ИНФОРМАЦИЯ

ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Сварные соединения

Влияние внутренних и внешних факторов на скорость коррозии

Нержавеющие поручни

Средства индивидуальной защиты органов зрения, головы и лица сварщика

Сварка тонколистовой стали

Меры по уменьшению пористости сварных швов

Класификация и виды коррозионных процессов

Цвета ral

Эскизы ворот и калиток

Дефекты сварки - как их предотвратить!

Электродуговая сварка

Сварка вертикальных, горизонтальных и потолочных швов

Классификация дефектов сварных швов

Строение сварного шва

Топ-10 сварочных ошибок

Сварочный стол какой он?

Сварка чугуна - Почему это так сложно?

Системы вентиляции при сварке

Изолирующие защитные маски сварщика

Электродные покрытия

П’ять еффективных совета по эксплуотации сварки

Алюминий и его сплавы

4 наиболее распространенные сварочных процессов на сегодняшний день.

Полезная информация об услуге, выноса балконов

Сварка полипропиленовых труб для дома и дачи в Киеве и Киевской области

Термитная сварка

Перила из нержавеющей стали, для Вашего дома

 

Различия между сваркой МИГ и ТИГ

 

Сварка стыковых швов

 

Конструкционные материалы на основе графита

 

Покрытия силикатными эмалями

 

Металлические покрытия и методы их нанесения

 

Лестничные ограждения

 

Что следует учитывать при покупке сварочного инструмента для малого бизнеса

 

Сварка многослойных швов

 

Что такое высоко частотная Сварка?

 

Трещины в сварных швах

 

Химико-термическая обработка стали

 

Как сварить из нержавеющей стали

 

Вентиляционные агрегаты в сварочных цехах

 

Электрическая сварочная дуга

 

Современные представления о природе образования дефектов

 

Сварка нержавеющей стали

 

Как построить деревянный забор самостоятельно

 

Электроды для дуговой сварки

 

Коррозионная стойкость цветных металлов

 

Основные сведения о сплавах

 

Металлическая наружная лестница

 

5 отличительных характеристик нержавеющей стали

 

Сварка алюминия

 

Влияние на сталь углерода, постоянных примесей и легирующих элементов

 

Термическая обработка стали

 

Атмосферная коррозия

 

Строение металлов

 

Покрытия смазками и пастами

 

Опасные и вредные производственные факторы при сварке

 

Сварка угловых швов

 

Влияние дефектов на работоспособность сварных соединений и конструкций

 

Медь и ее сплавы

 

Сварочные горелки со встроенным отсосом

 

Разрушение металла и факторы, влияющие на этот процесс

 

Пластические массы

 

Безопасность при сварке

 

Инструментальные стали

 

Гуммирование

 

Сварочные методы для изготовления

 

Чугуны

 

Химически стойкие лакокрасочные покрытия

 

Кристаллизация металлов

 

Коррозионно-стойкие сплавы на железоуглеродистой основе

 

Различные виды сварки

 

Историческое развитие сварки

 

Выбор сварочного тока при сваривании

 

Металловедение

 

Основы сварки в двух словах

 

Пути снижения вредного влияния неметаллических включений в сварных швах

 

Сварка пластика - Узнайте Советы и хитрости

 

Покрытия полимерами

 

Делая сварочные работы за рубежом - Является ли это быстрый способ разбогатеть?

 

Лакокрасочные покрытия

 

Способы нанесения покрытий на электроды

 

Титан и его сплавы

 

Основные понятия о сварке металлов

 

Сварка и изготовление

 

Термостойкие и электроизоляционные покрытия

 

Поры в сварных швах

 

Общие сведения о типовом оборудовании для ручной дуговой сварки и его обслуживание

 

Свойства металлов

 

Методы по устранению дефектов формы шва

 

История сварки и изготовления

 

Выбор cварочной маски

 

Каковы принципы для сварки чугуна?

 

Сварщики и подводная сварка

 

Сварочный процесс и образование дефектов

 

Конструкционные стали

 

Специальная одежда, обувь и другие средства защиты сварщика

 

Наплавка валика

 

Магний и его сплавы

 

История Сварка - Вниз и Грязный

 

Коррозия металлов в почве

 

Угольные и графитированные электроды

 

Сколько зарабатывают сварщики

 

Пути уменьшения вероятности образования трещин в сварных швах

 

Силикатные материалы

 

Средства индивидуальной защиты органов дыхания сварщиков

 

Полезная графическая информация, бесплатно

 

Микро Сварщик сверхточной сварки

Металлические покрытия и методы их нанесения

Защитные покрытия делятся на металлические и не-металлические и покрытия, получаемые химической и электрохимической обработкой поверхности металла. Особое место в технике занимает гуммирование и покрытие полимерными материалами.

