ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О КОРРОЗИИ
Самолеты, вертолеты и другие летательные аппараты эксплуатируются и хранятся в различных климатических условиях, поэтому они должны быть надежно защищены от воздействия на них влаги атмосферного воздуха, распыленной морокой воды, а также от воздействия находящихся в воздухе промышленных загрязнений.
Коррозия в металле возникает вследствие неоднородности его химического состава. При попадании на металл влаги, химических примесей или загрязнений на неоднородных по химическому составу участках его поверхности образуются гальванические микропары, вызывающие разрушение металла.
Для предохранения от коррозии на деталях из металлов и их сплавов образуют защитные покрытия из других, более коррозионно-устойчивых металлов, лакокрасочных или окисных пленок путем соответствующей химической обработки.
1.1. Металлические покрытия
В авиационных конструкциях широко применяютсязащитные металлические покрытия цинком, кадмием, хромом и некоторыми другими металлами. Различают анодные и катодные металлические покрытия.
При анодных покрытиях потенциал покрытия более отрицательный,чем потенциал основного материала. Для стали анодными являются покрытия цинком и кадмием. При нарушении такого покрытия и попадании в место повреждения коррозионной среды основной материал (сталь) не разрушается, так как служит катодом. Скорость разрушения покрытия при этом незначительная, катодная поверхность будет небольшой по сравнению с анодной.
Таким образом, анодные покрытия создают не только механическую, но и электрохимическую защиту. Этот вид покрытий нужно особенно рекомендовать для авиационных деталей.
Покрытия называются катодными, если защитный металл имеет более положительный потенциал, чем основной. Для стали катодными являются покрытия хромом, никелем, медью. В случае повреждения покрытия начинает разрушаться основной материал (сталь).
Катодные покрытия отличаются высокой химической стойкостью, большой твердостью, сопротивляемостью к истиранию и другими. Однако применение катодных покрытий возможно лишь в случае достаточной их толщины и непроницаемости, а также при отсутствии активной коррозионной среды в условиях эксплуатации.
Для авиационных деталей больше всего применяют гальваническое цинкование, кадмирование и хромирование.
Покрытия оксидными пленками
Алюминиевые сплавы быстро окисляются и в естественных условиях на их поверхности образуется слой окиси алюминия Al2 O3. Однако оксидная пленка, полученная естественным путем, слишком тонка и не может защищать металл от коррозии длительный срок. Поэтому на деталях из алюминиевых сплавов искусственно создают прочную оксидную пленку электролитическим методом, т.е. анодным оксидированием. Такая оксидная пленка является весьма прочным защитным покрытием металла от коррозии.
Лакокрасочные покрытия
Лакокрасочные покрытия представляют собой пленки, образующиеся при высыхании различных лаков, олиф и красок, наносимых на поверхности изделий. Такие покрытия применяются для защиты изделия от коррозии, придания им красивого внешнего вида.
Типовой технологический процесс нанесения лакокрасочных покрытий включает следующие операции:
- подготовку поверхности к окрашиванию;
- грунтовку поверхности, заключающуюся в нанесении на нее слоя краски специального состава для надежного сцепления покрытия с металлом;
- шпаклевку поверхности специальными пастами для выравнивания неровностей;
- окрашивание поверхности специальными красками в несколько (два-три) слоев и сушку поверхности после нанесения каждого слоя.
2. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ
Для прочного оцепления слоя покрытия с основным материалом поверхность деталей должна быть тщательно подготовлена, т.е. очищена от всякого рода загрязнений: ржавчины, окалины, жиров и т.п.
2.1. Предварительная подготовка поверхностей деталей перед покрытием
Законсервированные детали предварительно обезжиривают нагревом в сушильных печах или шкафах. Затем детали промывают в моечных машинах содово-щелочными растворами или органическими растворителями — бензином, керосином и др., после этого промывают в теплой, а потом в холодной воде. Окалину и ржавчину удаляют опескоструиванием, железными щетками или дробеструйной обработкой.
2.2. Окончательная подготовка поверхностей деталей
Поверхность деталей окончательно подготавливают не позднее, чем за двое суток после предварительной подготовки.
