Основные и вспомогательные материалы для металлопокрытий
Основные и вспомогательные материалы для лакокрасочных покрытий
Требования к качеству подготовки поверхностей
Механическая обработка поверхностей под гальванопокрытия
Обезжиривание
Травление и активирование
Электрохимическое и химическое полирование
Промывка
Классификация покрытий
Цинкование
Кадмирование
Лужение
Меднение
Никелирование
Декоративное хромирование
Нанесение специальных гальванических покрытий
Оксидирование
Фосфатирование
Нанесение гальванических покрытий на пластмассовые детали
Оборудование для шлифования и полирования
Галтовочное и вибрационное оборудование
Оборудование для обезжиривания в органических растворителях
Оборудование для химической обработки деталей
Механизированное оборудование
Автоматизированное оборудование
Вспомогательное оборудование
Электрооборудование
Вентиляционные очистные установки
Оборудование для механической очистки
Аппараты струйной абразивной очистки
Оборудование для термической и химической очистки
Оборудование для ультразвуковой очистки
Оборудование для фосфатирования
Техническое обслуживание оборудования
ТБ на оборудовании для подготовки поверхностей
Основное оборудование для окрашивания пневмораспылением
Распылительные камеры и гидрофильтры
Оборудование для пневмораспыления
Оборудование для переработки отходов
ТО распылительных камер
ТБ при работе на оборудовании для пневмораспыления
Краскораспылители высокого давления
Установки безвоздушного распыления без подогрева
Насосы высокого давления
ТО установок безвоздушного распыления
ТБ при работе на установках безвоздушного распыления
Распылители для электро-окрашивания
Вспомогательное оборудование для электро-окрашивания
Ручные электростатические установки
Электро-красочные материалы
ТО камер электро-окрашивания
ТБ при работе на оборудовании для электро-окрашивания
Оборудование для окрашивания окунанием
Оборудование для окрашивания струйным обливом
ТО установок для окрашивания окунанием
ТБ оборудовании для окрашивания окунанием
Основное оборудование для электро-осаждения
Вспомогательное оборудование для электро-осаждения
Техническое обслуживание установок электро-осаждения
ТБ при работе на установках электро-осаждения
Оборудование для нанесения порошков в псевдоожиженном слое
Оборудование для пневматического напыления
Оборудование для газопламенного и тепло-лучевого напыления
Оборудование для нанесения покрытия в электростатическом поле
ТО оборудования для нанесения порошковых полимерных материалов
ТБ при работе на оборудовании для нанесения полимерных покрытий
Оборудование для сушки лакокрасочных покрытий
Конвекционные сушильные камеры
Терморадиационные сушильные камеры
Индукционные сушильные установки
Оборудование для радиационно-химического отверждения покрытий
Оборудование для очистки газовых выбросов сушильных установок
Оборудование для охлаждения изделий
ТБ при работе на оборудовании для сушки покрытий
Контроль и регулирование процессов подготовки поверхности
Контроль и регулирование процессов окрашивания
Контроль и регулирование процессов сушки
Оборудование для Защиты окружающей среды
Роботы и робототехнические комплексы
Приборы для измерения температуры
Приборы для измерения тока и напряжения
Приборы для измерения давления и разряжения
Приборы для измерения расхода и количества
Приборы для измерения концентрации растворов
Приборы для измерения уровня
Аппаратура автоматического управления
Контроль качества гальванических покрытий
Контроль качества лакокрасочных покрытий
ТБ в окрасочных цехах
ТБ в цехах гальванопокрытий
ТБ при эксплуатации электроустановок
Огнетушители

Контроль качества гальванических покрытий

Контроль покрытий имеет первостепенное значение для гальванотехники, так как от их качества зависят технологические и декоративные свойства изделий. Контролю подвергают как основной металл, так и покрытие.
Основной металл перед нанесением покрытия проверяют на шероховатость, наличие окалины, трещин, раковин, расслоений и других повреждений.
Металлические и неметаллические покрытия контролируют по толщине, пористости, коррозионной стойкости, прочности сцепления с основным металлом, внутренним напряжениям и некоторым специальным свойствам. Контролю подвергают 1—2% деталей от партии, а в особых случаях до 100%, т. е. всю партию.