 

Металлические покрытия на изделия, изготовленные из металлических или неметаллических (стекло, керамика, пластмассы и др.) материалов, наносят для защиты от коррозии, повышения твердости, электропроводности и придания им красивого внешнего вида. Покрытия наносят электрохимическим осаждением (гальванический метод), термомеханическим (плакированием) и диффузионным методами, распылением (металлизация) и погружением в расплавленный металл (горячий метод).


По характеру защитного действия против коррозии металлические покрытия подразделяются на катодные и анодные. К катодным покрытиям относятся такие покрытия, при которых покрывающий металл имеет более положительный электродный потенциал, чем металл защищаемого изделия, например сталь, покрытая оловом или медью. При нарушении целостности катодного покрытия оно перестает защищать изделие от коррозии, более того, присутствие такого металла на поверхности изделия усиливает его коррозию. Анодными покрытиями являются такие покрытия, при которых покрывающий металл имеет в данной среде более отрицательный электродный потенциал, чем защищенный, например, при покрытии стали цинком.


Анодное покрытие будет защищать основной металл при нарушении его целостности, лишь само подвергаясь разрушению. Следовательно, требования герметичности при нанесении анодного покрытия не очень существенно, тогда как катодное покрытие должно быть сплошным и непроницаемым для агрессивной среды.


1. Гальванический метод. Гальванические покрытия широко применяют в машиностроении, так как нанесение их на изделия обеспечивает получение прочных покрытий при небольших расходах и потерях металла. Процесс получения гальванического покрытия состоит в выделении и осаждении металла или сплава из водных растворов их солей пропусканием постоянного электрического тока через электролит. Покрываемое изделие в электролизере служит катодом, а анодами—пластины осаждаемого металла (растворимые аноды), графита или металла нерастворимого в электролите (нерастворимые аноды).

 

В качестве электролита применяются соли тех металлов, металл которых наносится на поверхность защищаемого изделия. Проводя электролиз в ваннах с растворимыми анодами, металл анода растворяется, а из раствора на катоде выделяется такое же количество металла, поэтому концентрация раствора соли в электролите практически не изменяется в процессе электролиза. При использовании не-растворимых анодов постоянство концентрации электролита поддерживается периодическим введением требуемого количества соответствующей соли.


Рассмотрим процесс нанесения покрытий никелем при использовании растворимых анодов. Применяя растворимые аподы (никель) и электролит (соль №504 и НгО), на катоде, и аноде происходят процессы:


№2* _|-2е'-->-№ (па катоде) КЧ —2е--»№2+ (на аноде)


Выделяющийся металл N1 покрывает поверхность изделия, образуя металлический осадок различного строения, начиная от гладкого мелкокристаллического до крупнокристаллического.


Масса металла, выделившегося при электролизе, зависит от количества прошедшего электричества и строго подчиняется первому закону Фарадея, т. е. количество вещества, выделяющегося на электроде, прямо пропорционально количеству электричества, проходящего через электролит. Для выделения 1 г-экв (отношение атомной массы металла к его валентности) любого металла затрачивается 26,8 А-ч. Количество металла, выделяемое на катоде при прохождении постоянного тока силой в один ампер в течение часа, называется электрохимическим эквивалентом, который различен для металлов, например* электрохимический эквивалент для серебра равен 4,025 г/А-ч (107,88/26,8), золота —7,357 г/А • ч, цинка — 1,210 г/А • ч и т. д.


Толщину слоя металла на изделии определяют по следующей формуле:
= С%г11к а ~ где а — толщина покрытия, см; С — электрохимический эквивалент, г/А-ч; т — продолжительность электролиза, мин; г] — выход металла по току (отношение практически выделившегося металла к количеству металла, которое должно было выделиться теоретически), %; /к — катодная плотность тока, А/см2; й—-плотность металла, г/см3.

Гальванические покрытия можно наносить на изделие толщиной от микрон до нескольких миллиметров. Покрытия обладают высокой чистотой и равномерно распределены по всей защищаемой поверхности. Гальванический способ нанесения покрытий имеет ряд преимуществ перед другими способами и, в частности, отличается легкостью регулирования толщины покрытия, малым расходом металла, не требует нагрева электролита, обеспечивает нанесение и металлов, и сплавов, но получаемое покрытие по этому способу пористо.


Наибольшее применение в настоящее время находят сернокислотные и цианистые электролиты. Сернокислотные электролиты образуют осадки на металле, которые имеют крупнокристаллическое строение.

