Wybór powłoki

Standard określa ogólne wymagania wobec wyboru metalowych oraz niemetalowych nieorganicznych powłok części oraz składanych jednostek (części) nanoszonych w sposób chemiczny, elektrochemiczny oraz gorący (ołów i jego stopy).

Standard nie dotyczy powłok stosowanych jako technologiczne pokrycia części zegarków i wyrobów jubilerskich, poza wymaganiami odnośnie określenia maksymalnej grubości powłoki.

Podczas wyboru powłoki należy brać pod uwagę:

  • Przyznaczenie części;

  • Przyznaczenie powłoki;

  • Warunki eksploatacji części z powłoką według GOST 15150-69;

  • Materiał części;

  • Właściwości powłoki oraz wpływ na mechaniczne oraz inne charakterystyki materiału części;

  • Sposób uzyskania powłoki oraz jego wpływ na mechaniczne oraz inne charakterystyki materiału części;

  • Ekologiczność materiału powłoki oraz technologicznego procesu jej nanoszenia;

  • Dopuszczalność kontaktu metali oraz metalowych i niemetalowych powłok według GOST 9.005-72;

  • Racjonalność ekonomiczna.

PODSTAWOWE CHARAKTERYSTYKI POWŁOK

Powłoka z cynku

Powłoka z cynku jest powłoką anodową w wypadku metali czarnych i chroni stal przed korozją w sposób elektrochemiczny w temperaturach do 70 °С, w bardziej wysokich temperaturach – w sposób mechaniczny. Powłoka chroni przed korozją kontaktową stali przy złączaniu z częściami z aluminium i jego stopami; zapewnia ochronę części gwintowych.

W celu podwyższenia odporności korozyjnej powłoka z cynku jest chromowana i fosfatowana. Chromowanie jednocześnie ulepsza wygląd zewnętrzny powłoki. Membrana z chromu jest mechanicznie nietrwała. Cynkowe chromowane powłoki tracą swój wygląd dekoracyjny w warunkach periodycznego oddziaływania mechanicznego: dotyku narzędzi, rąk. Bez chromowania i fosfatowania powłoki są stosowane w celu zapewnienia przewodności elektrycznej oraz do prasowania masami plastycznymi w temperaturze powyżej 100 °С.

Cynkowanie elektrochemiczne powoduje utratę plastyczności stali w efekcie uwodornienia. Stale o wytrzymałości powyżej 1380 МPa; (140 kg / mm2) nie podlegają cynkowaniu.

Powłoka jest mocno sprzęgnięta z metalem podstawowym, ma niską odporność na ścieranie mechaniczne oraz wzmożoną kruchość w temperaturach powyżej 250 °С oraz poniżej - 70 °С; matowa powłoka wytrzymuje gięcie, walcowanie. Powłoka ma niską odporność chemiczną na wpływ produktów, które są wydzielane podczas starzenia się materiali organicznych.

Mikrotwardość powłoki nanoszonej w sposób elektrochemiczny średnio wynosi 490-1180 MPa (50-120 kgs/mm2); opór właściwy w temperaturze 18 °С wynosi 5,75⋅10-8 Оm⋅m.

Powłoka z niklu

Powłoka z niklu jest katodowa względem stali, stopów aluminium oraz cynku. Powłoka jest stosowana do ochronnej, ochronno-dekoracyjnej, dekoracyjnej obróbki części, wzmożenia twardości powierzchni, odporności na niszczenie oraz przewodności elektrycznej.

W celu podwyższenia dekoracyjności powłoki po podkładce z niklu nanoszony jest chrom o grubości do 1 mkm.

Zwiększenie odporności korozyjnej osiągane jest poprzez połączenie kilku warstw powłok z niklu o różnych właściwościach fizyczno-chemicznych. Przy grubości 24 mkm ochronne właściwośći dwuwarstowej powłoki (bez podwarstwy miedzi) przewyższają ochronne właściwości powłok błyszczących w dwa razy, a trzywarstowej z wypełniaczem – w trzy razy.

Opór właściwy w temperaturze 18 °С - 7,23⋅10-8 Оm •m; mikrotwardość błyszczącej powłoki - 4420-4900 МPа (450-500 kgs / mm2), półbłyszczącej - 2940-3930 МPа (300-400 kgs / mm2); współczynnik odbicia błyszczącej powłoki - 75%. Dopuszczalna temperatura robocza - 650 °С.

Powłoka zapewnia dobre rozciekanie przylutowanych części oraz uzyskanie złącz próżnioszczelnych przy spawaniu w wysokich temperaturach w różnych środowiskach bez stosowania proszków lutowniczych, jak również przy spawaniu łukowym (w ostatnim wypadku bez podwarstwy z miedzi). Powłoki z miedzi o grubości do 6 mkm można poddawać spawaniu punktowemu.

Powłoka pełni rolę warstwy barierowej pod powłoki ze złota, srebra, stopu ołowiu i cyny oraz innych metali, zapobiegając dyfuzji miedzi, cynku, żelaza i innych metali.

Powłoka z chromu

Powłoka z chromu jest katodowa względem stali, stopów aluminium oraz cynku, zapewnia ochronę przed korozją oraz ulepsza wygląd dekoracyjny.

Ochronno-dekoracyjną powłokę nanosi się po podkładce z niklu cienką lustrzano-błyszczącą warstwą o grubości do 1 mkm. Powłoka o grubości do 0,5 mkm jest porowata, przy zwiększaniu grubość powstaje siatka pęknięć.

Nanoszenie powłoki z chromu na elementy o skomplikowanym profilu jest utrudnione z powodu niskiej zdolności rozpraszania elektrolitów chromu.

W celu podwyższenia odporności korozyjnej części o powłoce z chromu mogą być poddawane dodatkowej obróbce (hydrofobizacji, impregnacji etc.). W razie eksploatacji w warunkach bezpośredniego oddziaływania wody morskiej w celu zapewnienia dodatkowej ochrony elementów chromowanych zaleca się co jakiś czas wznawiać olej.

Mikrotwardość twardej powłoki z chromu - 7350-10780 MPa (750-1100 kgs / mm2).

Powłoki z miedzi

Powłoka z miedzi jest katodowa względem stali, stopów aluminium, magnium oraz cynku. Powłoka jest stosowana jako technologiczna warstwa do zmniejszenia porowatości oraz podwyższenia przylegalności innych powłok. Z powodu niskiej odporności korozyjnej nie zaleca się stosować do ochrony przed korozją jako samodzielną powłokę.

Powłoka z miedzi ma wysoką przewodność cieplną i elektryczną, plastyczność, wytrzymuje rozciąganie, walcowanie, dobrze się poleruje, ułatwia przycieranie oraz nagwintowywanie; w świeżo osadzonym stanie dobrze się lutuje. Z niskotemperaturowymi przylutowanymi częściami tworzy związki międzymetaliczne, co znacznie pogarsza lutowność oraz trwałość złączy lutowych.

Dopuszczalna robocza temperatura powłoki - 300 °С; ; mikrotwardość powłoki - 590-1470 MPa (60-150 kgs / mm2); opór właściwy w temperaturze 18 °С - 1,68⋅10-8 Оm • m.

Czytać GOST 9.303-84 w całości