К дефектам покрытия можно отнести механические повреждения, подгар, питтинг, отслоение, шелушение, крупно-зернистость, большую неравномерность толщины по поверхности изделия и др.
Первой контрольной операцией после нанесения покрытия является визуальный осмотр изделий при дневном или искусственном освещении не менее 300лк. На этом этапе определяют явно бракованные детали, имеющие внешние дефекты. Следующей контрольной операцией является измерение толщины.
Разрушающие методы контроля толщины. Этот параметр покрытия наиболее важный и, как правило, является определяющим, от него зависят антикоррозионные и многие технологические свойства изделия. При измерении необходимо учитывать, что толщина покрытия неодинакова на различных участках поверхности. На протяженных плоских поверхностях толщина покрытия всегда меньше в середине, чем на краях. В углублениях, пазах, отверстиях она также меньше, чем на остальной поверхности, а в глухих, глубоких отверстиях покрытие может отсутствовать. Поэтому при контроле определяют среднее значение толщины покрытия, производя замеры от минимального до максимального значения.
Разрушающие методы измерения толщины основаны на растворении металла покрытия за определенное время в заданных условиях. Растворение может быть химическим и электрохимическим.
Капельный метод контроля заключается в том, что покрытие растворяют последовательно наносимыми с помощью пипетки каплями раствора, имеющего строго определенный состав и температуру (18—25 °С). При этом используют капельницу с внутренним диаметром капилляра 1,5—2,0 мм. После нанесения каждую каплю выдерживают на поверхности в течение заданного промежутка времени, а затем снимают фильтровальной бумагой. Эту операцию повторяют несколько раз до появления основного металла. Для каждого покрытия составлен целый ряд растворов, работающих при определенных температурах.
Метод прост в эксплуатации, но требует большой аккуратности при измерении, его погрешность достигает +30%; минимальная контролируемая толщина — 2 мкм. Метод может применяться для контроля толщины на очень больших и сложно профилированных деталях, но непригоден для измерения толщины на мелких деталях, так как капля раствора не может удержаться требуемое время на испытуемом участке и растекается.
Существует два варианта струйного метода: струйное периодический и струйно-объемный. Оба варианта используют
для измерения толщины на деталях с площадью более 0,3 см2, профиль которых не препятствует стеканию раствора. Толщина покрытия определяется по времени растворения его раствором, подаваемым с заданной скоростью. Момент появления основного металла устанавливается визуально, что несколько снижает точность измерения.
Схема установки для струйно-периодического метода контроля показана на рис. 15.1. Установка состоит из капельной воронки 4 с краном 5.
К нижнему концу воронки присоединяют с помощью резиновой трубки капиллярную трубку, из которой должен подаваться раствор на поверхность образца. Капиллярная трубка представляет собой толстостенную стеклянную (барометрическую) трубку длиной 120±5 мм, с внутренним диаметром 1,5—2,0 мм. Капиллярную трубку калибруют так, чтобы при полном открывании крана (при постоянных давлении и температуре 18—20 °С) из воронки вытекало 10 мл дистиллированной воды за 30 с.
Постоянное давление устанавливают с помощью стеклянной трубки, вставленной через пробку в горлышко воронки и имеющей отверстие а для поступающего в воронку воздуха. Нижний конец трубки 3 должен находиться в постоянном положении на расстоянии 250±5 мм от конца капиллярной трубки. В трубку вставлен термометр.
К работе прибор готовят следующим образом: воронку на три четверти наполняют приготовленным раствором, открывают кран 5 и заполняют капиллярную трубку 7. Затем закрывают кран 5 и горлышко воронки резиновой пробкой 2. Вновь открывают кран 5 и сливают раствор до начала равномерного засасывания пузырьков воздуха в воронку через трубку 3, что указывает на установившееся давление в установке. Для удаления пузырьков воздуха из резиновой соединительной и капиллярной трубок сжимают соединительную трубку 6 при открытом кране 5.