 

Цианистые 6—3504 электролиты токсичны, так как при электролизе выделяются парообразные и газообразные цианистые соединения.


В настоящее время разработаны и находят применение электролиты, позволяющие повысить скорость осаждения металла по сравнению с сернокислотными и улучшить качество покрытия. К таким электролитам относятся фторборатные, пирофосфатные, этилендиаминовые, аммиакатные, сульфоаминовые и др.

Кроме указанных составов электролитов разработаны неводные электролиты, состоящие из соответствующих солей наносимого металла и органических веществ (например, А1С13, этиловый эфир, бутиламин). Такие электролиты могут использоваться при нанесении на изделие пленок алюминия, бериллия, циркония.


Цинкование изделий из чугуна и стали широко используется в практике. Объясняется это тем, что цинк по отношению к стали в водных растворах служит анодом (анодное покрытие), поэтому при электрохимической коррозии он растворяется и предохраняет изделие от разрушения. Цинк устойчив и к атмосферной коррозии. Наносят цинк на деталь из сернокислотных, цианистых, щелочных, пирофосфатных, аммиакатных электролитов. Цинком покрывают резьбовые крепежные детали, тонкие пружины, различные фасонные изделия, арматуру, трубы, резервуары для защиты от воздействия воды, продуктов переработки нефти и т. д. Толщина покрытий различна и составляет от 3 до 50 мкм.


Кадмий наносят практически только гальваническим способом. Применяют его для защиты деталей, аппаратуры из стали от коррозии в морской воде, во влажном воздухе, в растворах некоторых солей и щелочах. Кадмирование осуществляют с использованием сернокислотных, цианистых борфтористоводородных и аммиакатных электролитов. Толщина кадмиевого покрытия зависит от условий эксплуатации и составляет 9—15 мкм для обычных условий и до 45 мкм для деталей, подвергающихся воздействию морской и горячей воды.


Олово устойчиво к влажному воздуху и слабым органическим кислотам. По отношению к железу олово является катодным покрытием, поэтому стальные изделия оно защищает от коррозии механически при отсутствии пор. Оловом покрывают жесть, аппараты для хранения и приготовления пищевых продуктов, детали радиоаппаратуры, подвергающиеся пайке, кабель, находящийся в слое резины, для защиты от воздействия серы, при местной защите изделий от азотирования. Лужение осуществляют из сернокислотных и щелочных электролитов. Толщина покрытий колеблется от 1,5 до 20 мкм.


Свинец относится к химически стойким элементам. Он устойчив к серной кислоте (до 75%), растворам ее солей, серусодержащим газам, слабой соляной кислоте и т. д. Свинцом покрывают автоклавы, кристаллизаторы, трубы, вакуум-аппараты и другую аппаратуру, соприкасающуюся с агрессивными средами. Он также используется для защиты от воздействия рентгеновских лучей. Наносят свинец на изделия из стали но подслою предварительно нанесенной меди из борфтористоводородных и кремнефтористоводородных электролитов. Толщина покрытия составляет от 30 до 200 мкм.


Медь неустойчива к атмосферной коррозии, так как она легко реагирует с парами воды, с оксидом углерода (IV) воздуха, с серусодержащими газами и другими средами. Поэтому она для защиты стали от коррозии не используется, но широко применяется для получения многослойных защитно-декоративных покрытий в качестве промежуточной прослойки, например медь — никель — хром. Кроме того, медь применяют для улучшения пайки, увеличения электропроводности изделий, защиты сталей от науглероживания в процессе цементации, уменьшения шума при трении. Для меднения используют сернокислотные, цианистые, пирофосфатные, борфториетово- • дородные электролиты. Толщина медных покрытий равна 5—30 мкм и более.

Никель главным образом применяется в качестве защитно-декоративного покрытия, но он способен защищать стальные изделия от коррозии при условии беспористости образующихся пленок. Беспористые никелевые покрытия получают попеременным осаждением нескольких слоев металлов, например меди и никеля. Никелевые покрытия обладают высокой твердостью и износостойкостью. Они устойчивы против воздействия растворов щелочей, органических кислот, но разрушаются" минеральными кислотами и растворами, содержащими аммиак. Никелированию подвергают детали из углеродистых и нержавеющих сталей, аммония и его сплавов. Для никелирования используют сернокислотные, фтор-боратные, сульфаминные (составленные на основе сульфаминной кислоты 5030Н1ЧН2), кремнефтористые электролиты. Толщина покрытий колеблется от 3 до 40 мкм. Никелем покрывают медицинский и слесарно-монтажный инструмент, детали и узлы, соприкасающиеся со щелочными металлами, детали "часовых и крепежных изделий, мембраны, пружины, поручни автомобилей, вагонов.


