Гальванические покрытия в машиностроении

( расположены в хронологическом порядке )

Для просмотра DJVU и PDF-файлов рекомендуем программу STDUViewer.

Просьба не ссылаться на книги по номеру, т.к. номера могут сдвигаться по мере добавления новых позиций.

Гальваника представляет собой особый электрохимический процесс, при котором применяется электролит, электроток, пара электродов и обрабатываемый элемент. Это уникальная технология, предназначенная для обработки изделий из металла. Электролит является жидким веществом с высокой токопроводностью, из которого под воздействием электротока выделяются частицы металлического сплава, оседающие на обрабатываемом элементе и формирующие на его поверхности защитную пленку.

Покрытия гальванического типа создаются не банальным нанесением металлического слоя, а путем проникновения частиц внутрь поверхностных слоев элемента.

Суть процесса

Перед тем как вдаваться в подробности, следует выяснить суть этой электрохимической процедуры. Гальваническая обработка состоит из нескольких важных стадий:

• изготовление раствора электролита (состав подбирается индивидуально для каждой ситуации);
• помещение пары анодов от «плюса» источника электротока в электролит;
• погружение в гальванический состав обрабатываемой детали, помещение ее между парой анодов и последующее подключение к «минусу» источника электротока (то есть обрабатываемый элемент становится своеобразным катодом);
• замыкание созданной электроцепи.

Сам процесс гальванизации базируется на том, что положительные частицы металлического сплава, присутствующие в составе электролита, под влиянием электротока стремятся к катоду-элементу, который заряжен отрицательно. Затем этот состав оседает на поверхности обрабатываемой детали и создает на ее поверхности тоненькую пленку из металла.

Цели гальванического покрытия металла

Существует целый ряд целей для нанесения гальванического покрытия. К примеру, для гальванического хромирования поверхность нужно предварительно покрыть никелем. К гальванике, как правило, обращаются с целью улучшения декоративных и защитных качеств конструкций. Эту процедуру используют и для изготовления точных копий сложных элементов. В этом случае процесс принято называть гальванопластикой.

Широко распространена технология оцинковки металлов посредством гальваники. Она позволяет сделать на поверхности цинковое покрытие, которое характеризуется отменными антикоррозийными свойствами. Изделия из металлических сплавов, которые прошли обработку с применением этой технологии, могут долго сохранять свои свойства при высокой влажности и даже при постоянном воздействии соленой и пресной воды. Посредством цинкования также производят обработку трубопрокатных изделий, всевозможные емкости, опорные и строительные конструкции. Благодаря применению цинкования металлические поверхности получают и электрохимическую, и барьерную защиту.

Если посредством цинкования увеличивается лишь стойкость материала к коррозии, то гальваника хромом решает и эту задачу, делая поверхность более износостойкой и крепкой и также улучшая ее внешний вид. Аналогичным эффектом обладают и гальванические покрытия на основе никеля.

Другая область применения гальваники — ювелирная промышленность. Эта технология в данной ситуации используется для того, чтобы улучшить внешний вид ювелирной продукции. При этом на украшение наносится слой серебра или золота. Кроме того, пленка, которая наносится на изделие при обработке, делает его ярче и привлекательнее.

Материалы и оборудование

Гальваническая обработка разных материалов предполагает применение соответствующих «расходников» и оборудования. Для покрытия элементов металлами применяются однотипные гальванические установки. Разница будет лишь в составе применяемого электролитного раствора, его температурных показателях и в режимах работы.

Итак, процедура может производиться с применением следующего оборудования:

• специальные ванны с электролитом, в которые помещается обрабатываемый элемент и аноды;
• источник электротока, который оборудован регулятором напряжения на входе;
• устройство нагрева, которое будет доводить электролит до нужной температуры.

Также требуются анодные пластины, которые будут подавать напряжение к электролиту и распределять его по обрабатываемому элементу.

Следует отметить, что для изготовления электролитов используются опасные соединения, потому их нужно хранить в надежных сосудах.

Любое гальваническое оборудование должно находиться в помещениях с хорошей вентиляцией. Нужно очень внимательно отнестись и к требованиям безопасности. Все мероприятия, связанные с гальванической обработкой, необходимо производить в защитном респираторе и очках, а также в специальной обуви, фартуке и перчатках. Если гальваника осуществляется дома, то следует предварительно изучить соответствующую литературу или посмотреть видеоуроки по данной тематике.

