Способы подготовки поверхности изделий

Для получения качественного покрытия необходимо поверхность изделий тщательно подготовить: удалить жировые, оксидные и другие загрязнения, ухудшающие прочность сцепления покрытия с поверхностью защищаемого металла. Это осуществляют механической обработкой, обезжириванием и травлением.

При механической обработке поверхности изделий используют гидропескоструйную или дробеструйную очистку, шлифование, полирование и крацевание. Гидропескоструйной или дробеструйной очисткой удаляют с поверхности изделий ржавчину, окалину, старую краску, литейную корочку. Осуществляют ее в аппаратах камерного, барабанного и других типов, изготовленных из чугуна или твердых сплавов, с помощью кварцевого песка или дроби (чугунная или стальная дробь разного размера). Струю влажного песка или дроби при помощи сжатого воздуха (0,5—0,8 МН/м²) подают через сопло на поверхность изделия, в результате чего частицы, ударяясь о поверхность детали, очищают ее от загрязнений.

При гидропескоструйной или дробеструйной очистке поверхность изделий приобретает равномерную шероховатость, что обеспечивает хорошее сцепление металла с покрытием.

Шлифование и полирование применяют для получения изделий с блестящей поверхностью, удаления неровностей, заусенцев. Эти операции осуществляют на шлифовально-полировальных станках или вручную с использованием абразивных материалов (наждака, корунда, карборунда SiC, оксидов хрома и др.). Полирование также применяют для защитно-декоративных покрытий. Его осуществляют при помощи паст, состоящих из жиров, воска и частиц абразивов (трепела, оксида алюминия, хрома и др.). Окончательное шлифование и полирование изделий сложной формы производят щетками из конского волоса или из фибера (вид водорослей). Шлам, разрыхленный слой окалины удаляют с поверхности изделий щетками, изготовленными из тонкой латунной или стальной проволоки. Такой процесс получил название крацевания.

Обезжиривание поверхности изделий проводят погружением их в ванну с растворителем или в камерах, заполненных его парами. В качестве растворителей используют керосин, бензин, трихлорэтилен, растворы щелочей и солей.

Химическое обезжиривание осуществляют погружением изделий при 70—80° С в растворы щелочей или легко гидролизующихся солей (Na₂CO₃, Na₃PCO₄) в присутствии эмульгаторов (жидкое стекло, мыло, ОП-10 и др.), облегчающих растворение жировых веществ, или обработкой изделии на конвейерных установках разбрызгиванием раствора на их поверхность при помощи форсунок.

Обезжиривание органическими растворителями производят погружением детален в ванну, содержащую растворитель. В последнее время наряду с применением керосина, уайт-спирита, бензина широко используют негорючие и невзрывоопасные растворители, например трн-хлорэтилен (т. кип. 87°С). Этот способ обезжиривания применяют для удаления с поверхности густой смазки, например солидола, технического вазелина.

Электрохимическое обезжиривание проводят погружением деталей в электролитические ванны, электролитом которых служат растворы щелочи или легко гидролизующиеся соли с добавкой эмульгаторов. Изделия могут быть помещены в ванны на катод или анод. Электрохимическое обезжиривание ускоряет процесс очистки поверхности изделий по сравнению с химическим в 2—3 раза. Объясняется это тем, что в процессе обезжиривания выделяющиеся пузырьки газов (водород на катоде, а кислород на аноде) способствуют отрыву жировых веществ от поверхности изделия. Анодное обезжиривание проводят реже, чем катодное, так как оно менее производительно.

Термическое обезжиривание деталей проводят в камерах при 300—-400° С, через которые пропускают воздух. При этом жировые вещества, сгорая, удаляются с поверхности.

Обезжиривание мелких изделий можно осуществлять при помощи ультразвука с большой скоростью очистки (до 1 мин). Обусловлено это тем, что обезжиривающая жидкость оказывает большое давление на поверхность изделия, которое в нее погружено.

Травление применяют для удаления окалины, продуктов коррозии с поверхности изделий, изготовленных из чугуна, стали, меди, вольфрама и других металлов и сплавов. Травление чаще всего проводят в растворах кислот в присутствии замедлителей коррозии, снижающих растворение чистого металла, реже — в щелочах.

Химическое травление изделий из углеродистых сталей ведут в 15—20%-ном растворе серной кислоты при 40—80°С в течение 10—60 мин или в концентрированной соляной кислоте при температуре около 40° С в течение 5—30 мин, а из чугуна (для удаления литейной корочки) — раствором плавиковой кислоты.

Травление хромоникелевых сталей проводят смесью соляной и серной или соляной и азотной кислот при 40— 50° С в течение 3—5 мин.

При травлении меди и ее сплавов используют смеси азотной, серной и соляной кислот или хромовой и серной кислот, а из алюминия и его сплавов — растворы щелочи. Химическое травление осуществляют в ваннах, травильных машинах (для листов) или струнной обработкой. Струйная обработка, применяемая для удаления ржавчины и окалины с проката, поковок и т. п., является наиболее эффективным методом, так как поверхность изделия одновременно подвергается химическому и механическому воздействию.

Электрохимическим способом травят чаще всего изделия, изготовленные из углеродистых и легированных сталей. В качестве электролита используют серную или соляную кислоту, их смеси, подкисленные растворы солей железа или растворы солей щелочных металлов. Травление проводят как на аноде, так и на катоде. Анодное травление ускоряет растворение металла, так как под действием кислоты облегчается отрыв оксидов от поверхности. Процесс ведут при анодной плотности тока 5— 10 А/дм², выдерживая изделия в растворе в течение 3— 5 мин. Катодное травление происходит за счет восстановления ионов водорода, который, выделяясь с поверхности металла, механически отрывает окалину с поверхности.

Очистку поверхности мелких изделий (часовые механизмы, детали электровакуумных приборов) проводят ультразвуком, а изделия ювелирной промышленности подвергают электрохимическому или химическому полированию. После травления изделия промывают водой, сушат и направляют для нанесения покрытий.

Малахов, Жуков. Основы металловедения и теории коррозии