. Образование кристаллических зародышей, особенно на чужеродной поверхности катода, сопряжено с большей затратой энергии по сравнению с их ростом. К факторам, влияющим на структуру осадка, относятся, главным образом, состояние поверхности катода, природа и концентрация разряжающихся ионов, плотность тока, температура, специальные добавки к электролиту органических и неорганических веществ. Для электроосаждения большинства металлов применяют комплексные электролиты. Применение комплексных солей вместо простых приводит к повышению поляризации выделения металлов и, как следствие, к получению мелкокристаллических полублестящих и блестящих покрытий. Большое влияние на структуру электролитических осадков оказывают поверхностно-активные вещества. В зависимости от природы и концентрации этих веществ в электролите осадки на катоде получаются мелкозернистыми, полублестящими или блестящими. Изменение структуры осадков в присутствии ПАВ происходит из-за повышения катодной поляризации, т. е. затруднения процесса электроосаждения металла. Действие ПАВ связано с адсорбцией их на границе раздела металл–раствор. Поверхностно-активные вещества полностью или частично закрывают поверхность катода, вследствие чего выделение металла тормозится. При этом структура и свойства осадков будут зависеть от относительных скоростей процессов адсорбции ПАВ и осаждения металла. Если скорость адсорбции ПАВ мала по сравнению со скоростью осаждения металла и пассивируются лишь отдельные активные участки поверхности катода, то возможно периодическое чередование процессов адсорбции и десорбции пассиватора (ПАВ), приводящее к затуханию роста одних микроучастков катода и образованию новых кристаллов на других. Происходит как бы равномерное перераспределение тока на поверхности катода. Благодаря этому осадок металла становится более однородным по структуре, ровным и блестящим. Если скорость адсорбции велика, катод покрывается сплошным слоем ПАВ. Выделение металла происходит в результате разряда ионов, равномерно проникающих к поверхности электрода через адсорбционную пленку. Для проникновения ионов через плотный слой адсорбированного вещества необходима повышенная энергия активации, поэтому процесс осаждения металла протекает при значительной поляризации катода. При этом поверхность катода становится энергетически однородной, и ионы металла разряжаются с одинаковой скоростью на всех участках катода, благодаря чему образуется мелкозернистый и равномерный электролитический осадок. Поверхностно-активные вещества применяют также в качестве блескообразующих и выравнивающих добавок, обеспечивающих получение блестящих покрытий непосредственно в процессе электролиза. Повышение плотности тока приводит к увеличению числа одновременно растущих активных мест поверхности катода. Это способствует образованию на катоде мелкокристаллического осадка. Однако при очень высоких плотностях тока (вблизи предельного тока) образуются рыхлые дендритообразные осадки. Образование дендритов объясняется преимущественным ростом кристаллов на отдельных участках катода, на которых, вследствие неравномерного распределения тока, устанавливается плотность тока, превышающая допустимую для данного электролита. Поэтому катодная плотность тока должна выбираться в зависимости от состава электролита, концентрации соли выделяемого металла, температуры и степени перемешивания раствора. Чем выше концентрация металла, температура электролита и интенсивность перемешивания, тем больше допустимая плотность тока. Повышение температуры электролита снижает катодную поляризацию, способствуя образованию крупнозернистых осадков. При этом может быть увеличена допустимая катодная плотность тока и, следовательно, скорость осаждения металла. Кроме того, при повышении температуры электролита возрастает выход по току, уменьшаются внутренние напряжения и хрупкость осадков. Качество и свойства гальванических покрытий определяются не только их структурой, но и равномерностью распределения металла по толщине на поверхности покрываемых деталей. При прохождении через электролит ток распределяется по поверхности электрода неравномерно, особенно при покрытии деталей сложной конфигурации. Вследствие неравномерного распределения тока фактическая толщина покрытия отличается от расчетной: на одних участках поверхности катода она больше, на других меньше. Это может отрицательно сказаться на защитных свойствах покрытий. Способность электролита давать более равномерные по толщине покрытия на рельефной поверхности детали по сравнению с первичным распределением тока называют рассеивающей способностью. Факторы, влияющие на рассеивающую способность электролита, подразделяются на электрохимические и геометрические. Электрохимические