Нанесение лакокрасочных

ГЛАВ А IV. НАНЕСЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКИХ И ЖАРОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ

Г л я в я IV. Нанесение износостойких и жаростойких покрытий .... 227

Нанесение износостойких покрытий — наиболее распространенный и хорошо разработанный метод улучшения триботехнических свойств материалов. На его базе успешно реализованы различные технологические решения, позволяющие существенно улучшить качество поверхностного слоя и повысить прочность сцепления покрытия с подложкой. Конструирование многослойных покрытий является перспективным направлением поверхностной модификации, позволяющим плавно изменять свойство композиции по глубине и исключить отрицательное влияние хрупкого переходного слоя. Материал подслоя выбирают из соображений химической совместимости с основой, а также в целях исключения образующихся в граничной области хрупких интерметаллидных соединений. Идея создания многослойных покрытий реализована для повышения прочности поверхностных слоев, релаксации остаточных напряжений в модифицированных слоях, а также для увеличения вязкости и трещиностойкости.

Расширение области применения режущего инструмента связано с разработкой методов модифицирования, сочетающих преимущества пучков заряженных частиц различных энергий и интенсивности, а также традиционных методов упрочнения, таких, как нанесение износостойких покрытий и термическая обработка. В связи с этим можно выделить два основных направления разработки. Это комбинированное модифицирование и комплексная обработка. К первому виду обработки относятся: 1) комбинированная обработка на основе использования слаботочных ионных пучков; 2) комбинированная обработка на основе использования слаботочных и сильноточных ионных пучков. Второй вид модификации включает: 1) комплексную обработку с использованием воздействия сильноточных ионных и электронных пучков с последующей термической обработкой; 2) комплексную обработку с использованием термического, энергетического воздействия и нанесения на инструментальный материал износостойких покрытий.

Применяя низкотемпературную плазму, можно наносить покрытия практически из всех материалов, которые в плазменной струе не сублимируют и не претерпевают интенсивного разложения. Нанесение износостойких, антифрикционных, коррозионно- и жаростойких покрытий плазменным напылением значительно расширяет круг применяемых материалов и улучшает качество покрытий, получаемых газотермическим напылением. Следует отметить, что некоторые тугоплавкие металлы и керамические материалы можно нанести только плазменным методом. Этот метод получает все большее развитие и применение в промышленности.

Наиболее часто на производстве встречаются случаи, когда изменение конструкции из-за применения прогрессивных технологических процессов носит более узкий, частный характер. Тем не менее они могут дать весьма существенный эффект. В это направление, в первую очередь, следует включить практически все методы так называемой упрочняющей технологии: термомеханическая обработка, виброгалтовка, обдувка дробью, обработка роликами, упрочнение взрывом, химико-термическая обработка поверхностных слоев, нанесение износостойких покрытий гальваническим путем, напылением, наплавкой и т. д. Применение указанных методов вызывает либо изменение химического состава детали или ее поверхностных слоев, либо изменение физико-механических свойств материала. Обычно эти изменения в той или иной мере регламентируются чертежом детали или ТУ. Перечисленные выше направления не охватывают, конечно, все стороны воздействия технологии на показатели надежности и долговечности изделий. Однако проведенный анализ, по-видимому, может быть полезным при оценке возможностей отдельных методов повышения качества продукции.

Нанесение износостойких покрытий осуществляется наплавкой или напылением и зависит от условий работы деталей, а также от вида наплавочного материала.

Нанесение износостойких и защитных покрытий с особыми свойствами толщиной до 0,02 мм Нанесение износостойких покрытий с особыми свойствами Наружные и внутренние цилиндрические поверхности с невысокими требованиями к прочности сцепления То же

Наибольший урон сельскохозяйственным машинам, горнодобывающему оборудованию, дорожностроительным машинам и т. д. наносит абразивное (и коррозионно-абразивное) изнашивание. Закономерности абразивного изнашивания (рис. 1) установлены фундаментальными исследованиями М. М. Хрущева и М. А. Бабичева [91, 92]. От естественного абразива (главным образом частиц SiO2) с твердостью HV 10 000 МПа избавиться нельзя, можно только защищаться от него, используя уплотнения и, что более эффективно, применяя для трущихся сопряжений материалы с высокой твердостью (желательно превышающей твердость абразива). Как правило, такие материалы хрупки и непригодны для изготовления динамически нагруженных деталей машин. Решением этой проблемы является нанесение износостойких слоев. Повышение износостойкости в некоторых случаях достигается термической обработкой стальных деталей (объемной пли поверхностной), различными химико-термическими методами модифицирования поверхностных слоев, дополнительным наклепом поверхностных слоев. Эффективно применение высоколегированных сталей (содержащих большое количество твердых карбидов), твердых сплавов, керамических материалов (например, корундовой керамики).