С целью удаления небольших жировых загрязнений обезжиривание производят химическим способом в щелочных растворах или электрохимическим способом. При этом детали завешивают на катод, анодом служат полосы никелированного железа. После этого детали промывают сначала в теплой, затем в холодной проточной воде. Декапирование - легкое травление в течение 1-2 мин - производится в растворе серной или соляной кислоты для удаления тончайшей пленки окисла, образовавшегося после очистки. После декапирования детали немедленно переносят в ванну для нанесения покрытий.
Подвески (рис.1) служат для установки в ваннах деталей (а - труб, б - листового материала, в - мелких деталей, г - корзинок для мелких деталей) в определенном положении и для подвода к деталям электрического тока.
2.3. Кадмирование
Кадмирование применяется для защиты от коррозии стальных деталей, работающих при температурах до 250оС. Детали, работающие в топливе и синтетических маслах, кадмированию не подлежат.
Кадмиевые покрытия отличаются большой стойкостью во влажных средах, большой пластичностью и меньше наводороживают покрытие.
Кадмий - дорогой и дефицитный металл. Вследствие этого кадмирование применяют в тех случаях, когда нельзя применить цинкование, а именно:
- для деталей, работающих в морской воде и влажном климате;
- для болтов диаметром 10 мм и более;
- для пружин из стали ЗОХГСА, требующих покрытия высокой пластичности;
- для глубоко профилированных деталей.
Кадмирование выполняют в цианистых, хлористоаммонийных и сернокислых электролитах.
Цианистый кадмиевый электролит имеет высокую рассеивающую способность. Покрытие в этом электролите получается более равномерным по толщине, мелкозернистым.
К недостаткам цианистого электролита относится его токсичность и значительное наводороживание стали при кадмировании в этом электролите. Поэтому детали с цементированными поверхностями и пружины кадмированию в цианистом электролите не подлежат.
Хлористоаммонийный электролит прост по составу, устойчив в работе, не ядовит, но рассеивающая способность его ниже цианистого. Онявляется малонаводороженным, при применении этого электролита стандартные механические свойства стали практически не изменяются. Поэтому пружины, пружинные шайбы и детали с цементированными поверхностями следует кадмировать в хлористоаммонийном электролите.
Сернокислый электролит для кадмирования имеет рассеивающую способность, аналогичную хлористо-аммонийному электролиту, и позволяет получать качественные покрытия при более высокой плотности тока. При кадрировании в сернокислом электролите происходит более сильное наводороживание стали, чем в хлористоаммокийном электролите, и поэтому кадмировать детали с цементированными поверхностями в нем не разрешается.
Схема кадмирования приведена на рис. 2.
Рис. 2
Все кадмированные детали после тщательной промывки в воде следует осветлить в 1-3%-ном водном растворе технической азотной кислоты.
Осветлением в азотной кислоте удаляются пятна и улучшается внешний вид.
Операции кадмирования деталей приведены в табл. 1 и 2.
|
|
|
| Таблица 1 |
| Кадмирование деталей в цианистом электролите | |||
| № п/п | Содержание операций | Состав ванны (г/л воды) | Режим |
| 1 | Обезжиривание | Тринатрийфосфат 30…70 | Т = 50…70оС |
|
|
| Углекислый натрий 20…25 | t = 10 мин |
|
|
| Едкий натр 5…15 | б = 3…10 А/дм2 |
|
|
| Жидкое стекло 10…20 |
|
| 2 | Промывка | Теплая вода, затем холодная |
|
|
|
| вода |
|
| 3 | Декапирование | Серная кислота 50…100 | t = 1…2 мин |
| 4 | Промывка | Холодная вода проточная |
|
| 5 | Кадмирование | Окись кадмия 30…40 | Т = 20…40оС |
|
|
| Цианистый натрий 130…160 | б = 0,8…2 А/дм2 |
|
|
| Едкий натр 10…25 |
|
|
|
| Сернокислый аммоний 30…40 |
|
|
|
| Декстрин 8…12 |
|
| 6 | Промывка | Холодная проточная вода |
|
| 7 | Осветление | 1…3%-ый водный раствор |
|
|
|
| азотной кислоты |
|
| 8 | Промывка | Холодная проточная вода |
|
|
|
| Горячая вода | Т = 70…90оС |
| 9 | Сушка - обдув сухим воздухом | ||
| 10 | Контроль качества покрытий | ||
Примечания: 1. Качество кадмиевого покрытия определять по внешнему виду, прочности сцепления с основным металлом, толщине. Покрытие должно соответствовать требованиям ГОСТ 3002-70.
