x

 

 Нанесения специальных защитных покрытий на поверхность металла

 

Стремление предотвратить коррозию поверхности металла, а также улучшить внешний вид изделия — вот основные причины, объясняющие необходимость нанесения специальных покрытий на поверхность металла. Назначение и свойства таких покрытий далеко не одинаковы, а в некоторых случаях покрытия могут нести сразу несколько функций. Иногда роль защитного покрытия играет стойкая окисная пленка на поверхности металла (например, в случае воронения стали). Наибольшие заботы в смысле необходимости наносить защитные покрытия доставляет, разумеется, сталь. Цветные металлы более стоики к коррозии, и изделия из них имеют достаточно хороший внешний вид. Чтобы их поверхность сохраняла блеск или приятный оттенок, их подвергают лишь некоторой дополнительной обработке, не нанося специального покрытия.

Панели, изготовленной из дюралюминия, можно при­дать, например, приятный матовый оттенок, обработав в 5%-ном растворе едкого натра. Для этого готовую па­нель предварительно тщательно полируют мелкой шкур­кой, промывают в воде с мылом или содой, прополаски­вают теплой водой и затем погружают в раствор едкого натра на 5 мин. После такой обработки шасси промывают в теплой воде и сушат при комнатной температуре. Посу­да, в которой производится травление, должна быть из не окисляющегося материала (пластмассовой, эмалированной, луженой).

Достаточно просто можно посеребрить медные дета­ли. В радиолюбительской практике часто серебрят, на­пример, медные шины. Этим не только достигается хоро­ший внешний вид, но и уменьшается сопротивление про­водника, особенно при повышении частоты тока. Для серебрения следует приготовить пасту по следу­ющему рецепту: в 300 мл воды растворить 2 г азотно- кислого серебра (ляписа) и к раствору подливать 10%-ный раствор поваренной соли до тех пор, пока не прекра­тится выпадение осадка хлористого серебра. Этот осадок промыть 5 — 6 раз в проточной воде.

Отдельно в 100 мл воды растворить 20 г гипосульфита (фотореактив ) и 2 г хлористого аммония. Затем в обра­зовавшийся раствор небольшими дозами добавлять хло­ристое серебро до тех пор, пока оно не прекратит раство­ряться. Полученный раствор отфильтровать и смешать с мелко размолотым мелом (до густоты сметаны).

Заранее обезжиренную деталь натереть пастой с помощью ваты или марли до образования на ее поверхно­сти плотного слоя серебра. Далее деталь промывают во­дой и протирают сухой ветошью. Пасту эту рекомендует­ся использовать в тех случаях, когда нельзя применить .способ электролитического серебрения.

Чтобы покрытие было ровным, при серебрении необхо­димо пользоваться дистиллированной водой (можно сне­говой, дождевой или из конденсата — «ледяной шубы», образующейся в холодильнике). Если это условие не со­блюдать, то на поверхности посеребренной детали могут получиться некрасивые серые пятна.

Следует помнить, что посеребренные детали не долж­ны соприкасаться с деталями из резины и эбонита, содер­жащими серу, так как при соприкосновении с ними на по­верхности серебра образуется пленка сернистого сереб­ра, не только ухудшающая внешний вид покрытия, но и увеличивающая переходное сопротивление в местах соединений.

Нанесение металлических покрытий на поверхность детали ведется чаще всего гальваническим путем в ванне с электролитом.

Этим способом можно никелировать детали любой конфигурации из самых различных материалов: стали, меди и медных сплавов, причем толщина слоя никеля на всей поверхности детали, в том числе и на внутренней, будет одинакова. Перед никелированием медных деталей их необходимо сконтактировать со стальной деталью — подержать на ней. 0,5 — 1 мин. Свинец и кадмий, а также сплавы, содержащие более 1 — 2% этих металлов, хими­ческому никелированию не поддаются.

Поверхность детали перед никелированием нужно от­шлифовать, отполировать, а затем обезжирить в раство­ре, на 1 л воды в котором должно приходиться едкого натра или едкого кали 20 — 30 г, соды кальцинирован­ной — 25 — 50 г, жидкого стекла (силикатного клея) — 5 — 10 мл. Детали из меди и медных сплавов обезжири­вают в растворе из тринатрий-фосфата — 100 г и жидко­го стекла — 10 — 20 г на литр воды. Обезжиривание в ра­створе при температуре около 20° С длится 40 — 60 мин. При нагревании раствора до 75 — 85° С процесс обезжири­вания значительно ускоряется.

Затем деталь тщательно промывают в проточной воде и помещают для декапирования на 0,5 — 1 мин в 5%-ный раствор соляной кислоты, температура которого не долж­на превышать 20° С. После этого деталь тщательно про­мывают и сразу же переносят в раствор для никелиро­вания (на воздухе деталь быстро покрывается окислом).