факторы – это изменение катодного потенциала в зависимости от плотности тока, электропроводность раствора и зависимость выхода металла по току от плотности тока. Геометрические факторы – это размеры и форма электродов, их расположение относительно друг друга. Равномерность толщины осаждаемого покрытия улучшается с увеличением электропроводности электролита, ростом поляризации, плотности тока, увеличением расстояния между катодом и анодом. Наибольшей рассеивающей способностью обладают комплексные электролиты. Подготовка поверхности металла перед нанесением покрытия Одним из основных условий получения прочносцепленного с основой металлического покрытия является тщательная очистка поверхности покрываемого изделия от жировых, окисных и других загрязнений. Межатомные силы, которые обусловливают сцепление между основой и гальваническим покрытием, заметно проявляются при расстоянии между атомами порядка 10–3 мкм. При увеличении этого расстояния прочность сцепления уменьшается приблизительно в геометрической прогрессии. Для подготовки поверхности изделий перед нанесением покрытия применяются механические, химические и электрохимические способы. Механическая подготовка поверхности может состоять из шлифования, полирования, крацевания и пескоструйной обработки. Шлифование – процесс удаления с поверхности металла грубых неровностей путем снятия тонкого слоя металла острыми гранями мелких зерен абразивных материалов с целью получения ровной и сравнительно гладкой поверхности. Шлифование осуществляют на специальных шлифовально-полировальных станках с помощью абразивных кругов. Применяются круги двух типов: твердые, состоящие из зерен абразивного материала на цементирующей связке, и эластичные, состоящие из эластичного материала (войлочные, бязевые, фетровые, кожаные, брезентовые и др.), на периферийную поверхность которых наклеиваются абразивные зерна клеем или жидким стеклом. Абразивным материалом являются мелкие зерна (200-75 мкм и менее) корунда, наждака, кварца и др. Шлифование в барабанах, а также вибрационная обработка производятся с применением указанных выше абразивов или обкатанного боя абразивных кругов. Полирование – процесс удаления с поверхности изделий малейших неровностей и сообщения ей блестящего, зеркального вида. Полирование осуществляют с помощью эластичных кругов, на рабочую поверхность которых наносится слой полировальной пасты. Для полирования кругами применяют абразивные материалы с более мелкими (50-5 мкм) зернами, чем при шлифовании (венская известь, оксид хрома, оксид алюминия, оксид железа и др.). Зерна этих абразивов связываются полутвердыми жирами (стеарин, воск, парафин и др.), образуя полировальные пасты, которые наносят на периферию круга во время его вращения. Линейная скорость вращения круга - от 20 до 35 м/с в зависимости от обрабатываемого материала. Для полирования углеродистых и нержавеющих сталей применяют хромовую пасту следующего состава (%): оксид хрома-80, стеарин-15, олеиновая кислота-5. Для полирования никеля, меди и ее сплавов используют пасту состава (%): оксид алюминия-65, техническое сало-8, стеарин-10, церезин-14, скипидар-3. Шлифование и полирование мелких деталей может производиться во вращающихся барабанах. Такая обработка называется галтовкой. Для полирования мелких деталей во вращающихся барабанах применяют стальные шарики диаметром 1-8 мм, обрезки кожи, фетра, войлока, древесные опилки и др. Крацевание – обработка поверхности изделий металлическими дисковыми щетками на станках с целью матирования, очистки от заусенцев, окислов травильного шлама, а также для уплотнения некоторых гальванических покрытий (оловянного, серебряного). Такая обработка производится стальными или латунными щетками с применением жидкости (воды, раствора мыла, поташа и др.) или без нее. Пескоструйная обработка заключается в том, что поверхность изделий подвергается действию сильной струи сухого песка под давлением сжатого воздуха. В последнее время применяют так называемую гидроабразивную очистку: поверхность изделия обрабатывают струей воды, содержащей во взвешенном состоянии зерна абразивного материала. Поверхность металла, как правило, покрыта жировыми загрязнений и оксидной пленкой. Такая поверхность не смачивается электролитом и препятствует осаждению металла. Поэтому все изделия перед нанесением гальванического покрытия подвергаются обезжириванию и травлению с целью удаления с поверхности жировых загрязнений и оксидных пленок. Обезжиривание проводят в щелочных растворах или органических растворителях с целью удаления жиров животного и растительного происхождения (омыляемых жиров), а также минеральных масел. Под действием щелочи омыляемые жиры разлагаются, образуя растворимые