2. Плотность тока обозначена б.
| Таблица 1 | |||
| Кадмирование деталей в цианистом электролите | |||
| № п/п | Содержание операций | Состав ванны (г/л воды) | Режим |
| 1 | Обезжиривание | Тринатрийфосфат 30…70 | Т = 50…70оС |
| Углекислый натрий 20…25 | t = 10 мин | ||
| Едкий натр 5…15 | б = 3…10 А/дм2 | ||
| Жидкое стекло 10…20 | |||
| 2 | Промывка | Теплая вода, затем холодная | |
| вода | |||
| 3 | Декапирование | Серная кислота 50…100 | t = 1…2 мин |
| 4 | Промывка | Холодная вода проточная | |
| 5 | Кадмирование | Окись кадмия 30…40 | Т = 20…40оС |
| Цианистый натрий 130…160 | б = 0,8…2 А/дм2 | ||
| Едкий натр 10…25 | |||
| Сернокислый аммоний 30…40 | |||
| Декстрин 8…12 | |||
| 6 | Промывка | Холодная проточная вода | |
| 7 | Осветление | 1…3%-ый водный раствор | |
| азотной кислоты | |||
| 8 | Промывка | Холодная проточная вода | |
| Горячая вода | Т = 70…90оС | ||
| 9 | Сушка - обдув сухим воздухом | ||
| 10 | Контроль качества покрытий | ||
Примечание. Слой кадмия толщиной 22 мкм осаждается в течение 1 ч при б = 1 А/дм2.
Обезводороживание
Все детали с пределом прочности выше 900 МПа после кадмирования или цинкования проходят термическую обработку для удаления водородной хрупкости. Операции обездороживания приведены в табл. 3.
| Таблица 1 | |||
| Кадмирование деталей в цианистом электролите | |||
| № п/п | Содержание операций | Состав ванны (г/л воды) | Режим |
| 1 | Обезжиривание | Тринатрийфосфат 30…70 | Т = 50…70оС |
| Углекислый натрий 20…25 | t = 10 мин | ||
| Едкий натр 5…15 | б = 3…10 А/дм2 | ||
| Жидкое стекло 10…20 | |||
| 2 | Промывка | Теплая вода, затем холодная | |
| вода | |||
| 3 | Декапирование | Серная кислота 50…100 | t = 1…2 мин |
| 4 | Промывка | Холодная вода проточная | |
| 5 | Кадмирование | Окись кадмия 30…40 | Т = 20…40оС |
| Цианистый натрий 130…160 | б = 0,8…2 А/дм2 | ||
| Едкий натр 10…25 | |||
| Сернокислый аммоний 30…40 | |||
| Декстрин 8…12 | |||
| 6 | Промывка | Холодная проточная вода | |
| 7 | Осветление | 1…3%-ый водный раствор | |
| азотной кислоты | |||
| 8 | Промывка | Холодная проточная вода | |
| Горячая вода | Т = 70…90оС | ||
| 9 | Сушка - обдув сухим воздухом | ||
| 10 | Контроль качества покрытий | ||
Примечания: 1. Для активирования поверхности кадмия перед пассивированием детали погружают в водный раствор серной кислоты на 3…5 мин.
2. Пассивирование в хроматном растворе проводится для получения на поверхности кадмированных деталей хроматной пленки, повышающей защитные свойства кадмиевого слоя.
2.4. Цинкование
Цинкованию подвергаются стальные детали, работающие при температуре до 300оС, а также детали, работающие в топливе.
Для электролитического цинкования применяются цианистый, сернокислый и хлористоаммонийный электролиты.
Цианистый электролит обладает лучшей рассеивающей способностью и обеспечивает получение наиболее равномерных по толщине мелкозернистых покрытий. Недостатком этого электролита является токсичность и очень сильное наводороживание стали при цинковании. Цианистый электролит рекомендуется применять для цинкования деталей сложной конфигурации, непрокрываемых в других электролитах, сварных деталях и т.п.
Сернокислый электролит не ядовит, устойчив, более дешевый, меньше наводороживает сталь, чем цианистый электролит, но обладает значительно более низкой рассеивающей способностью, что создает пленки с худшими защитными свойствами.
