Роль покрытий при создании высокоресурсных изделий

Наибольшее применение в промышленности получили покрытия, получаемые механическим внешним воздействием, которые в процессе эксплуатации показали хорошие характеристики, в частности при производстве летательных аппаратов и их двигателей.

Для ведения процесса необходимо определенное количество активаторов спекать под давлением, и в твёрдом виде вводить их в начале процесса в барабан. Постепенно измельчаясь и растворяясь, активаторы в определённом количестве сохраняются до конца процесса нанесения покрытия.

В качестве компонентов активатора используют кислоту, которая, гидролизуясь, поставляет ионы водорода и способствует очистке покрываемого изделия от оксидов. Из органических кислот могут быть использованы уксусная, молочная, лимонная, адипиновая, бензойная, масляная, муравьиная, малеиновая, фталевая, янтарная; из неорганических - соляная, серная и другие кислоты. Активатор, задействованный в процессе, содержит адсорбенты, наполнители, присадки, диспергатор, который выполняет функцию связки конгломерата и предотвращает агломерацию частиц металла в водной суспензии при нанесении покрытия.

Наиболее эффективными диспергаторами Джон К. Симон [55] считает желатин, агар-агар, аравийскую камедь, жирные кислоты, одно-, двух-, трёхосновные амины и амиды. Превосходными диспергаторами являются высокомолекулярные гликоли. К такому же выводу приходит и Майкл Голбен[55], считая, что более эффективными диспергаторами являются компаунды, содержащие гидрофильные гетероциклические и гидрофобные

алкильные группы. При производстве химико-механических покрытий в состав активаторов вводят аммоний лимоннокислый двухзамещённый, который, выполняя роль буфера, регулирует кислотность раствора в течение всего времени ведения процесса, способствуя одновременно получению равномерных покрытий на деталях сложной конфигурации.

Для получения равномерных покрытий на деталях, имеющих труднодоступные места (углубления, пазы на винтах, болтах, шурупах и т. п.) предложены [4;5;6;7 и др.] более эффективные добавки, включающие ароматическое соединение, например, эфир, кетоны, спирты - анисовый альдегид, ацетофенон, гелиотропин, анизол и другие.

Помимо улучшения равномерности покрытий указанные добавки позволяют получать более толстые блестящие покрытия, при этом устраняется эффект «кожуры апельсина». Однако отмечается [11 ;43 и др.], что к выбору добавок следует подходить индивидуально. Так, для цинковых и кадмиевых покрытий рекомендуется применять ароматические кетоны: ацетофенон, пропиофенон. Эти добавки обеспечивают гладкие блестящие покрытия.

Альдегиды (например, анисовый альдегид) тоже обеспечивают равномерность покрытий, но блеска не дают. Кроме того, в присутствии альдегида цинк осаждается не только на деталях, но и на стенках барабана, стеклянных шариках. Вместе с тем, отмечается, что анисовый альдегид является хорошей добавкой при осаждении медных и латунных покрытий [97;120].

Хороший результат при осаждении химико-механических покрытий дают крезолы, фталаты, например диэтилфталат. Использование фталатов позволяет получать равномерное покрытие. Введением в раствор двух, трех и более добавок в малых количествах (до 1 г) можно получить синергетический эффект. Например, сочетание изобутилкапроата и сафрола позволяет получать более блестящие, равномерные покрытия. С введением в раствор большего количества добавок увеличивается пенообразование. Пузырьки пены, попадая в углубления на деталях, снижают равномерность покрытия и прочность сцепления его с

основой. Для снижения пены в раствор вводятся силиконовые добавки- пеногасители.

Дальнейшее усовершенствование механического метода привело к широкому внедрению его под названием «Transiflo» на предприятиях России, США, Великобритании, Япония, СНГ. Значительное применение в промышленности данный способ нашел для нанесения покрытий сплавами, обеспечивающими повышение коррозионной стойкости изделий, особенно в биметаллических конструкциях (находящихся в контакте с алюминием) [148- 151;163;168 и др.].

Механические покрытия (МП) включены в спецификации АСТМ [215] и МИЛ-Ц-81562А (США) для осаждения цинка, кадмия и сплава кадмий - олово. Кроме того, существует ряд спецификаций, выпущенных автомобильными

корпорациями. Например, спецификация фирмы «Форд» предписывает обязательное применение МП для всех случаев, когда требуется хорошая коррозионная защита деталей, и есть опасность их водородного охрупчивания в процессе традиционного электроосаждения покрытия. Обычно для стальных деталей с прочностью 8-140-200 кг/мм² и твердостью поверхности более 40НЕС рекомендуется нанесение механических покрытий.

В 80-е годы по официальной статистике МП осуществляли 200 предприятий в США, 40 в Германии, 4 в Великобритании. В настоящее время западные автомобильные компании заказывают крепёж и нормали с различными видами покрытий (усредненные данные): цинк гальванический - 60-65%; дакромет 15­20%; ксилан - 15-20%; механический цинк - 10-15% [209; 210].

В отечественном автомобилестроении преимущественно применяется традиционное гальваническое цинкование и очень малая доля приходится на механическое цинкование, в частности на ОАО «ВАЗ»- менее 1% от общего объема цинкования [7].

1.2.