Преимущества и история развития

Эта технология была изобретена в 1838-м году ученым по имени Борис Якоби. Именно он начал активное внедрение гальваники в самые разные процессы производственного плана. В скором времени гальваническую обработку успешно освоили и монетные дворы, и художники-ремесленники, и промышленные предприятия.

Однако название эта методика получила в честь ученого из Италии Луиджи Гальвани. Он начал изучение электрохимической технологии обработки почти одновременно с Борисом Якоби.

К основным достоинствам гальваники относятся следующие:

• Покрытия, прошедшие гальванику, характеризуются равномерной толщиной и высочайшим уровнем плотности.
• Гальваническое покрытие можно с легкостью наносить даже на конструкции сложной формы.
• Покрытие, появившееся при гальванической обработке, отличается хорошей адгезией со многими металлами.
• Декоративные и защитные свойства деталей, прошедших гальванику, очень высоки.
• Толщина гальванического покрытия очень просто регулируется.

Кстати, слово «гальваника» встречается не только в промышленных сферах деятельности и ювелирном производстве, но и в косметологии. Так называется процесс, при котором на кожный покров воздействуют маломощными токами, позволяющими избавиться от излишков жира сальных желез.

Виды гальванических покрытий в зависимости от требований, предъявляемых к эксплуатационным характеристикам деталей и способа защитного действия. Краткие наименования различных видов покрытий. Требования к поверхности основного металла и покрытиям.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	20.05.2015
Размер файла	45,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

В зависимости от требований, предъявляемых к эксплуатационным характеристикам деталей, различают 3 типа покрытий:

§ защитные-применяемые для защиты от коррозии деталей в различных агрессивных средах;

§ защитно-декоративные, применяемые для декоративной отделки деталей с одновременной защитой их от коррозии;

§ специальные, применяемые для придания поверхности деталей специальных свойств (износостойкости, паяемости, твёрдости, изоляционных, магнитных свойств), восстановления изношенных деталей или обеспечивающие защиту основного металла от особых сред (местная защита от цементации, азотирования и т.д.).

Коррозия – разрушение (окисление) металлов в результате химического или электрохимического воздействия внешней среды.

По способу защитного действия гальванические покрытия подразделяются на катодные и анодные. Катодные покрытия имеют более положительный, а анодные покрытия более электроотрицательный электродные потенциалы по сравнению с потенциалом металла, на который они нанесены. Например, Cu, Ni, Ag, Sn (олово), осаждённые на сталь, являются катодными покрытиями, а Zn и Cd по отношению к стали-анодными. Катодные покрытия защищают металл детали механически, изолируя его от окружающей среды. Основное требование к катодным покрытиям-беспористость. Анодные покрытия защищают металл детали главным образом электрохимически. Поэтому степень пористости анодных покрытий в отличии от катодных не играет существенной роли.

Для краткого наименования различных видов покрытий в конструкторской и нормативно-технологической документации приняты специальные условные обозначения (шифры) покрытий. Шифр покрытий включает сведения о:

1) способе нанесения (катодное восстановление – (-); химический – Хим.; анодное окисление – Ан.);

2) материале покрытия (начальные буквы материала покрытия; например, алюминий – А, алюминий-цинк – А-Ц, вольфрам – В, железо – Ж, золото – Зл, медь – М и т.д.);

3) признаке, характеризующем физико-механические свойства покрытий (например, микропористое – пор, твёрдое – тв, электропроводное – э, электроизоляционное – эл);

4) толщину покрытия, декоративные свойства покрытия – по ГОСТ21484-76;

5) виде дополнительной обработки (например, фосфорирование – фос., хромирование – хр., оксидирование – окс. и т.д.).

Примеры условных обозначений: цинковое, толщиной 15 мкм, хромированное – Ц15.хр.; никелевое, полученное химическим способом, толщиной 9мкм – ХимН9.

