Технологические возможности и перспективы использования вибрационного химико-механического цинкового покрытия

6,6,1 .Мировой опыт и результаты

Химико-мехешическое покрытие является развитием ранее созданного и широко применяемого процесса цинкования деталей. Прошло около полувека с тех пор, как компания «Пин Плэйт инкорпорейтед» (США) получила три первых патента на механический способ нанесения металлических покрытий под названием «Пин Плэйтинг».

Механические покрытия включены в спецификации АСТМ и МИЛ-Ц- 81562А (США) для осаждения цинка, кадмия и сплава кадмий-олово. Кроме того, существует ряд спецификаций, выпущенных автомобильными корпорациями. Например, спецификация фирмы «Форду 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 8-140­200 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 15-20% ; ксилан - 15-20%; механический цинк - 10-15%.

В отечественном автомобилестроении преимущественно применяется традиционное гальваническое цинкование и очень малая доля приходится на

механическое цинкование, в частности на ПАО «АВТО ВАЗ» - менее 1% от общего объема цинкования .

ПАО «АВТОВАЗ» занялся этой проблемой совместно с ИХХТ Академии наук Литвы и ВНИИПАВ в связи с заменой токсичного цианистого кадмирования и необходимостью иметь специальное покрытие для высоконагруженных термообработанных деталей без риска наводороживания.

6.6,2, Результаты и перспективы использования вибрационных химико­механических цинковых покрытий дл повышения ресурса изделий

Метод вибрационного химико-механического цинкования с использованием фарфоровых шаров в качестве рабочей среды - процесс новый, эффективный и простой в эксплуатации. Он позволяет обрабатывать в различном производстве крепежные изделия и детали несложной конфигурации, имеющие сварные соединения, узкие зазоры, а также бытовые изделия (ключи, петли, засовы и т.д.) .

Исходя из особенностей процесса, комбинированная вибрационная обработка обеспечивает повышенную химическую активность обрабатываемой поверхности и компонентов технологической суспензии, исключая из технологического цикла операции подготовки поверхности детали под покрытие (обезжиривание, травление, осветление, декапирование, промывка горячая и холодищі). При этом снижаются затраты на обслуживание подготовительных операций и стоимость материалов для приготовления и эксплуатации растворов.

Экономический эффект обрабатываемой поверхности может быть получен за счет сокращения технологического цикла обработки и повышения эксплуатационных свойств деталей:.

Метод вибрационного химико-механического цинкования отработан на ряде крупносерийных деталей, применяемых в изделиях на предприятиях машиностроения, например: болты, гайки, шайбы, кронштейны, скобы, колодки и др.

На первом этапе вибрационного химико-механического цинкования применялась дополнительная обработка в абразивной среде Волжского абразивного завода ПТ-15

Для получения наибольшего эффекта и облегчения процесса нанесения ВиХМТП на детали, приведенные на рис. 6.17, рекомендованы следующие технологические режимы: на этапе нанесения покрытия очищенные и промытые детали загружать в герметически закрывающуюся рабочую камеру с фарфоровыми шарами диаметром 5-10 мм и раствором, содержащим хлорид цинка в количестве 100 г на литр воды, с цинковым порошком - 50 г на литр раствора. Температура рабочего раствора может колебаться в диапазоне 290-298 К , при низких температурах (273-288К) время нанесения покрытия увеличивается на 15%. Режимы вибрационного воздействия: амплитуда колебаний 3 мм, частота колебаний 25 Гц, время 45-60 мин. После нанесения покрытия детали промывают холодной проточной водой и сушат теплым воздухом при необходимости

Рис.6.17. Образцы деталей с ВиХМЦП

С целью повышения коррозионной стойкости ВиХМЦП детали на рис. 6.17 обрабатывали специальным химическим хроматным раствором состава, г/л:

кислота азотная (HNO3) - 2-5; ангидрит хромовый (CrO3) - 25-55; натрий сернокислый (Na2SO4) - 15-20. Обработку проводили при температуре 288-300К в течение 0,1-0,3 мин. Далее детали промывали в холодной проточной воде, сушили в течение 6 мин при температуре 330К.

Вибрационные химико-механические покрытия получаются почти беспористыми, поэтому хроматную обработку для повышения их ресурса можно не проводить.

6.7.