Подготовленный прибор укрепляют на штативе так, чтобы конец капиллярной трубки был расположен на расстоянии 4—5 мм от поверхности образца под углом 45°. Время растворения покрытия устанавливают по секундомеру, визуально определяя изменение окраски в месте падения струи. Для расчета толщины время, затраченное на растворение покрытия, умножают на коэффициент, который указан в таблицах для каждого раствора и определяет толщину покрытия, снимаемую за 1 с. При умножении используют также дополнительный коэффициент, учитывающий свойства покрытия, например для медных покрытий — 1,35, кадмиевых — 0,7, хромовых блестящих, осажденных из сернокислых электролитов, — 1,09, хромовых блестящих, полученных из саморегулирующихся электролитов, — 1,2, хромовых матовых, нанесенных из саморегулирующихся электролитов, — 1,04. Этим методом можно измерять толщину одно- и многослойных металлических покрытий; его погрешность составляет ±10%. За результат измерения принимают среднее арифметическое значение трех измерений.
Для более точного измерения толщины используют электро-струйный нуль-метод, при котором окончание процесса растворения определяют по гальванометру. Результаты измерения обрабатывают так же, как при струйно-периодическом методе.
Струйно-объемный метод заключается в определении объема раствора, израсходованного на, растворение покрытия под действием его струи, которая вытекает из бюретки с определенной скоростью (10 мл за 30 с) и падает на поверхность детали под углом 45°.
Установка состоит из бюретки объемом 50 мл (цена деления 0,1 мл) со стеклянным краном, к которому резиновой трубкой присоединяют капиллярную. Капиллярную трубку калибруют так, чтобы при полном открывании крана за 30 с при 18—20 °С из бюретки вытекало 10 мл дистиллированной воды. При измерении открывают кран и наблюдают за поверхностью образца до изменения цвета. Затем измеряют объем бюретки, определяют толщину покрытия по следующей формуле: h=hvV, где hv — толщина покрытия, растворенная 1 мл раствора, мкм, V — объем раствора, затраченного на определение толщины.
За результат измерения принимают среднее арифметическое из трех измерений. При расчете также используют поправочный коэффициент, который дается в специальной таблице. Погрешность метода составляет 15%.
Металлографический метод — один из наиболее точных методов разрушающего контроля, его применяют для измерения местной толщины одно- и многослойных металлических и неметаллических покрытий. Метод заключается в измерении с помощью микроскопа толщины покрытия на поперечном срезе покрытой детали. Для этой цели пригодны микроскопы с увеличением 500—1000* и покрытия толщиной более 20 мкм.
Для измерения толщины изготовляют шлиф с поперечным разрезом покрытия. Учитывая трудоемкость метода, его используют для арбитража и структурных исследований покрытий.
Неразрушающие методы контроля толщины. Они более удобны в эксплуатации, мобильны и отличаются высокой точностью и простотой. Погрешность этих методов составляет 3—5%.
Для контроля толщины предназначены приборы, использующие, например, следующие принципы измерения: электромагнитный, вихревых токов и радиометрический.
Электромагнитный принцип измерения основан на регистрации измерения магнитного потока в зависимости от толщины покрытия. Приборы, работающие на этом принципе, измеряют толщину немагнитных покрытий (медь, цинк, кадмий и хром) на стальной поверхности. Они могут использоваться как в производственных, так и в лабораторных условиях.
Недостатком метода является зависимость результатов контроля от шероховатости поверхности, термической обработки, магнитных свойств и толщины основного металла. Для настройки приборов необходимо использовать образцы из материала измеряемых изделий. Такие образцы называют эталонами. В настоящее время выпускают такие приборы, как ИТЛ-5, ИТП-200, ЭТ-4, ИТГП-1 и др. Выпускаются также приборы карандашного типа. Предел измерения этих приборов 0—50мкм. Погрешность достигает ±10%.
Более широко распространены приборы, основанные на измерении магнитного потока, проходящего в сердечнике электромагнита. Магнитный поток, как и сила притяжения магнита, является функцией толщины покрытия. Такие приборы, как МТ-10Н. МИП-10, МТ-ЗОН, ТС-1, состоят из двух частей: измерительного зонда (датчика) переносного типа и самого прибора, оснащенного показывающим устройством со стрелочной или цифровой индикацией.
Приборы, основанные на измерении вихревых токов, появляющихся в металле, помещенном в переменное электромагнитное поле, позволяют определять толщину немагнитных, слабомагнитных металлических и неметаллических покрытий, нанесенных на немагнитные основания, в том числе и на диэлектрики. Например, толщину серебряных покрытий на бронзе или латуни, или никеле, осажденного на пластмассе. Учитывая эти особенности, приборы этого типа имеют более узкое применение. Для измерения этим методом выпускаются следующие приборы: ТПО-В, ВИТП-1Ф, ВТ-300Н и др.