Рис. 3
Хлористоаммонийный электролит по свойствам примерно такой же, как сернокислый. Хлористоаммонийный и сернокислый электролиты рекомендуется применять для цинкования нормалей и мелких деталей, которые засыпают в колокол или барабаны.
Все детали с пределом прочности выше 900 МПа после цинкования подвергают термической обработке в течение 2 ч при температуре 130...200oС для удаления водородной хрупкости (табл. 3).
Схема цинкования приведена на рис. 3.
Операции цинкования приведены в табл. 4 и 6.
|
|
|
| Таблица 4 |
| Цинкование деталей в цианистом электролите | |||
| № п/п | Содержание операций | Состав ванны (г/л воды) | Режим |
| 1 | Обезжиривание | Тринатрийфосфат 30…70 | Т = 50… |
|
|
| Углекислый натрий 20…25 | 70оС |
|
|
| Едкий натр 5…15 | t = 10 мин |
|
|
| Жидкое стекло 10…20 | б = 3…10 А/дм2 |
| 2 | Промывка | Теплая вода, затем холодная | Т = 40…50оС |
|
|
| вода |
|
| 3 | Декапирование | Серная кислота 50…100 | t = 1…2 мин |
| 4 | Промывка | Холодная вода проточная |
|
| 5 | Цинкование | Окись цинка 20…45 | Т = 16…40оС |
|
|
| Цианистый натрий 50…120 | б = 2…10 А/дм2 |
|
|
| Едкий натр 50…100 |
|
|
|
| Сернокислый натрий 0,5…5,0 |
|
| 6 | Промывка | Холодная проточная вода |
|
| 7 | Осветление | 1…3%-ый водный раствор |
|
|
|
| азотной кислоты |
|
| 8 | Промывка | Холодная проточная вода |
|
|
|
| Горячая вода | Т = 70…90оС |
| 9 | Сушка - обдув сухим воздухом | ||
| 10 | Контроль качества покрытий | ||
Примечание. После цинкования и тщательной промывки детали осветляют в растворе азотной кислоты для улучшения внешнего вида и удаления возможных пятен.
|
|
|
| Таблица 5 |
| Цинкование деталей в кислых электролите | |||
| № п/п | Содержание операций | Состав ванны (г/л воды) | Режим |
| 1 | Обезжиривание | Тринатрийфосфат 30…70 | Т = 50…70оС |
|
|
| Углекислый натрий 20…25 | t = 10 мин |
|
|
| Едкий натр 5…15 | б = 3…10 А/дм2 |
|
|
| Жидкое стекло 10…20 |
|
| 2 | Промывка | Теплая вода, затем холодная | Т = 40…50оС |
|
|
| вода |
|
| 3 | Декапирование | Серная кислота 50…100 | t = 1…2 мин |
| 4 | Промывка | Холодная вода проточная |
|
| 5 | Цинкование | Сернокислый цинк 150…300 | Т = 18…40оС |
|
|
| Сернокислый натрий 40…100 | б = 1…3 А/дм2 |
|
|
| Борная кислота 20…30 |
|
|
|
| Декстит 5…100 |
|
| 6 | Промывка | Холодная проточная вода |
|
| 7 | Осветление | 1…3%-ый водный раствор |
|
|
|
| азотной кислоты |
|
| 8 | Промывка | Холодная проточная вода |
|
|
|
| Горячая вода | Т = 70…90оС |
| 9 | Сушка - обдув сухим воздухом | ||
| 10 | Контроль качества покрытий | ||
2.5. Хромирование
В зависимости от назначения покрытие бывает зашитно-декоративное с толщиной слоя хрома 0,5…1,5 мкм и твердое, или износоустойчивое, с толщиной слоя хрома 20...80 мкм.
Хром совершенно не тускнеет при эксплуатации хромированных деталей в обычных атмосферных условиях. Кроме того, он имеет значительно большую твердость и лучшую сопротивляемость к истиранию.
Защитно-декоративное хромирование производится на подслой из никеля и меди, что повышает защитно-декоративные свойства деталей.
Рис.4
Схема хромирования приведена на рис. 4. В качестве электролита применяют хромовый ангидрид в растворе серной кислоты. Анод не растворяется, он изготавливается из свинца с добавлением 6...8% сурьмы.