в воде соли жирных кислот и глицерин. Минеральные масла химически не разлагаются щелочами, но под действием сил поверхностного натяжения пленка масла разрушается и собирается в капельки. Для полного освобождения поверхности металла от масла необходимо присутствие в растворе поверхностно-активных веществ, обладающих моющими и эмульгирующими свойствами, а также движение жидкости за счет нагревания или перемешивания раствора. Для обезжиривания деталей из стали, меди и ее сплавов применяют растворы следующих составов (г/л): - натрий едкий - 30-50, натрий углекислый - 20-30, тринатрийфосфат - 50-70, жидкое стекло - 10-15; температура - 60–80°С. - тринатрийфосфат - 25……………-35, натрий углекислый - 25-35, полиэтиленгликолевый эфир - 20…-30; температура раствора - 70-90°С. Обезжиривание в органических растворителях сводится к обычному процессу растворения жиров. Для этой цели применяют керосин, бензин, хлорированные углеводороды (трихлорэтилен, дихлорэтилен, дихлорэтан и др.). К недостаткам органических растворителей следует отнести то, что бен- зин и керосин легко воспламеняются, а хлорированные углеводороды токсичны. Электрохимическое обезжиривание проводится на катоде или аноде в щелочных растворах примерно того же состава, что и при химическом обезжиривании. Эффективность электрохимического обезжиривания выше химического. Механизм процесса электрохимического обезжиривания сводится к уменьшению смачиваемости маслом поляризованной поверхности. Кроме того, эмульгирование масел и жиров облегчается выделяющимися пузырьками газов водорода или кислорода. Обезжиривание проводят при температуре раствора 60-80°С и плотности тока 300-1000 А/м2. Недостатком катодного обезжиривания, особенно при обработке изделий из высокоуглеродистой стали, является снижение механической прочности металла, появление хрупкости за счет наводороживания. В таких случаях применяют комбинированную обработку (сначала на катоде, а затем на аноде) или анодную обработку. Травление производят с целью удаления окалины и толстых оксидных пленок. При химическом травлении черных металлов применяют, главным образом, серную и соляную кислоты. Травление проводят в растворах, содержащих 5-10% серной кислоты или 10-15% соляной при температуре 40-60°С в первом растворе и 20……-40°С – во втором. Для травления специальных сортов сталей, например нержавеющей, применяют растворы, содержащие серную, соляную и азотную кислоты. При травлении стальных изделий часто происходит перетравливание и наводороживание поверхности. Для предотвращения этих явлений в растворы добавляют ингибиторы травления, которые, практически не влияя на скорость растворения оксидов железа, замедляют или прекращают растворение металлического железа. В качестве ингибиторов применяют органические вещества: смолы, алифатические амины, белковые вещества, спирты и их производные и др. Наибольшее распространение получили ингибиторы ЧМ – хинолиновые основания, ПБ-5 – продукт конденсации анилина с уротропином, катапин, КПИ-1 и др. Содержание ингибиторов в травильном растворе составляет 0,1-2,0%. Травление меди и ее сплавов проводят обычно в концентрированных растворах смеси азотной, серной и соляной кислот. В частности, глянцевое травление меди и ее сплавов проводят в растворе, содержащем 1 л азотной кислоты (плотность 1,38 г/см3), 1 л серной кислоты (плотность 1,84 г/см3) и 5-10 г поваренной соли при комнатной температуре в течение 5-10 с. Электролитические покрытия металлами Для защиты от коррозии и в защитно-декоративных целях широко используются цинковое, никелевое, хромовое и другие гальванические покрытия. Электролитическое цинкование Цинк – серебристо-белый металл, на воздухе тускнеет, покрываясь пленкой оксида цинка или его углекислой солью. Электролитическое покрытие цинком применяют для защиты стали и чугуна от коррозии. Цинк обладает более отрицательным потенциалом, чем железо, поэтому в гальванической паре с железом он является анодом. Цинковое покрытие, разрушаясь в процессе эксплуатации, предохраняет от коррозии основной металл, и чем большую толщину имеет цинковое покрытие, тем дольше оно защищает. Цинковые покрытия широко применяются для покрытия деталей приборов, изделий, крепежных деталей, труб, резервуаров. Для повышения коррозионной устойчивости цинковых покрытий применяют их пассивирование. Непосредственно после электролитического нанесения и промывки цинковое покрытие подвергают химической обработке в течение 5-10 в пассивирующем растворе при комнатной температуре, который представляет собой раствор бихромата натрия 200 г/л и серной кислоты 7-10 мл/л. Цинковое покрытие при этом приобретает зеленовато-желтую окраску с радужными оттенками. Для покрытий, осажденных из кислых