ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Покрытия из меди и медных Алюминии и алюминиевые спла- сплавов из "Коррозия" Алюминий используется как защитное покрытие для железа и стали, а также для некоторых высоко- и среднепрочных алюминиевых сплавов. В некоторых случаях оптимальная защита достигается при использовании алюминиевых сплавов для протекторных покрытий. Алюминий применяют также как декоративное покрытие металлических и неметаллических поверхностей. Существует несколько методов нанесения алюминиевых покрытий, и выбор метода зависит в значительной мере от того, какие функции в основном должно выполнять покрытие — защитные или декоративные. Одни методы нельзя использовать из-за сложной формы изделия, другие—из-за химических и физических свойств изделия. [c.401] Существует много методов покрытия алюминием других металлов. Они включают метод распыления (металлизацию), алюминирование при распылении (термообработанные напыленные покрытия), погружение в горячий расплав, диффузионное алюминирование (алитированне), осаждение в вакууме, гальваническое покрытие, осаждение с помощью процесса электрофореза, химическое осаждение (нанесение покрытия из газовой или паровой фаз), плакирование или механическое соединение с помощью литья. [c.401] Окрашивание алюминиевым пигментом рассматривалось в разделе 8, поскольку свойства такого покрытия в основном определяются красителем, а не металлическим пигментом. В этом отношении алюминиевое пигментированное покрытие отличается от наполненного цинком покрытия, который может обеспечить гальванический защитный эффект подобно металлическому цинку. [c.401] Покрытия, получепные распылением и осаждением в вакууме, могут быть нанесены на большинство металлов и на многие неметаллы. Например,осаждение в вакууме осуществляют на многие материалы, включая пластики, напыление применяют для покрытий тканей, пластических материалов и бумаги. Погружение в горячий расплав и другие диффузионные процессы зависят от природы основного металла и от свойств покрытия. В большинстве случаев алюминиевые покрытия используются на железе и стали и в меньщих масштабах на алюминиевых сплавах и пластиках. [c.401] Закаленную железную дробь используют для большинства стальных конструкций, в то время как окись алюминия и карбиды кремния используют для металлов, имеющих твердость, превышающую НВ 360. Прокаленную окись алюминия следует использовать для очистки алюминия, чтобы избежать загрязнений поверхности в результате внедрения в поверхность остатков железной дроби (см. раздел 6.4). [c.401] Чистый алюминий или алюминиевые сплавы наносят с помощью порошкового или проволочного металлизатора оба метода дают близкие результаты. Покрытие толщиной 0,075—0,1 мм обеспечивает хорошую защиту и является более предпочтительным, чем толщиной 0,05 мм, которое получается за один проход пистолета. [c.401] Для большинства атмосферных условий покрытия толщиной более 0,25 мм не дают преимуществ более того, есть основания предполагать, что в некоторых условиях при толщине покрытия более 0,3 мм может происходить сильное отслаивание этого покрытия. Для общих целей оптимальные характеристики в случае применения алюминия чистотой 99,5% получаются при толщине покрытия 0,1—0,2 мм. [c.401] В настоящее время наиболее современным методом считается электроннолучевое распыление, которое обеспечивает более высокие скорости распыления, лучшую адгезию и снижает содержание окислов в покрытии. [c.401] Алюминирование напыленных покрытий. Для работы при высоких температурах (от 550 до 900° С) рекомендуется нагрев стали с нанесенным на нее покрытием до 800— 900° С либо в слабой окислительной атмосфере, либо в каменноугольной смоле, для того чтобы вызвать диффузию на поверхности раздела сталь — алюминий. Окисление алюминиевого покрытия во время этой термообработки может быть также понижено или путем протекторной защиты гидроокисью кальция с силикатом натрия, или использованием в качестве покрытия сплава А1—0,75 d. Покрытие распылением с последующей термообработкой известно под названием алюминирование , однако правильнее термин алюминирование напыленного покрытия для отличия от процесса алюминирования при погружении в горячий расплав, который производится (после предварительной обработки металлической поверхности) путем погружения в ванну с расплавленным алюминием. [c.401] Этот способ покрытия применяют как для отдельных изделий, так и на заводе при непрерывном производстве ленты. Такой процесс освоен в Северной Америке, Великобритании и других европейских странах. [c.402] Метод нанесения покрытий в вакууме. В этом случае осаждение покрытия производится из паров высокочистого алюминия, полученных при прохождении тока большой силы через вольфрамовую нить. При этом алюминиевая