Сущность процесса. При прохождении электрического тока через электролит происходит разложение хромового ангидрида, выделяется хром, который оседает на детали. Для поддержания нужной концентрации хромовый ангидрид периодически засыпается в ванну.
Контроль деталей, поступающих на хромирование. Все детали, поступающие на хромирование, проверяют на шероховатость поверхности, которая должна быть не более 1,25 мкм.
Операции различных видов хромирования приведены в табл. 6, 7 и 8.
|
|
|
| Таблица 6 |
| Защитно-декоративное хромирование стальных деталей | |||
| № п/п | Содержание операций | Состав ванны (г/л воды) | Режим |
| 1 | Обезжиривание | Тринатрийфосфат 30…70 | Т = 50…70оС |
|
|
| Углекислый калий 20…25 | t = 10 мин |
|
|
| Едкий натр 5…15 | б = 3…10 А/дм2 |
|
|
| Жидкое стекло 10…20 |
|
| 2 | Промывка | Теплая вода | Т = 40…50оС |
| 3 | Промывка | Холодная вода | Т = 15…20оС |
| 4 | Декапирование | Серная кислота 50…100 | Т = 15…20оС |
|
|
|
| t = 1…2 мин |
| 5 | Хромирование | Хромовый ангидрид 250…350 | Т = 45…47оС |
|
|
| Серная кислота 2,7…3,8 | б = 15…25 А/дм2 |
| 6 | Промывка | Холодная проточная вода | Т = 15…20оС |
| 7 | Промывка | Горячая вода | Т = 85…90оС |
|
|
|
| До полного удаления кислоты |
| 8 | Сушка | Сушильный шкаф с автоматической регулировкой температуры |
|
| 9 | Полирование покрытия | ||
| 10 | Протирка | ||
| 11 | Контроль - внешний осмотр и проверка толщины покрытия | ||
Примечания: 1. Полирование проводится войлочными кругами с пастой ГСИ.
2. Протирка производится для удаления остатков полировальной пасты.
|
|
|
| Таблица 7 |
| Твердое хромирование | |||
| № п/п | Содержание операций | Состав ванны (г/л воды) или оборудования | Режим |
| 1 | Обезжиривание | Тринатрийфосфат 30…70 | Т = 50…70оС |
|
|
| Углекислый калий 20…25 | t = 10 мин |
|
|
| Едкий натр 5…15 | б = 3…10 А/дм2 |
|
|
| Жидкое стекло 10…20 |
|
| 2 | Промывка | Теплая вода | Т = 45…50оС |
| 3 | Промывка | Холодная проточная вода | Т = 15…20оС |
| 4 | Декапирование | Серная кислота 50…100 | Т = 15…20оС |
|
|
|
| t = 1…2 мин |
| 5 | Хромирование | Хромовый ангидрид 125…250 | Т = 42…55оС |
|
|
| Серная кислота 1,2…2,5 | б = 15…35 А/дм2 |
| 6 | Промывка | Холодная проточная вода | Т = 15…20оС |
| 7 | Промывка | Горячая вода | Т = 85…90оС |
| 8 | Обезводороживание | Сушильный шкаф с автоматической регулировкой температуры | Т = 200…230оС t = 3 ч |
| 9 | Шлифование | Шлифовальный станок |
|
| 10 | Контроль размеров в соответствии с чертежом | ||
Примечание. Обезводороживание проводится только для деталей с пределом прочности выше 900 МПа.