Хромированные изделия обладают высокой поверхностной твердостью, износостойкостью, термостойкостью и химической устойчивостью. Они устойчивы в концентрированной азотной кислоте, растворах щелочей, органических кислотах, сероводороде, растворах многих солей. Они плохо смачиваются расплавленными металлами. Хромистые покрытия применяются для защнтнодекора-тивных целен (детали автомобилей, велосипедов, приборов ит. п.), в производстве зеркал, отражателей, прожекторов, для увеличения износостойкости изделий (мерительные инструменты, фильеры для волочения металлов, штампы и матрицы, трущиеся- поверхности, например, хромирование стенок цилиндров и поршневых колец двигателей внутреннего сгорания и т. д.), восстановления у деталей размеров. Хромирование проводят в электролитах, состоящих из хромистых кислот (Н2Сг04 и Н2Сг207), серной кислоты, сульфата циркония, кремне-фторида калия, едкого натра при 18—70°С и плотности тока от 15 до 100 А/дм2. Толщина покрытий в зависимости от назначения равна 3—250 мкм и более.

Серебрение в основном используется для придания деталям высокой электропроводности, для покрытия'изделий, применяемых в пищевой и художественной промышленности и во многих отраслях машиностроения. Серебро наносят на сталь, медь, латунь и другие материалы.


Золото используется для защиты ценной аппаратуры и приборов от атмосферной коррозии, в ювелирном и часовом производствах. Наносят его на медь и ее сплавы, на никель, на сталь — после меднения — и другие металлы. Гальваническим способом покрывают изделия платиной, индием, германием, галием и другими металлами.


Для расширения использования электрохимических покрытий в настоящее время широко применяются сплавы из двух и более компонентов, обладающие высокой электропроводностью, особыми магнитными свойствами.


Высокими антифрикционными и коррозионными свойствами, твердостью и износоустойчивостью, каталитической активностью и т. д. Предложено более 200 сплавов для нанесения покрытий и, в частности, такие сплавы, металлы которых не удавалось путем электролиза водных растворов выделить в чистом виде, например, вольфрам, молибден, ванадий.


Сплавы Сг—Мо, Сг—Ш, №—Со и другие используются для получения износостойких покрытий. Покрытия сплавом Ш—Со обладают высокой твердостью, химической стойкостью. Такое покрытие растворяется в серной кислоте в 3,6 раза медленнее, чем никель, и в 32 раза, чем кобальт. Сплавы Со—N1" (15—35% №) обладают особыми магнитными свойствами, высокой механической прочностью, износостойкостью, поэтому их применяют в радиотехнике, счетно-вычислительных и звукозаписывающих устройствах. Сплавы РЬ—Бп, РЬ—Бп—Си, РЬ—Бп—БЬ могут использоваться для получения анти-фрикционных покрытий. Покрытия из сплавов Сс1—N1 (9—23% .N1) обладают высокой стойкостью и механическими свойствами. Их применяют для защиты от коррозии аппаратов, работающих при высокой температуре в атмосфере с повышенной влажностью и продуктов сгорания органических веществ. Сплавы —Сс1 обладают высокой твердостью, износостойкостью, которая при истирании в 6—8 раз больше износостойкости чистого серебра, высоким электросопротивлением (в 4—5 раз больше, чем у серебра).


2. Горячий метод. Свойство металлов обладать в расплавленном состоянии высокой химической активностью легло в основу технологии нанесения на изделие металлического осадка. Высокая реакционная способность расплавленного металла в большинстве случаев приводит к образованию сплава с металлом изделия, который является хорошей основой сцепления для покрываемого металла.- Некоторые металлы, например цинк и алюминий, с железом образуют твердые и хрупкие сплавы ■ А1Ре, А12Ре, А13Ре). При таком подслое покрытие при механической обработке легко отделяется от основного металла. Для устранения образования таких нежелательных слоев к металлу покрытия вводят другой металл, например, при покрытии стальных изделий цинком в расплав вводят алюминий или олово.