Обозначения покрытий и все данные для выполнения покрытий указывают в технических требованиях чертежа. Непосредственно у соответствующих поверхностей обозначения покрытия указывать не допускается. Обозначения покрытий на чертежах выполняют по ГОСТ9.073-77 и ГОСТ9.032-74 с добавлением перед обозначением слова «Покрытие…».

Если одно и то же покрытие должно быть нанесено на все поверхности изделия, запись делают по типу: Покрытие Хим.окс. При нанесении одинакового покрытия на несколько поверхностей их обозначают одной буквой и записывают: «Покрытие поверхностей А….» (рис.1) или «Покрытие наружных поверхностей….».

При нанесении различных покрытий на несколько поверхностей изделия их обозначают разными буквами (рис.2) и в технических требованиях делают запись по типу: «Покрытие поверхностей А…., поверхностей Б….».

Если покрытия нельзя обозначить в соответствии с требованиями ГОСТ9.073-77 и ГОСТ9.032-74, указывают все данные, необходимые для их выполнения, или ссылаются на нормативные документы, устанавливающие эти покрытия.

гальванический покрытие машиностроение

При выборе покрытий в соответствии со стандартом ГОСТ14623-74 следует учитывать назначение и материал детали, условия эксплуатации деталей, назначения и свойства покрытия, способ нанесения покрытия, допустимость контакта сопрягаемых металлов и экономическую целесообразность применения этого покрытия.

Коррозионное воздействие среды, определяемое условиями эксплуатации изделий, является одним из важнейших факторов, обуславливающих выбор покрытий. Условия эксплуатации в соответствии с ГОСТ14007-74 в зависимости от коррозионной агрессивности среды (степени загрязнения воздуха коррозионно-активными агентами (сернистый газ, хлористые соли), температуры окружающей среды и других климатических факторов) классифицируются по группа: легкая – Л, средняя – С, жёсткая – Ж, очень жёсткая – ОЖ.

Требования к поверхности основного металла

Качество поверхности основного металла, на которые наносятся гальванические покрытия, должно соответствовать ГОСТ9.301-78. Параметры шероховатости поверхности основного металла должны быть не более: =40 мкм под защитные покрытия; =2,5 мкм под защитно-декоративные; ?40 мкм под специальные покрытия в зависимости от функционального назначения; =1,25 мкм под твёрдые и электроизоляционные анодно-окисные покрытия. На поверхности детали не допускается: неоднородность проката, закатная окалина, заусенцы, расслоения и трещины, выявившиеся после травления, полирования и шлифования и т.д.

Требования к покрытиям

Качество покрытий должно соответствовать ГОСТ9.301-78. Для всех видов покрытий установлены требования к внешнему виду и, при необходимости, к специальным свойствам. Кроме того, для металлических покрытий устанавливают требования к толщине, пористости и прочности сцепления и, в случае покрытия сплавами – к химическому составу; а для неметаллических неорганических покрытий – требования к защитным свойствам и, при необходимости, к толщине.

Специальные свойства покрытий должны соответствовать требованиям конструкторской документации.

По толщине, химическому составу, защитным свойствам и пористости покрытия должны соответствовать требованиям ГОСТ9.301-78.

Вид и толщину покрытия деталей (согласно ГОСТ9.301-78, ГОСТ9.073-77, ГОСТ21484-76) выбирают в соответствии с требованиями, приведенными в нормативно-технической документации. Исключение составляют детали, для которых толщину покрытия устанавливают независимо от условий эксплуатации: детали, выполненные по 7, 8 и 9-му квалитетам или имеющие посадки с натягом; резьбовые детали, пружины.

Гальванические покрытия оказывают влияние на физико-механические свойства основного металла, что вызвано наводораживанием основного металла и физико-механическими свойствами самого покрытия. Наводораживание стали способствует уменьшению её пластичности, ухудшению характеристик технологических проб на перегиб и скручивание, снижению длительной прочности – сопротивления замедленному разрушению. С увеличением содержания водорода уменьшается поперечное сужение и удлинение стали.

Перед нанесением гальванических покрытий поверхности деталей необходимо подготовить. Для этого используются следующие виды обработок: механическая, химическая, электрохимическая.

Разновидности механической обработки: шлифование, полирование, галтовка, виброабразивная, струйно-абразивная, обработка щётками.