проволока, которая наматывается на эту нить, испаряется. [c.402] Пространство, где происходит процесс, сильно разрежено, и испаренный алюминий концентрируется на охлажденной поверхности детали. Этот метод может дать предельно тонкие слои на металлической и неметаллической поверхностях. При этом часто применяют покрытия лаком камерной сушки до и после осаждения алюминиевого покрытия. Обычно получают покрытие толщиной порядка 0,025 мм, однако слой толщиной 0,025—0,075 мм может быть осажден тогда, когда наряду с декоративными свойствами необходимы и защитные свойства от коррозии. Окись кремния иногда используют для окончательной отделки защитного слоя при толщине его 100 мкм. [c.402] Катодное разбрызгивание иногда происходит аналогично процессу осаждения в вакууме. В этом случае осаждение проводят при остаточном давлении около 13 Н/м и при потенциале около 1000 В. [c.402] Алюминий может быть осажден из сложных органических растворов при определенных мерах предосторожности. Такие покрытия в настоящее время наносятся в промышленном масштабе в Северной Америке. Существуют два промышленных процесса в растворе хлорида алюминия, хлористого бензола, нитробензола и формальдегида при температуре 50° С и плотности тока 3,2—3,5 кА/м и в другом растворе, состоящем из хлорида алюминия, п-бутиламина и диэтилового эфира при температуре 20 С и плотности тока 970 А/м . Слои толщиной 0,010 мм могут быть получены на малоуглеродистой стали или меди при 20° С и плотности тока 970 А/дм в атмосфере азота или аргона при использовании в качестве анода алюминиевой проволоки. [c.402] Метод покрытия с помощью электрофореза. Покрытия этого типа получают путем осаждения алюминиевого порошка в процессе электрофореза из системы носителя, состоящего из метилового спирта и воды. Материалы, на которые наносят покрытие (например, сталь), можно перемещать через систему, в которой в качестве анода использован алюминий при потенциале около 50 В. В этом случае полоса с нанесенным покрытием уплотняется прокаткой (в валках) и сматывается в рулон с последующей термообработкой при температуре 400—600° С (более низкая температура дает максимальную пластичность покрытия, а более высокая — улучшает адгезию за счет увеличения образования хрупкой прослойки интерметаллических соединений, образованных на границе между покрытием и основным металлом). Дальнейшее улучшение адгезии покрытия может быть получено путем нагревания рулона при 750— 950° С продолжительностью от 30 мин до 5 ч с соответствующим увеличением слоя интерметаллидов между основным металлом и покрытием. Подобное осаждение порошка происходит при использовании метода электростатического распыления на воздухе или в инертной атмосфере. Осаждение может быть также осуществлено из шликера, где в качестве связующего компонента применяют органическое вещество (например, окись полиэтилена), с последующей сушкой и уплотнением. [c.402] Метод химического осаждения из газовой или паровой фазы. Это химический процесс, в результате которого алюминий осаждается из разложившихся соединений алюминия. Алкил газ (такой, как диэтил-гидрид алюминия, точка кипения 55— 56° С) вводят в рабочую камеру после очистки в смеси с инертным газом, таким как аргон или азот. После разрушения гидрида при нагревании (180° С) алюминий осаждается на подложку. Толщина слоя от 0,075 до 2,5 мм для различных материалов. Покрытие, полученное этим способом, эластичное, блестящее, с хорошей адгезией. [c.402] Данную методику нанесения покрытия молено использовать для изделий сложной конфигурации. Установлено, что эта методика может быть использована для нанесения покрытий алюминия на турбины, а также в качестве одного из покрытий на стальные фрезы и для покрытий рулонным методом. [c.403] Метод плакирования. Плакирование путем операции механического сцепления поверхности основного металла с поверхностью алюминия может быть достигнуто обработкой давлением. Алюминиевую плакировку наносят на алюминий и его сплавы, а также на различные материалы, включая медь и сталь. Ассортимент продукции может быть очень широким от листов или полос до различного вида профилей и проволоки. Процесс плакирования проводится поставщиками металла (этот вопрос обсуждался в разделе 2.1). [c.403] Возник повышенный интерес к получению сцепления между слоями методом взрыва для таких плакированных систем, как алюминий — сталь и других композиций. [c.403] Нанесение покрытия методом литья. Метод заключается в формировании отливки вокруг стальных деталей, которые перед этим погружались в горячий расплав алюминия или сплав алюминий — кремний. Этот метод дает хорошее сцепление, однако требует точного расчета, поскольку сильно различаются коэффициенты термического расширения алюминия и стали. [c.403] Вернуться к основной статье