|
|
|
| Таблица 8 |
| Хромирование деталей из высокопрочных сталей | |||
| (б в > 1400 МПа) | |||
| № п/п | Содержание операций | Состав ванны (г/л воды) или оборудования | Режим |
| 1 | Обезжиривание | Тринатрийфосфат 30…70 | Т = 70…90оС |
|
|
| Углекислый калий 20…25 | До полного |
|
|
| Едкий натр 5…15 | обезжиривания |
|
|
| Жидкое стекло 10…20 |
|
| 2 | Промывка | Теплая вода | Т = 45…50оС |
| 3 | Промывка | Холодная проточная вода |
|
| 4 | Анодное | Хромовый ангидрид 125…250 | Т = 50…60оС |
|
| декапирование | Серная кислота 1,5…2 | t = 40…50 с |
|
|
|
| б = 30…40 А/дм2 |
| 5 | Хромирование | Хромовый ангидрид 125…250 | Т = 50…60оС |
|
|
| Серная кислота 1,2…2,5 | б = 45…55 А/дм2 До получения заданной толщины |
| 6 | Промывка | Холодная вода | Т = 15…20оС |
| 7 | Промывка | Теплая проточная вода | Т = 45…50оС |
| 8 | Сушка | Сушильный шкаф | Т = 100…110оС Определяется визуально |
| 9 | Обезводороживание | Масло цилиндровое | Т = 200…230оС t = 3 ч |
| 10 | Охлаждение | До Т = 40…50оС | |
| 11 | Промывка | Веретенное масло | |
| 12 | Обезжиривание | Раствор ОП-7 2…4 | Т = 70…80оС |
| 13 | Шлифование | Шлифовальный станок |
|
| 14 | Контроль размеров в соответствии с чертежом | ||
2.6. Пассивирование деталей из нержавеющих сталей
Пассивирование — это обработка растворами окислителей для образования на поверхности деталей тончайших оксидных пленок. Пассивирование увеличивает антикоррозионную стойкость деталей. Операции пассивирования приведены в табл. 9.
|
|
|
| Таблица 9 |
| Операции пассирования | |||
| № п/п | Содержание операций | Состав ванны (г/л воды) или оборудования | Режим |
| 1 | Обезжиривание | Тринатрийфосфат 30…70 | Т = 45…55оС |
|
|
| Углекислый натр 20…25 | t = 5…10 мин |
|
|
| Едкий натр 5…15 |
|
|
|
| Жидкое стекло 10…20 |
|
| 2 | Промывка | Горячая вода |
|
| 3 | Промывка | Холодная вода |
|
| 4 | Пассирование | Азотная кислота 180…325 | Т = 45…55оС t = 20…40 мин |
| 5 | Промывка | Холодная проточная вода |
|
| 6 | Сушка | Сухой чистый воздух | Т <= 50оС |
| 7 | Контроль | ||
Примечание. Для деталей с узкими полостями с целью нейтрализации остатков кислоты после пассивирования проводится дополнительная операция — промывка в 0,5...2%-ном содовом растворе.
3. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ ДЕТАЛЕЙ ЛЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Алюминиевые сплавы защищают от коррозии анодным оксидированием или химическим оксидированием с последующим нанесением лакокрасочных покрытий. Наряду с высокими защитными свойствами анодная пленка обладает также высокими адгезионными свойствами, благодаря чему она является хорошей основой для лакокрасочных покрытий.
З.1. Анодное оксидирование
Анодное оксидирование — это основной метод защиты алюминиевых сплавов от коррозии. Наиболее широкое распространение получили два метода анодного оксидирования деталей из алюминиевых сплавов: сернокислотный и хромовокислотный.
Основным методом анодного оксидирования деталей из алюминиевых сплавов является сернокислотный, т.е. обработка в растворе серной кислоты. По этому методу при температуре электролита 13... 25оС и количестве пропущенного электричества примерно 35 Кл на плакированном алюминиевом сплаве можно получить анодную пленку толщиной 8...12 мкм, а на неплакированном — порядка 5 мкм.
Анодное оксидирование деталей из алюминиевых сплавов более целесообразно производить с применением постоянного тока.
Хромовокислотный метод анодного оксидирования деталей из алюминиевых сплавов менее распространен. Этот метод применяется, как правило, для анодирования деталей с точными размерами по 8-му и 9-му квалитету и для деталей из литейных сплавов.
При хромовокислотном методе обычно получают пленку толщиной порядка 3 мкм, обладающую меньшей твердостью, чем пленка, полученная в сернокислотном электролите.
Хромовый ангидрид является более дефицитным и дорогостоящим химикатом, чем серная кислота, он вредно действует на здоровье обслуживающего персонала и требует соблюдения специальных мер предосторожности.
Для анодного оксидирования рекомендуется применять 3...5%-ные растворы хромового ангидрида. При анодном оксидировании в хромовой кислоте удельный расход электроэнергии более высокий, чем при оксидировании в серной кислоте.
3.2. Подготовка поверхностей деталей для анодного оксидирования
Предварительная подготовка поверхностей деталей из алюминиевых сплавов аналогична предварительной подготовке поверхностей стальных деталей.
Окончательная подготовка поверхностей деталей из алюминиевых сплавов имеет некоторые особенности.