Выбор способа химико-термической обработки обусловлен не только требованиями, предъявляемыми к поверхностному слою, но и температурой, при которой выполняется эта обработка, и теплостойкостью стали. Наиболее универсальными и эффективными методами упрочнения поверхностного слоя инструментов нз быстрорежущих сталей является жидкое цианирование, карбонитрация, ионное азотирование и вакуумно-плазменное нанесение износостойких покрытий. Основные способы химико-термической обработки, применяемые в качестве заключительной операции для повышения стойкости инструментов из быстрорежущих сталей, приведены в табл. 18.

Вакуумно-плазменное нанесение износостойких покрытий

15.3. Нанесение лакокрасочных покрытий.............. 254

15.3. НАНЕСЕНИЕ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ

Например, срок службы кровель, изготовленных из оцинкованной стали, в чистом воздухе оценивается в 15...20 лет, однако невдалеке от химического предприятия этот срок может уменьшиться до 5 лет. В последнем случае необходимо предусмотреть дополнительные средства защиты, например, нанесение лакокрасочных покрытий.

- послойное нанесение лакокрасочных материалов:

Электрофоретическое нанесение лакокрасочных материалов, растворимых в воде, представляет собой усовершенствованный способ погружения, недостатки которого устранены действием электростатического поля. Электрофорез основан на ориентированном перемещении коллоидных частиц в диэлектрической среде. При наложении электрического тока возникают два процесса. Первый — это электролиз, характеризующийся перемещением ионов, образовавшихся при диссоциации электролита. Второй — собственно электрофорез, т. е. движение коллоидных частиц под действием электрического поля в среде с высокой диэлектрической постоянной. Частицы в соответствии со своей полярностью движутся к одному из электродов. Отрицательно заряженные частицы движутся к аноду, т. е. к изделию. На аноде или в непосредственной близости от него происходит потеря электрического заряда и коагуляция частиц. Одновременно с электрофорезом происходит и электроосмос, т. е. процесс, при котором под действием разности потенциалов из лакокрасочного материала вытесняется диспергирующий агент, например вода, и слой загустевает. Технологическим достоинством этого способа является возможность обеспечения высокой степени автоматизации, при которой потери лакокрасочного материала не превышают 5%. Достигается равномерная толщина слоя, которую можно регулировать в пределах 8—45 мкм. Слой не имеет пор и видимых дефектов. Коррозионная стойкость его примерно в 2 раза выше, чем у лакокрасочных покрытий, полученных способом погружения. Линия, в которой использована такая технология, в основном состоит из оборудования для предварительной подготовки поверхности, оборудования для непосредственно электрофоретического нанесения, включая соответствующую промывку, и оборудования для предварительной и окончательной сушки лакокрасочного покрытия при температуре 150—220° С в течение 5—30 мин. Способ нашел применение в автомобильной промышленности, на предприятиях по производству мебели, металлических конструкций для строительства и в других областях.

Нанесение лакокрасочных покрытий в цехе имеет преимущества и недостатки.

Нанесение лакокрасочных покрытий на строительной площадке-

закон № 137/1924 Сб., регламентирующий подготовку и нанесение лакокрасочных покрытий со свинцовыми пигментами;

Нанесение лакокрасочных покрытий

Процесс нанесения качественных лакокрасочных покрытий включен в подготовку поверхности (см. гл. 7), нанесение лакокрасочных материалов и сушку лакокрасочных покрытий.

Конструкция установки позволяет производить переналадку ее на режимы газопламенного и электростатического напыления. Кроме того, на установке, при внесении незначительных конструктивных изменений системы питания и распылительной форсунки возможно нанесение лакокрасочных материалов и жидких композиций на основе синтетических смол.