Требования к покрытиям | Гальванические стоки - очистка

ПокрытияУ всех покрытий, независимо от назначения, должны быть: хорошее сцепление с основой, мелкокристаллическая структура, равномерный цвет, минимальная пористость. В зависимости от назначения, кроме общих требований, к покрытиям предъявляются специальные требования.

ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЩИТНЫМ ПОКРЫТИЯМ

Рассмотрим, прежде всего, несколько видов защитных покрытий:

  1. для стали и чугуна — цинкование, кадмирование, никелирование, фосфатирование, оксидирование;
  2. для алюминия и его сплавов — анодирование и пассивирование, для цинкового сплава — пассивирование;
  3. для латуни — никелирование.

Определяющим качеством для этой группы покрытий является вид и толщина слоя для металлических покрытий и целостность плёнки для фосфатных, оксидных, хромато-оксидных, хроматно-фосфатных, фосфатно-оксидных покрытий. Требования к внешнему виду защитных металлических покрытий ограничиваются равномерностью цвета и отсутствием внешних дефектов, влияющих на антикоррозионную стойкость покрытия. Например, блестящие цинковые и кадмиевые покрытия исключают следы от рук и улучшают товарный вид.

Внешний вид хроматных плёнок на цинковом и кадмиевом покрытиях, пассивных плёнок на цинковом и алюминиевом сплавах по интенсивности окраски определяет равномерность и качество плёнки и поэтому является одним из основных параметров контроля. Цвет пассивированных кадмиевых и цинковых покрытий должен быть золотисто-желтым с радужными оттенками, коричневый цвет плёнок указывает на их низкое качество. Пассивные плёнки на алюминиевом и цинковом сплавах в зависимости от состава сплава имеют цвета: светло-серый, золотисто-желтый, желтый, голубой. Разнотонность цвета, светлые и тёмные полосы на поверхности деталей говорят о плохом качестве плёнки.

Цвет анодно-окисного покрытия зависит от состава сплава и может быть от светло-коричневого, а для магниевых сплавов – от желтого до тёмно-зелёного.

ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫМ ПОКРЫТИЯМ

В качестве защитно-декоративных покрытий зачастую применяют многослойные медь-никель-хромовые покрытия для деталей из стали, пластмасс и цинковых сплавов и анодизационные покрытия для деталей из деформированных алюминиевых сплавов.

У многослойных покрытий катодный характер защиты и поэтому они должны обеспечивать надёжную механическую защиту основного металла от коррозионных разрушений.

Также применяют коррозионностойкие никелевые покрытия систем сил-никель и три-никель, которые по коррозионной стойкости превосходят блестящие одинарные никелевые покрытия в 2,5-3 раза. В отличие от защитных покрытий внешний виз защитно-декоративных покрытий – один из основных показателей его качества.

К металлическому защитно-декоративному покрытию, кроме защиты от коррозии, предъявляются требования:

  1. покрытие должно быть серебристо-серого цвета с блеском;
  2. обладать высокой отражательной способностью;
  3. должно быть без поверхностных дефектов на видовой стороне детали.

К обратной стороне деталей не предъявляют в отношении декоративности требования, толщина слоя также не регламентируется. Однако, наличие минимального защитного слоя обязательно.

Требования к декоративным анодизационным покрытиям ограничиваются толщиной плёнки, цветом, блеском, отсутствием внешних дефектов.

Как правило, внешний вид деталей защитно-декоративной группы определяется техническими условиями (ТУ) на изделие и обусловливается эталоном.

ТРЕБОВАНИЯ К СПЕЦИАЛЬНЫМ ПОКРЫТИЯМ

В качестве специальных покрытий применяют: молочный хром, микропористый хром, твёрдый хром, медь для притирочных или декоративных целей, олово и т.д. Кроме того, к специальным покрытиям относятся: антифрикционное фосфатирование и сульфидирование, фосфатирование перед экструзией, твёрдое анодирование. Общее требование для всех металлических специальных покрытий – определённая толщина слоя и точность границ нанесения.

Твёрдость – одно из основных свойств электролитических покрытий. Ниже, в таблице, представлены данные о твёрдости гальванических покрытий, получаемых в разных электролитах. Твёрдость покрытий измеряется с помощью специального оборудования, в котором алмазная пирамидка под различной нагрузкой вдавливается в покрытие и размер диагонали отпечатка характеризует микротвёрдость покрытия. Микротвёрдость выражается в мегапаскалях (по Виккерсу, HV, МПа, таблица 1).

Таблица 1. Твёрдость гальванических покрытий по Винкерсу
HV
ПокрытиеТвёрдость по Винкерсу HV, МПа
Цинковое400…600
Кадмиевое350…500
Медное:
— из кислых электролитов600…800
— из цианистых электролитов600…1200
Оловянное120…300
Свинцовое80…120
Никелевое:
— из горячих электролитов1400…1600
— из холодных электролитов3000…5000
— химическое6500…9000
Хромовое:
— режим молочного хрома4500…6000
— режим твёрдого хрома7500…11000
— из тетрахроматного электролита3500…4000
Серебряное600…1400
Серебряное твёрдое (сплав серебро-сурьма)1800…2200
Золотое400…600
Палладиевое2500…4000
Родиевое5000…8000
Рутениевое8000…9000
Железное4500…7000

Электрические свойства. К электрическим свойствам относится электропроводность и переходное (контактное) сопротивление. Эти величины необходимо учитывать при выборе покрытий для контактов и для различных деталей приборов. В таблице 2, представлены значения удельных и контактных сопротивлений, которые были определены на образцах,имитирующих точечные контакты в виде двух пересекающихся проволочек диаметром 1 мм, при различных условиях на контакте.

Таблица 2. Контактное сопротивление при нагрузках, Ом
ПокрытиеНагрузка, Н
0,010,050,250,8
Серебряное0,080,0090,0080,006
Золотое0,10,010,0090,008
Палладиевое0,170,0150,0150,011
Родиевое0,170,0120,010,008
Никелевое (химическое)4…1142,1
Никелевое0,250,050,015

Шероховатость поверхности. Шероховатость поверхности деталей после нанесения электролитических покрытий меняется, как правило, незначительно. В таблице приведены данные, показывающие влияние способов подготовки поверхности и условий электроосаждения на шероховатость покрытия.

Таблица 3. Шероховатость поверхности гальванических покрытий
ПокрытиеКласс шероховатости
до покрытияпосле покрытия
Медное6…97…8
Никелевое:
— глянцевое7…1010…13
— полуглянцевое6…87…9
— матовое5…85…8
Хромовое:
— блестящее7…1010…13
— полублестящее5…77…10
— матовое5…75…7
Цинковое7…85…7
Кадмиевое7…107…9
Оловянное6…86…8
Серебряное:
— блестящее7…910…13
— матовое5…66…7
Оксидное:
— по стали6…96…8
— по латуни7…96…8
— по алюминию6…76…7
Фосфатное5…64…5

Интересно заметить, что шероховатость поверхности, в случае нанесения глянцевых и полуглянцевых, блестящих и полублестящих покрытий, растёт. В то время, как при нанесении матовых покрытий, в том числе оксидных и фосфатных плёнок, шероховатость не меняется, или меняется незначительно. Это связано с отражающей способностью кристаллических структур осаждённых на поверхность детали. Более крупные — отражают свет гораздо лучше, в то время, как «матирующее» покрытие состоит из более мелких структур, что в свою очередь несколько сглаживает шероховатость поверхности.