После обезжиривания и промывки поверхность детали осветляют в растворе азотной кислоты. В азотной кислоте удаляются оставшиеся после обезжиривания пятна, ухудшающие внешний вид после оксидирования.
После осветления и промывкиповерхность детали подвергается травлению в растворе едкого натрия. Эта операция необходима для удаления поверхностных дефектов, оставшихся после обезжиривания.
После травления и промывки следует операция осветления в растворе азотной кислоты с целью удаления с деталей темного налета, образовавшегося при травлении.
Схема анодирования приведена на рис. 5. Подвески с деталями завешивают на анод. Катодом служит пластина свинца или нержавеющей стали. Электролитом является раствор серной или хромовой кислоты.
Рис. 5
Операции анодирование приведены в табл. 10 и 11.
|
|
|
| Таблица 10 |
| Анодное оксидирование в серной кислоте | |||
| № п/п | Содержание операций | Состав ванны (г/л воды) или оборудования | Режим |
| 1 | Обезжиривание | Тринатрийфосфат 20…50 | Т = 60…70оС |
|
|
| Едкий натр 8…12 |
|
|
|
| Жидкое стекло 25…35 |
|
| 2 | Промывка | Теплая проточная вода | Т = 40…50оС |
|
|
| Холодная вода (проточная) | Т = 15…20оС |
| 3 | Осветление | Азотная кислота 20%-ная | t = 3…5 мин |
| 4 | Промывка | Холодная проточная вода |
|
| 5 | Травление | Едкий натр 50…60 | Т = 45…60оС t<= 2 мин |
| 6 | Промывка | Теплая проточная вода | |
|
|
| Холодная проточная вода | |
| 7 | Осветление | Азотная кислота 20%-ная | t = 3…5 мин |
| 8 | Промывка | Холодная проточная вода | |
| 9 | Анодное | Серная кислота 180…200 | Т = 15…25оС |
|
| оксидирование | Продолжительность операции 35…23 мин в зависимости от плотности тока | б = 30…40 А/дм2 U = 13…25 В |
| 10 | Промывка | Холодная проточная вода |
|
|
|
| Горячая проточная вода | Т = 50оС |
| 11 | Наполнение | Раствор хромпика 40…55 | Т = 90…95оС |
|
|
|
| t = 20…25 мин |
| 12 | Промывка | Горячая вода | Т = 50оС |
| 13 | Сушка | Сушильная камера | Т = 60…70оС t = 10…15 мин |
| 14 | Контроль по внешнему виду | ||
|
|
|
| Таблица 11 |
| Анодное оксидирование (анодирование) в хромовой кислоте | |||
| № п/п | Содержание операций | Состав ванны (г/л воды) или оборудования | Режим |
| 1 | Обезжиривание | Тринатрийфосфат 20…50 | Т = 60…70оС |
|
|
| Едкий натр 8…12 | t = 3…5 мин |
|
|
| Жидкое стекло 25…35 |
|
| 2 | Промывка | Теплая проточная вода | Т = 40…50оС |
|
|
| Холодная проточная вода |
|
| 3 | Осветление | Азотная кислота 20%-ная | t = 3…5 мин |
| 4 | Промывка | Холодная проточная вода |
|
| 5 | Травление | Едкий натр 50…60 | Т = 45…60оС t<= 2 мин |
| 6 | Промывка | Теплая проточная вода | |
|
|
| Холодная проточная вода | |
| 7 | Осветление | Азотная кислота 20%-ная | t = 3…5 мин |
| 8 | Промывка | Холодная проточная вода | |
| 9 | Анодное | Хромовая кислота 50…55 | Т = 39+-2оС |
|
|
| б =0,3…2,7 А/дм2 U = 40 В t = 55 мин | |
| 10 | Промывка | Холодная проточная вода |
|
|
|
| Горячая проточная вода | Т = 50оС |
| 11 | Наполнение | Раствор хромпика 40…55 | Т = 90…95оС |
|
|
|
| t = 20…25 мин |
| 12 | Промывка | Горячая вода | Т = 50оС |
| 13 | Сушка | Сушильная камера | Т = 60…70оС t = 10…15 мин |
| 14 | Контроль - по внешнему виду | ||
4. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Магниевые сплавы обладают низкой коррозионной стойкостью, поэтому при эксплуатации в атмосферных условиях их нужно защищать с особой тщательностью.