Для нанесения металлического покрытия горячим методом заготовку погружают на несколько секунд в ванну с расплавленным металлом, который смачивает их •поверхность. Для горячего способа нанесения покрытий применяют металл с более низкой температурой плавления, чем покрываемый металл. К таким металлам относятся цинк, свинец, олово, алюминий. Расплав металла защищают при помощи флюса, например, состоящего из 55,4% ЫН4С1, 6% глицерина, 38,4% гпС12. Такой флюс кроме защиты расплава от окисления растворяет оксидные и другие пленки, находящиеся на поверхности покрываемого металла. Удаление пленок с изделия улучшает адгезию металла с металлом покрытия. Толщина наносимого слоя покрытия зависит от природы используемого металла, температуры и времени выдержки изделия в расплавленном металле и колеблется от нескольких микрон до миллиметра. Горячий способ нанесения покрытий используют для защиты от коррозии полуфабрикатов, фасонных изделий из стали и чугуна.


Свинцом покрывают детали из черных металлов, которые затем широко используют в химической промышленности (мешалки, краны, арматуру и т. п.). Свинцовое покрытие беспористо, устойчиво ко многим электролитам и, что важно, к воздействию разбавленных растворов серной кислоты и ее солей, сернистых газов. Так как расплавленный свинец не сплавляется с железом и не смачивает его поверхность, то его наносят по подслою из олова, сурьмы или в расплав вводят металлы, способные растворяться как в железе, так и в свинце. Аппаратура, работающая под вакуумом или обогреваемая через стенку, покрывается свинцом толщиной 2 мм и более.


Цинк применяют для защиты изделий, изготовленных из стали и чугуна, против атмосферной коррозии, воды и ряда нейтральных растворов солей. Свыше 80%) цинка, используемого на покрытия, расходуется на горячее цинкование. Наносят цинк на детали, погружая их на 6— 20 с в расплавленный цинк или цинк с добавкой алюминия (до 0,2%) или олова (1—3%) при 440—460°С. Цинком покрывают листы, проволоку, банки, ведра, трубы и т. д.


Олово применяют для защиты медных проводов от воздействия серы, получения белой жести и при местной защите поверхности металла при азотировании. Из белой жести готовят молочную посуду, котлы для варки пищи, тару для хранения и транспортирования пищевых продуктов. Процесс лужения аналогичен с горячим цинкованием.


Алюминий наносят на изделия из железа, стали и чугуна с целью повышения устойчивости к атмосферной и газовой коррозии. Процесс нанесения покрытия осуществляют погружением деталей вначале в ванну с флюсом, а затем в расплавленный (перегретый до 800° С) алюминий. Высокие защитные свойства алюминиевого покрытия связаны с наличием на поверхности равномерной плотной пленки оксида алюминия, образующейся в результате окисления алюминия под действием кислорода воздуха. Алюминий наносят на выпускные и впускные клапаны автомобильных двигателей и другие изделия.


Применяя горячий метод нанесения покрытий, не удается получать равномерные по толщине осадки, предвхранять от коррозии изделия с узкими отверстиями и резьбой. Расход цветных металлов при испольвояании горячего способа велик, так как получаемые осадки имеют большую толщину. Кроме того, этет метод позволяет наносить только металлические осадки на изделия, имеющие небольшие размеры.


3. Плакирование. Это — процесс защиты от коррозии основного металла или сплава другим металлом (сплавом), устойчивым к агрессивной среде. Соединить два металла между собой можно литьевым, прокатным и не-деформированным плакированием. Наибольшее применение находит способ совместной прокатки двух металлов, из которых один (химически стойкий) является защитным. Для плакирования применяются металлы или сплавы, обладающие хорошей свариваемостью. К ним относятся углеродистые, кислотоупорные стали, дуралюминий, сплавы меди. В качестве плакирующего материала используются нержавеющие стали, алюминий, никель, титан, тантал и др. Толщина плакирующего слоя составляет от 3 до 60% толщины основного металла. Получаемые двухслойные материалы подвержены всем видам обработки. Плакируют фасонные изделия, листы, автоклавы, проволоку, различного вида сосуды и т. д. Наибольшее применение находит плакирование дуралюминия алюминием, углеродистых сталей нержавеющей сталью. Плакированные изделия широко используются в химическом машиностроении, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях народного хозяйства.


Метод плакирования металлов лежит в основе получения материала, получившего название металлопласт. Получают его прокаткой или склеиванием металлического листа и одним или двумя листами полимера. Металлопласт готовят из стали, алюминиевых и магниевых сплавов, а в качестве защитного слоя от коррозии используют термопластичные полимеры: полихлорвинил, полиизобутилен, полиэтилен, полипропилен и др. По стоимости металлопласты намного дешевле и долговечнее нержавеющей стали, а по химической стойкости к агрессивным средам превосходят ее. Как конструкционный материал металлопласт используют для изготовления различных деталей, применяемых в химической промышленности, судо-, автомобиле-, аппарато и приборостроении.