электролитов с целью получения блестящих покрытий, применяют пассивирующий раствор, содержащий 150 г/л хромового ангидрида, 20 мл/л серной кислоты и 20 мл/л азотной кислоты. Введение азотной кислоты в раствор позволяет совместить в одной операции пассивирование и осветление цинковых покрытий. Электролитическое кадмирование Кадмий – металл серебристо-белого цвета, мягкий, пластичный, ковкий, легко полируется. Электрохимический потенциал кадмия близок к потенциалу железа. В растворах, содержащих хлориды, потенциал кадмия более электроотрицателен, чем потенциал железа, поэтому кадмиевые покрытия рекомендуют для изделий, подвергающихся воздействию атмосферы или влажной среды, содержащей хлориды (морская, тропическая атмосфера). Поскольку кадмий значительно пластичнее цинка, резьбовые и другие свинчиваемые детали предпочитают кадмировать. Электролитическое никелирование Никель - твердый и ковкий металл, отличается высокой стойкостью против атмосферных воздействий. На воздухе никель покрывается прозрачной пассивной пленкой, вследствие чего долго сохраняет блеск. Никелевые покрытия широко применяются для защитно-декоративных целей. Широкому распространению никелевого покрытия способствовала его высокая антикоррозионная стойкость в атмосфере, в растворах щелочей и некоторых органических кислотах, что в значительной степени обусловлено сильно выраженной способностью никеля к пассивированию в этих средах. Так как никель является более благородным металлом, чем железо, то защита от коррозии никелевым покрытием возможна только при отсутствии в нем пор. Для повышения коррозионной стойкости стальные детали обычно покрывают сначала относительно толстым (25-35 мкм) слоем меди, а затем слоем никеля толщиной 10-15 мкм. Для никелирования применяют сернокислые, борфтористоводородные, сульфаминовые, хлористые и другие электролиты. В практике наибольшее распространение получили сернокислые электролиты. Для получения блестящих осадков никеля предложено большое количество добавок к сернокислому электролиту, относящихся к различным классам органических соединений: сульфосоединения ароматического ряда, ненасыщенные спирты и гликоли, кумарин и его производные, азотосодержащие соединения (хинолин, пиридин) и т. д. Электролитическое хромирование Хром – металл серебристо-стального цвета, твердый, хрупкий, имеет более отрицательный потенциал, чем железо, но не защищает его электрохимически на воздухе и в окислительной среде, так как вследствие сильно выраженной способности к пассивированию он приобретает свойства благородных металлов. Поэтому электролитические осадки хрома долго сохраняют на воздухе блеск. Кроме того, хром стоек в азотной кислоте, а органические кислоты и сероводород на него вообще не действуют, растворяется в соляной и горячей серной кислотах. Хромовые покрытия жароустойчивы и обладают большой твердостью и износостойкостью. По твердости они превосходят высокоуглеродистую и закаленную стали. Хромирование получило широкое применение в промышленности при изготовлении режущих инструментов, осей, цилиндров двигателей, лопастей водяных и паровых турбин, пресс-форм, штампов. Хромирование широко применяется и как защитно-декоративное покрытие. Электролитические осадки хрома, особенно блестящие, отличаются большой пористостью, склонностью к растрескиванию. В связи с этим хромовое покрытие, нанесенное непосредственно на поверхность стали, не обеспечивает надежной защиты ее от коррозии. Для повышения коррозионной стойкости изделие сначала покрывают слоем меди (15-20 мкм), затем слоем никеля (10-15 мкм) и тонким слоем хрома. Пористость хромовых покрытий в некоторых случаях используют для увеличения срока службы трущихся деталей, требующих постоянной смазки поверхности. Хромовое покрытие, пронизанное микротрещинами, впитывает смазочный материал, обеспечивая тем самым смазку без непрерывной подачи ее извне. Электролитические осадки хрома можно получать из растворов как трех-, так и шестивалентных соединений хрома. В промышленности применяют пока только шестивалентные соединения хрома – раствор хромовых кислот. Многослойные гальванические покрытия Однослойные гальванические покрытия, несмотря на широкое применение в промышленности, не могут удовлетворить всем требованиям, предъявляемым к изделиям по коррозионной стойкости, декоративному виду, износостойкости и др. В настоящее время широко применяют многослойные гальванические покрытия. Это позволяет подбирать покрытия в зависимости от условий эксплуатации изделий. В качестве защитно-декоративных покрытий для стали применяют многослойные покрытия: медь-никель, медь-никель-хром и др. Сталь первоначально покрывают толстым слоем меди (примерно 30 мкм), затем слоем никеля толщиной порядка 