Магниевые сплавы защищают от коррозии оксидными и анодными пленками и лакокрасочными покрытиями.
Оксидные и анодные пленки защищают магниевые сплавы от коррозии в процессе изготовления деталей, при хранении и транспортировке, а также являются хорошим подслоем для лакокрасочных покрытий, которые повышают адгезию и защитные свойства.
Оксидирование магниевых сплавов осуществляется химическим или электрохимическим способом. При химическом оксидировании образуются тонкие пленки толщиной около 2 мкм, а размеры деталей почти не изменяются. При анодном оксидировании магниевых сплавов толщина защитных пленок составляет 30...60 мкм и их защитные свойства лучше.
Анодные пленки могут применяться для защиты деталей, работающих длительное время при температурах 90...400оС.
Во время анодирования не допускать соприкосновения анодируемых деталей с корпусом ванны и друг с другом.
Операции оксидирования и анодирования деталей из магниевых сплавов приведены в табл. 12 и 1З.
|
|
|
| Таблица 12 |
| Оксидирование полуфабрикатов и деталей из деформируемых | |||
| магниевых сплавов | |||
| № п/п | Содержание операций | Состав ванны (г/л воды) или оборудования | Режим |
| 1 | Обезжиривание | Тринатрийфосфат 40…60 | Т = 60…90оС |
|
|
| Едкий натр 10…25 | t = 5…15 мин |
|
|
| Жидкое стекло 20…30 |
|
| 2 | Промывка | Теплая проточная вода |
|
|
|
| Холодная проточная вода |
|
| 3 | Обработка в хромовом ангидриде | Раствор хромового ангидрида 20…30% | Т = 60…70оС t = 8…12 мин |
| 4 | Промывка | Холодная вода |
|
| 5 | Оксидирование | Двухромовокислый калий 15…20 | Т = 70…80оС t = 30 с…2 мин |
|
|
| Азотная кислота (1,4) 15…25 мл/л | |
|
|
| Хлористый аммоний 0,75…1,25 | |
| 6 | Промывка | Холодная вода | |
|
|
| Горячая вода | |
| 7 | Наполнение | Раствор двухромовокислого | Т = 90…100оС |
|
|
| калия (хромпик) 40…50 | t = 15…20 мин |
| 8 | Промывка | Холодная вода |
|
|
|
| Теплая вода | Т = 30…40оС |
|
|
| Горячая вода проточная | Т = 50оС |
| 9 | Сушка | Сушильный шкаф | Т = 60…70оС |
| 10 | Контроль | ||
Примечания: 1. Обработка в растворах хромого ангидрида проводится для удаления старой оксидной пленки и продуктов коррозии и частичного удаления флюсовых включений.
2. Наполнение производится в растворе хромпика для пропитки пористой оксидной пленки.
|
|
|
| Таблица 13 |
| Анодирование деталей из литейных магниевых сплавов | |||
| № п/п | Содержание операций | Состав ванны (г/л воды) или оборудования | Режим |
| 1 | Обезжиривание | Тринатрийфосфат 40…60 | Т = 60…90оС |
|
|
| Едкий натр 10…25 | t = 5…15 мин |
|
|
| Жидкое стекло 20…30 |
|
| 2 | Промывка | Горячая вода |
|
|
|
| Холодная проточная вода |
|
| 3 | Обработка в хромовом ангидриде | Раствор хромового ангидрида 20…30% | Т = 60…70оС t = 8…12 мин |
| 4 | Промывка | Холодная вода |
|
| 5 | Оксидирование | Бифторид аммония 250…300 | Т = 80…85оС |
|
|
| Двухромовокислый натрий 60…80 | Ток переменный U = 75…90 В |
|
|
| Ортофосфорная кислота (85%) 60…70 мл/л | б = 4…6 А/дм2 t = 30…40 мин |
| 6 | Промывка | Холодная вода | |
|
|
| Горячая вода | |
| 7 | Наполнение | Двухромовокислый калий | Т = 90…100оС |
|
| в хромпике | 40…50 | t = 15…20 мин |
| 8 | Промывка | Холодная вода | Т = 30…40оС |
|
|
| Теплая вода | Т = 50оС |
|
|
| Горячая вода проточная |
|
| 9 | Сушка | Сушильный шкаф | Т = 60…70оС |