Метод прямого измерения основан на измерении размеров деталей до и после нанесения покрытия. Для этого используют микрометры или индикаторные головки часового типа и другие измерительные приборы. Этим методом можно измерять в основном различные толщины на круглых и плоских деталях, причем точность измерения зависит от точности используемого прибора.
Определение пористости покрытия. Почти все покрытия имеют поры различных размеров и глубины. По размерам поры делят на макропоры (радиус менее 100 А0), микропоры (радиус более 15 А°) и промежуточные. Они могут образовываться из-за плохой подготовки, питтинга, наличия шлама; кроме того, пористость присуща некоторым видам покрытий.
Пористость определяют наложением фильтровальной бумаги, смоченной специальным раствором, на предварительно обезжиренную поверхность стальных или из медных сплавов деталей простой формы. Раствор подбирают так, чтобы он, не действуя на металл покрытия, реагировал через поры с металлом основы, образуя при этом хорошо различимые продукты реакции в виде точек. Бумагу выдерживают на деталях в течение 20 мин — для медных покрытий на стали, 5 мин — для никелевых и 10 мин — для всех остальных, кроме оловянных. После снятия бумаги на ней подсчитывают количество пор на единицу поверхности. В качестве реагента для смачивания бумаги используют раствор, содержащий: железисто-синеродистый калий — 10 n/л, натрий хлористый — 20 г/л.
Определение прочности сцепления покрытия с основным металлом. Для этих испытаний применяют качественные и количественные методы измерения. Качественные методы очень широко распространены на практике и заключаются в следующем:
полировании — по этому методу проводят полирование деталей по покрытию с частотой вращения круга 20—30 м/с не менее 15 с;
крацевании—детали обрабатывают в течение 15 с стальными или латунными щетками при частоте вращения 1500— 2800 об/мин;
изгибе — детали изгибают под углом 90° в обе стороны, прочность сцепления определяют в месте излома;
нанесении сетки царапин — на поверхность контролируемого покрытия стальным острием наносят 4—б параллельных линий глубиной до основного металла на расстоянии 2—3 мм одна от другой, затем перпендикулярно им наносят еще 4—6 параллельных линий;
термообработке — детали разогревают в течение 1 ч с последующим охлаждением. Температуры нагрева деталей с покрытием: на стальной основе — для цинковых и кадмиевых 200 °С, оловянных, свинцовых и оловянно-свинцовых—140—160 °С, никелевых, медных и хромовых в зависимости от основы — алюминий и его сплавы — 190 °С, стали и чугуна — 350 °С, цинкоалюминиевых сплавов — 140 С, меди и ее сплавов — 250 °С.
После проведения испытаний по указанным методам покрытие не должно отслаиваться или вздуваться.
Количественные методы требуют применения специальных образцов и оборудования. Их, как правило, используют только при лабораторных испытаниях.
Одна из схем для качественного определения прочности сцепления показана на рис. 15.2. Метод заключается в том, что покрытие большой толщины 1 осаждается на торец цилиндра 3. Затем цилиндр помещают в зажимы 2 разрывной машины и, прилагая определенное усилие к стержню 4, отрывают покрытие от основы. Отношение силы, необходимой Для отрыва покрытия, к площади торца цилиндра, определяет прочность сцепления покрытия с основой. Вместе с этим используют удар, навивку провода, срез, деформацию и другие методы.
Определение микро-твердости покрытий. Наиболее распространенным является метод статического вдавливания четырехгранной алмазной пирамидки, имеющей угол между гранями 136°, под малыми нагрузками (0,02—2 Н). Измерение проводят приборами типа ПМИ-2, ПМТ-3 и др. Приборы, как правило, состоят из штатива, на котором крепится приспособление для вдавливания алмазной пирамидки, и микроскопа с окуляром — микрометра для измерения размеров получаемых отпечатков, а также из приспособления для закрепления образцов.
Приспособление для вдавливания состоит из штока, укрепленного на двух пружинах. В нижний конец штока вставляют оправку с алмазным наконечником, а на утолщенную часть штока кладут груз.