Для никелирования используют следующий раствор. В литре воды, нагретой до температуры 60° С, растворя­ют 30 г хлористого никеля и 10 г уксуснокислого натрия. После этого температуру раствора доводят до 80° С, до­бавляют 15 г гипофосфата натрия и погружают в раст­вор никелируемую деталь. Раствор с деталью продол­жают подогревать, пока температура не достигнет 90 — 92° С. На этом уровне температуру поддерживают до кон­ца никелирования, так как при температуре раствора ни­же 90° С процесс никелирования сильно замедляется, а при нагревании выше 95° С раствор может испор­титься.

Детали, на которые предполагается наносить покры­тия, должны предварительно тщательно очищаться от грязи, жира, краски, ржавчины и т. д. Ржавчину удаляют в этом случае травлением в кислоте, а остатки краски — шлифовкой наждачной бумагой. После этого поверхность металлической детали протирают чистой тряпкой и обез­жиривают специальным раствором. Чем ровнее и чище поверхность, Тем прочнее будет покрытие.

Предварительно в зависимости от степени загрязне­ния покрываемые предметы выдерживают в обезжирива­ющем составе от 15 мин до одного часа при температуре состава +80.... +100° О:

Воду, как всегда при нанесении металлических пок­рытий, необходимо применять дистиллированную или в самом крайнем случае кипяченую.

Следует иметь в виду, что, хотя растворы и не содержат сильно ядовитых, веществ, обращаться с ними во избежание ожогов и отравлений следует с осторожностью. Хранить их лучше всего в темной стеклянной посуде с притёртой пробкой.

Существуют еще многие другие способы обработки де­талей, в результате чего их поверхностный слой стано­вится более стойким к коррозии, а сами детали приобре­тают красивый декоративный вид. К ним относятся, например, оксидирование, пассивирование, анодирование, воронение и т. п.

Устойчивую защитную пленку, похожую на позолоту, можно получить, подвергнув латунную деталь пассивированию.

Делают это следующим образом. Предварительно за­чищенную, отполированную и обезжиренную деталь из латуни помещают на 1 с в раствор, приготовленный из 1 части азотной и 1 части серной кислоты. После этого деталь сразу же на 10 — 15 мин помещают в крепкий ра­створ двух-хромовокислого калия (хромпика). Затем де­таль промывают и сушат.

Воронение, как и оксидирование, представляет собой сравнительно простую операцию. Оно заключается в соз­дании на поверхности стальной детали пленки окислов, предотвращающих коррозию металла. Вороненые детали имеют приятный цвет — от синих до черных тонов. В от­личие от оксидирования пленка эта создается при высо­кой температуре.

При воронении деталь шлифуют и, если надо, поли­руют, затем тщательно обезжиривают, промывают в го­рячей воде со стиральным порошком. Если деталь неве­лика по размерам, то ее можно протереть бензином, ис­пользуя марлевый тампон (не следует при этом дотраги­ваться до детали рукой). Затем деталь, нагретую до тем­пературы 220 — 325° С, протирают ветошью, смоченной в конопляном масле (другие растительные масла дают ме­нее приятные цвета воронения).

При анодировании на поверхность металла наносится защитная и одновременно декоративная пленка разных цветов. Используется этот способ обычно при обработке деталей из алюминиевых сплавов.

Предварительно отполированную деталь из алюмини­евого сплава (дюралюминия) протирают ацетоном и по­гружают в химический обезжиривающий состав. Затем ее подвергают электролитическому или химическому по­лированию и только после этого погружают в 20%-ный раствор серной кислоты, служащий электролитом при анодировании. Напряжение на электродах должно со­ставлять 10 — 15 В. Нужно иметь в виду, что листы из алюминиевых сплавов, выпускаемые промышленностью, в некоторых случаях для повышения коррозионной стой­кости покрываются тонким слоем чистого алюминия — плакируются. Плотность тока при использовании плаки­рованного дюралюминия должна быть 1,5 — 2 А/дм2, для не плакированного — 2 — 3 А/дм2. Время анодирования — 25 — 30 мИн. В качестве отрицательного электрода используют свинцовую пластину.

Вынутую из электролита и промытую деталь опуска­ют после этого на 10 — 15 мин в предварительно проце­женный водный раствор анилинового красителя .нужного цвета, нагретый до температуры 50 — 60° С. Затем окра­шенную деталь кипятят в воде в течение 15 — 20 мин для уплотнения пор пленки. И наконец, обработанную и вы­сушенную деталь покрывают бесцветным лаком. На этом процесс анодирования заканчивается.

Обезжирить деталь можно, выдержав ее в течение 3 — 5 мин в нагретом до 50° С растворе едкого натра (50 г/л).

Химическое полирование детали производят в тече­ние 5 — 10 мин в нагретом до 90 — 100° С растворе, состоящем (по объему) из: ортофосфорной кислоты — 75 ча­стей, серной кислоты — 25 частей.

