Металлизация

Это покрытие поверхности неметаллического изделия металлами и сплавами для сообщения физико-химических и механических свойств, отличных от свойств металлизируемого (исходного) материала. Метод применяют для защиты изделий от коррозии, износа, эрозии, от светового потока, радиации, в декоративных и других целях.

По принципу взаимодействия металлизируемой поверхности (подложки) с наносимым металлом различают металлизацию, при которой сцепление покрытия с основой (подложкой) осуществляется механически – силами адгезии, и металлизацию, при которой сцепление обеспечивается силами металлической связи – с образованием диффузионной зоны на границе сопрягающихся поверхностей, за пределами которой покрытие состоит из наложенного слоя металла или сплава, и с образованием диффузионной зоны в пределах всего слоя покрытия.

Покрытие получают путем нанесения расплавленного металла на защищаемую поверхность струей сжатого воздуха или газа. Движущиеся со скоростью 100–150 м/с частицы металла ударяются о поверхность детали и сцепляются с ней, образуя слой прочного мелкопористого покрытия. Нанесенный слой хрупок, но хорошо сопротивляется сжатию. Его толщина изменяется от нескольких сотых до 3–4 мм. Деталь с напыленным слоем можно обтачивать и шлифовать. Этим методом наносят защитно-декоративные, антифрикционные и жаростойкие покрытия, удаляют поверхностные дефекты, исправляют дефекты отливок. Металл расплавляют ацетиленокислородным пламенем (газовая металлизация) либо дугой (электрометаллизация). Исходным материалом служит металлическая проволока. Этим методом можно получать покрытия с хорошим сцеплением с основным металлом. К преимуществам относится возможность нанесения покрытия на собранные конструкции.

Гальванические покрытия

Это металлические пленки толщиной от долей микрометра до десятых долей миллиметра, наносимые на поверхность металлических и неметалических изделий путем электролитического осаждения металлов. Характеристики гальванических покрытий приведены в табл. 16.1.

Гальванические покрытия бывают защитными, декоративными, износостойкими и технологическими. Процесс нанесения состоит из операций подготовки поверхности перед покрытием, нанесения и полирования. Подготовка поверхности включает шлифование, полирование и обезжиривание. Покрытие наносят при напряжении 10 В иплотности тока до 10 А/дм2.

Гальваническое покрытие хромом и никелем применяют для декоративной отделки различных металлов, включая сталь и цинковое литье под давлением. Сохранение декоративных качеств обеспечивается нанесением на никелевое покрытие тонкого слоя хрома, устойчивого к атмосферному влиянию. Никелевое покрытие находит применение для защиты изделий от атмосферного воздействия, вид которых имеет второстепенное значение.

Таблица 16.1

Характеристика гальванических покрытий

Процесс	Ra, мкм		Толщина слоя, мкм	Покрытие
	до покрытия	после покрытия
Меднение	-	-	5-25	Для защиты стальных деталей от науглероживания при цементации, улучшения прирабатываемости, в качестве подслоя при многослойном покрытии
Никелирование глянцевое	0,8-0,1	0,1-0,12	До 25	Защитно-декоративное
Хромирование	0,8-0,1	0,1-0,12	30-40	Защитно-декоративное, износостойкое (лучше удерживает смазку и имеет более низкий коэффициент трения)
Цинкование	0,8-0,4	3,2-0,8	До 15	Для защиты от атмосферной коррозии и улучшения внешнего вида
Кадмирование	0.8-0,4	1,6-0,8	3-12	Для защиты от коррозии в морской воде, улучшения притирки рабочих поверхностей
Лужение	1,6-0,4	1,6-0,4	3-12	Для защиты деталей от коррозии в слабых кислых средах, при азотировании, под пайку
Фосфатирование	3,2-1,6	1,6-0,4	0,5-1	Для защиты от коррозии

Примечания.

1. Названия некоторых гальванических процессов совпадают с названиями процессов при ХТО.

2. Минимальная шероховатость поверхности после покрытия достигается полированием.

Наплавление. Это технологической процесс создания покрытия за счет расплавления присадочного материала и приповерхностной части основания, сплавления их и последующей кристаллизации. Получение покрытий наплавлением – один из наиболее распространенных методов нанесения массивных покрытий. Их применяют для работы в условиях сильного износа и воздействия механического и термического ударов. Толщину покрытия выбирают исходя из требований по износу за время службы.

При наплавлении слой формируется из жидкости под действием гравитационных и поверхностных сил. Основным физико-химическим процессом является расплавление исходных материалов.

Обычно этим методом наплавляют на исходную заготовку из обычной стали износостойкие, твердые сплавы.

Плакирование

Метод заключается в нанесении покрытия путем пластической обработки термохимическими способами: прокаткой, прессованием или ковкой. Механизм процесса везде одинаковый: соединение покрытий с основным слоем иод давлением. Покрытия, полученные плакированием, лишены пористости и других несплошностей.

Термодиффузионный способ

Суть способа заключается в том, что отдельные металлы наносят на деталь последовательно, а при дальнейшем нагреве они взаимно диффундируют, образуя покрытие из сплавов смешанного состава.

Покрытие расплавом

Из расплава получают покрытия цинком (горячее цинкование) и оловом (горячее лужение).

Металл также может подаваться на поверхность в виде порошка, нагретого до пластического состояния. К преимуществам этого способа относится возможность нанесения покрытия на собранные конструкции. Иногда для повышения коррозионной стойкости поры покрытия заполняют термопластичными смолами.