Шлифование – механический процесс снятия тонкой стружки металла острыми режущими гранями мелких зёрен абразивных материалов.

Полирование – механический процесс получения блестящей (зеркальной) поверхности сглаживанием мельчайших неровностей предварительно шлифованной поверхности.

Галтовка – абразивная обработка в барабанах по ГОСТ23505-79. Этот процесс есть разновидность шлифования и полирования, заключающийся в очистке и отделке поверхности мелких деталей насыпью для снятия заусенцев, окалины, неровностей и уменьшения шероховатости поверхности. Галтовку осуществляют во вращающихся аппаратах барабанного и колокольного типа, в которые загружают абразивные материалы и детали. Различают сухую (абразивную) галтовку и мокрую (жидкостно-абразивную) галтовку, которая в зависимости от применяемого размера абразива делят на подводное шлифование и подводное полирование.

Сущность виброабразивной обработки состоит в том, что деталям в абразивной среде, загруженным в контейнер вибрационной установки, сообщаются колебательные движения различной частоты (25…33Гц) и амплитуды (1,5…4,0мм).

Струйно-абразивная обработка поверхности перед нанесением металлических покрытий имеет разновидности: пескоструйная, дробеструйная и жидкостно-абразивная.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Классификация и назначение гальванических покрытий, а также характеристика механической, химической и электрохимической обработок поверхностей перед их нанесением. Требования к поверхностям и покрытиям. Устройство оборудования для гальванических операций.

курсовая работа [2,3 M], добавлен 28.01.2010

Определение и виды лакокрасочных покрытий. Методы их нанесения. Основные свойства лакокрасочных покрытий. Их промежуточная обработка. Защита материалов от разрушения и декоративная отделка поверхности как основное назначение лакокрасочных покрытий.

контрольная работа [172,4 K], добавлен 21.02.2010

Технологии, связанные с нанесением тонкопленочных покрытий. Расчет распределения толщины покрытия по поверхности. Технологический цикл нанесения покрытий. Принципы работы установки для нанесения покрытий магнетронным методом с ионным ассистированием.

курсовая работа [1,4 M], добавлен 04.05.2011

Состав гальванического покрытия и его использование для защиты деталей от коррозии и придания им красивого внешнего вида. Особенности применения и отличительные свойства анодных и катодных металлических покрытий. Сферы использования химических покрытий.

контрольная работа [930,4 K], добавлен 18.09.2009

Коррозионная стойкость окрашенных изделий. Удаление окисных пленок. Обезжиривание, абразивная очистка, травление, фосфатирование, хроматирование, пассивирование. Классификация процессов нанесения металлических покрытий. Требования к готовым покрытиям.

презентация [180,4 K], добавлен 28.05.2014

Структура и свойства антифрикционных гальванических покрытий. Влияние процессов трения на структуру гальванических покрытий Pb-Sn-Sb. Технические рекомендации по повышению износостойкости пары прения подпятник – планшайба аксиально-поршневого насоса.

дипломная работа [5,7 M], добавлен 08.12.2012

Виды и свойства керамических покрытий, способы получения. Электронные ускорители низких энергий в технологиях получения покрытий. Нанесение покрытий CVD-методом. Золь-гель технология. Исследование свойств нанесенных покрытий, их возможные дефекты.

курсовая работа [922,9 K], добавлен 11.10.2011

Основные методы и виды гальванических покрытий на алюминий и его сплавы. Анализ схемы предварительной подготовки алюминия, а также его сплавов. Цинкатный и станнатный растворы. Непосредственное нанесение гальванических покрытий на алюминий и сплавы.

реферат [26,8 K], добавлен 14.08.2011

Влияние технологических факторов на процесс электролитического осаждения цинка на стальной подложке, органических добавок на качество и пористость цинковых покрытий. Зависимость толщины осаждаемых цинковых покрытий от продолжительности электролиза.

презентация [1,1 M], добавлен 22.11.2015

Значение подготовки поверхности окрашиваемых материалов для получения качественных покрытий. Способы подготовки поверхности перед окраской. Структура многослойных покрытий и процессы пленкообразования. Классификация и хранение лакокрасочных материалов.

реферат [31,4 K], добавлен 11.10.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.