После полирования деталь можно считать окончатель­но подготовленной к основной операции — анодированию, описанному нами ранее.

При отсутствии источника постоянного тока анодиро­вание можно производить, используя переменный ток на­пряжением 10 — 15 В. Предварительная обработка, окра­шивание, уплотнение пленки при этом не отличаются от операций при анодировании постоянным током.

При анодировании переменным током две детали, из­готовленные так, как описывалось выше, помещают в ванну. В случае если анодируется одна деталь, она долж­на быть первым электродом. В качестве второго электро­да служит соответствующим образом обработанная дюр­алюминиевая болванка (лист). Подключения электро­дов должны быть выполнены алюминиевыми проводами; их, лучше всего присоединять к деталям клепкой или пайкой.

Электролитом, как и при анодировании постоянным током, служит 20%-ный раствор серной кислоты. Режи­мы анодирования следующие.

Для плакированного дюралюминия плотность тока составляет 1,5 — 2 А/дм2 при напряжении- 10 — 12В. Вре­мя выдержки под током — 30 — 35 мин, температура электролита — не выше 25° С.

Для не плакированного дюралюминия плотность тока должна быть больше — до 2 — 3 А/дм2 при напряжении 12 — 15 В. Время выдержки под током — 25 мин, темпе­ратура электролита — около 20° С.

Иногда может возникнуть необходимость чернения дюралюминиевых деталей. Так, для повышения эффективности работы транзисторов,  теплоотводам  придают темный цвет.

Чтобы произвести чернение, такую деталь необходи­мо обработать в растворе хлорного железа (равные по объему части порошка хлорного железа и воды). Деталь выдерживает в растворе 5 — 10 мин. Поверхность ее при этом приобретает темно-серый цвет. Операцию можно производить только в хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе.

 

 Термическая обработка металлов

 

В практике радиолюбителя термической обработке подвергают в основном стальные изделия. В первую очередь это относится к различному инструменту.

Закалка состоит в том, что деталь сначала нагревают до определенной температуры, зависящей от марки стали, а затем быстро охлаждают, погружая нагретую деталь в жидкость (раствор поваренной соли, масло, а иногда да­же и сургуч). Для закалки пригодны углеродистые или легированные стали. Сталь при этом становится более твердой, но одновременно, что нежелательно, более хрупкой.

Охлаждающей жидкостью при закалке углеродистых сталей обычно служит раствор поваренной соли, при закалке легированных сталей — масло. В случае использования масла на поверхности детали образуется также пленка окислов, наподобие той, которая создается при воронении стали.

В других случаях в качестве охлаждающих жидкостей используют воду, 10%-ный раствор едкого натра, мыльную воду и др. От выбора жидкости зависит скорость охлаждения нагретой детали, т. е. время перекристаллизации стали. Так как время перекристаллизации у разных марок стали различно, то, следовательно, должны быть различными и жидкости.

Отпуск стали обычно производится после закалки детали. Назначение отпуска — снять внутренние напряже­ния, которые возникают в стали в процессе закалки. Осуществляется отпуск нагреванием до относительно невысокой температуры (до появления цвета побежалости), а затем постепенным охлаждением на воздухе. При отпуске удается несколько снизить хрупкость стали, не умень­шая ее твердости. Иногда отпуск детали совмещают с закалкой. Для этого деталь вынимают из охлаждающей жидкости до того, как она полностью остыла, и охлаждают дальше уже на воздухе.

Следует помнить, что при отпуске небольших деталей (впрочем, как и при закалке их) необходимо нагревать не саму деталь, а какую-нибудь стальную болванку и на нее класть отпускаемую деталь. При этом цвет побежа­лости следует наблюдать на детали.

Отжиг используют в том случае, если окажется необходимым подвергнуть дальнейшей механической обработ­ке закаленную деталь. Деталь нагревают до температуры несколько ниже температуры, необходимой для закалки, и затем постепенно охлаждают на воздухе. В результате закаленная деталь вновь становится мягкой, поддающей­ся механической обработке.

Термической обработке в некоторых случаях подвергают и медь, которую можно сделать либо более мягкой, либо более твердой. Однако в отличие от стали закалка меди происходит при медленном остывании на воздухе, а мягкость медь приобретает при быстром охлаждении в воде. При отжиге медь нагревают до красного каления (600° С), а при закалке — до 400° С.

 

 <<  Далее >>

 


Copyright © V.F.Gainutdinov, 2006 - 2016. Все права защищены.
Разрешается републикация материалов сайта в Интернете с обязательным указанием активной ссылки на сайт http://vicgain.sdot.ru и со ссылкой на автора материала (указание автора, его сайта).
Rambler's Top100 Яндекс цитирования
Владелец данного сайта не несёт никакой ответственности за содержание расположенного здесь материала, а также за результаты использования информации, размещённой на этом сайте.