18 мкм и хромом толщиной 1 мкм. Толщины слоев устанавливают в зависимости от условий эксплуатации изделий. При таком сочетании медное покрытие является катодным по отношению к железу, никелевое покрытие является анодным по отношению к медному и хромовому покрытиям. В агрессивной среде при наличии пор в покрытиях коррозионный процесс начинает протекать в результате работы локального коррозионного элемента хром-никель. В данном гальваническом элементе хром, вследствие облагораживания (пассивации), приобретает более положительный электродный потенциал по сравнению с никелем и является катодом, а никелевое покрытие – анодом. В результате работы локального элемента никелевое покрытие разрушается, а на хромовом покрытии идет процесс ионизации кислорода. После местного разрушения никелевого подслоя коррозия достигает медного покрытия, возникает трехэлектродный коррозионный элемент хром- никель-медь. В трехэлектродном элементе хром является катодом, а медь – анодом. Никелевое покрытие играет роль промежуточного электрода: либо "слабый анод", либо "слабый катод" в зависимости от условий. После разрушения медного подслоя коррозия проникает к основному металлу, возникает четырехэлектродный коррозионный элемент. В этом случае анодом является сталь, а катодом – все остальные металлы. Таким образом, защитные свойства многослойного покрытия определяются толщиной каждого металлического слоя. Такой механизм коррозионного разрушения многослойных гальванических покрытий предполагает отсутствие сквозных пор до стали. При наличии сквозных пор механизм коррозионного разрушения меняется. В процессе эксплуатации в агрессивной среде в многослойных покрытиях появляются вздутия, последние возникают за счет пластической деформации многослойных покрытий, в которых затем происходит разрыв покрытия (рис. 8.1).  Рис. 8.1 Схема коррозионного разрушения основного металла в месте вздутия покрытия Через образовавшийся разрыв в объем вздутия из атмосферы проникают влага и кислород, что приводит к образованию коррозионного гальванического элемента, в результате работы которого сталь разрушается, заполняя объем вздутия продуктами коррозии – ржавчиной. Для уменьшения числа вздутий на поверхности многослойных покрытий применяют различные виды покрытий. Так, покрытие никель-медь- никель-хром дольше противостоит образованию вздутий, чем покрытие медь-никель-хром, в связи с тем, что кислород внутрь коррозионного разрушения проникает медленнее. Применение двухслойного никелирования с использованием разных по составу электролитов позволяет значительно повысить коррозионную стойкость многослойных гальванических покрытий. Электролитические покрытия сплавами Электроосаждение сплавов вместо чистых металлов позволяет значительно улучшить физико-механические и химические свойства покрытий. Электролитические сплавы обладают более высокой коррозионной стойкостью, жаростойкостью, износостойкостью, твердостью, декоративными свойствами и т. д. В настоящее время электролитические сплавы широко применяются в ряде отраслей промышленности. Состав, структура и физико-механические свойства сплавов определяются состоянием ионов в растворе, условиями соосаждения металлов и характером кристаллизации сплавов. Электролитические сплавы могут образовывать твердые растворы, химические соединения и механические смеси. В настоящее время разработано более 200 двойных и тройных сплавов, однако в промышленности нашло применение незначительное количество сплавов. Одной из причин ограниченного использования электролитического способа нанесения покрытий сплавами являются трудности контроля состава электролита и сплава. В промышленности нашли применение электролитические сплавы: медь-олово, свинец-олово, медь-цинк, олово-висмут, из благородных металлов: серебро-сурьма, золото-никель, палладий-никель и др. Сплав медь-цинк, или латунь, содержит от 10 до 90% меди. Покрытие сплавом, содержащим 60-65% меди (желтая латунь), применяется для защиты от коррозии и для декоративной отделки различных деталей, а также в качестве подслоя перед электролитическим никелированием или хромированием. Сплав с содержанием около 70% меди применяется для увеличения прочности сцепления между сталью и резиной при горячем прессовании их с последующей вулканизацией. Покрытия сплавом медь-олово, или бронзирование, применяются как для защиты от коррозии, так и для декоративной отделки поверхности изделий. В промышленности применяют малооловянистые бронзы (10……-20% олова) – желтая бронза и высокооловянистые бронзы (40-45% олова) – белая бронза. Покрытия сплавом свинец-олово с содержанием олова от 10 до 60% применяются в промышленности для защиты от коррозии, как антифрикционные покрытия, а также под пайку. |