Для вдавливания пирамидки вращают ручку арретира, освобождающую шток с грузом. Причем измерение может осуществляться вдавливанием алмазной пирамидки перпендикулярно слою покрытия или в его торец. В последнем случае толщина покрытия должна быть более 10 мкм.
Испытание на микро-твердость проводят при плавном возрастании нагрузки до заданного значения (длительность опускания индикатора не менее 15 с) и постоянстве приложенной нагрузки в течение установленного времени (не менее 5 с). При подготовке поверхности испытуемого образца необходимо предотвратить возможное изменение твердости из-за нагрева или наклепа поверхности в результате механической обработки.
Значение микро-твердости определяют делением нагрузки Р на условную площадь боковой поверхности (F=d2) полученного отпечатка по формуле tf=P/F=l,854P/d2, где d — длина диагонали отпечатка в мм. Микро-твердость покрытий при различных нагрузках неодинаковая и уменьшается с их увеличением. По мере увеличения нагрузки величина микро-твердости приближается к постоянному значению.
Для получения сравнимых результатов измерение проводят при постоянной длине диагонали отпечатка, для чего нагрузку на алмазную пирамидку регулируют до получения требуемой длины отпечатка. Кроме того, для правильного определения микро-твердости необходимо знать минимальную толщину покрытия, при которой металл основы не будет искажать точность результатов измерения. Это особенно важно, если металл основы мягче металла покрытия.
Определение износостойкости покрытий. Износостойкость является очень важной характеристикой покрытия и определяется его способностью противостоять истиранию. При истирании происходит отрыв мельчайших частиц покрытия под воздействием механических нагрузок или рабочей среды (смазка, окружающая атмосфера и др.).
Наиболее часто износостойкость определяют на приборах, подобных разработанному в ЛТИ им. Ленсовета. Прибор обеспечивает возвратно-поступательное движение образца. Трущаяся пара представляет собой стальной или латунный диск 2 диаметром 15 мм с нанесенным на него покрытием, который перемещается по неподвижной плоскости, параллельной диску. В качестве нагрузки применяют съемную гирю, которая крепится над испытуемым диском, закрепленным на подвижном коромысле 4. Износостойкость определяют по времени истирания образца до обнажения основы. При очень высокой износоустойчивости образца определяют потери его массы.
Определение коррозионной стойкости покрытия. Коррозионную стойкость покрытий оценивают качественными и количественными методами.
Качественные методы используют для определения очагов коррозии с помощью визуального наблюдения и при микроисследовании структуры покрытия. Кроме визуального наблюдения применяют фотографирование.
При количественных методах измеряют время появления первых очагов коррозии или время достижения ею определенной степени с числом коррозионных центров на единицу площади. В ряде случаев о коррозионной стойкости судят по изменению механических и физических свойств.
Наиболее надежным и достоверным методом определения коррозионной стойкости являются испытания в естественных условиях. Для этих целей в стране имеется сеть коррозионных станций с различными условиями испытаний (промышленная атмосфера, морской климат и условия сельской местности). На открытые площадки станций устанавливают стенды с образцами в жалюзийных будках, чтобы исключить попадание атмосферных осадков. Срок проведения испытаний —10 лет.
Ускоренные коррозионные испытания проводят в камерах соляного тумана, где происходит распыление 3%ного раствора хлористого натрия (для цинкового покрытия) и 5%ного раствора хлористого натрия с уксусной кислотой до рН=3,1 -=-3,3 (для никельхромовых) или 100% влажности и температуре 50 °С. Кроме того, раствор для соляного тумана содержит 0,264 п/л хлористой меди.
Сами камеры представляют собой застекленные герметичные емкости, в которых исключается попадание распыляемого раствора на образцы. Для этого перед пульверизатором укрепляют специальный экран под углом 45° к распыляемой струе. Образующийся при этом соляной туман равномерно распределяется по камере специальным вентилятором. Распыление происходит непрерывно до появления первых очагов коррозии (покрытия или основного металла). Размеры камеры не регламентируются. Их изготовляют в зависимости от размеров испытуемых образцов.
Коррозионная стойкость покрытий определяется временем нахождения образцов в камере до появления на них первых очагов коррозии. Полученное время сравнивают с указанным в нормативных документах, и делается вывод о коррозионной стойкости изделия определенным условиям эксплуатации.



 
Яндекс.Метрика