Оксидирование

Это образование на поверхности металлического изделия или заготовки в результате окислительно-восстановительной реакции защитных оксидных пленок или диэлектрических слоев.

Существует несколько способов оксидирования: термическое, химическое, электрохимическое (или анодное), плазменное.

Термическое оксидирование обычно проводят при нагревании изделий в атмосфере, содержащей кислород или водяной нар. Например, термическое оксидирование железа и низколегированных сталей, называемое воронением, проводят в печах, нагретых до 300–350°С, или при непосредственном нагревании изделий на воздухе, добиваясь необходимого цвета обрабатываемой поверхности.

Легированные стали термически оксидируют при более высокой температуре (400–700°С) в течение 50–60 мин, магнитные железоникелевые сплавы – при 400–800°С в течение 30–90 мин.

К химическим способам относятся щелочное и кислое оксидирование. В первом случае стальные детали обрабатывают в горячем концентрированном растворе едкой щелочи при 30–180°С, содержащем окислители; во втором случае раствор содержит ортофосфорную кислоту с добавками соединений Mn, Ca(NO3)2 и др. Бесщелочное оксидирование по сравнению с щелочным сокращает продолжительность обработки деталей в 2–3 раза, повышает прочность пленки и стойкость ее против коррозии. Оксидные покрытия на стали можно получить и при высокотемпературном окислении на воздухе. В сухом воздухе оксидные пленки достаточно стойки, во влажной атмосфере, и особенно в воде, их защитные свойства невысоки.

Химическое оксидирование применяют для обработки некоторых цветных металлов. Наиболее широко оно распространено для изделий из магния и его сплавов в растворах на основе К2Сr2O7. Медные или медненые изделия окисляют в составах, содержащих NaOH и K2S2O8. Иногда метод используют для оксидирования алюминия и сплавов на его основе (дуралюминов). В состав раствора входят Н3РО4, СrO3 и фториды. Однако по качеству оксидные пленки, полученные химическим оксидированием, уступают пленкам, нанесенным методом анодирования.

Электрохимическое оксидирование, или анодирование деталей, проводят в жидких (жидкостное оксидирование), реже твердых электролитах.

Поверхность окисляемого материала имеет положительный потенциал. Жидкостное оксидирование в водных и неводных растворах электролита применяют для получения защитных, декоративных покрытий на поверхности металлов, сплавов. Наиболее широко анодирование используют для нанесения оксидных слоев на конструкции из алюминия и его сплавов. При этом получают защитные (толщиной 0,3–15 мкм), износостойкие (толщиной 2–300 мкм), цветные, эмалеподобные, а также тонкослойные (толщиной 0,1–0,4 мкм) оксидные пленки. Цветное анодирование проводят в растворах, содержащих органические кислоты (щавелевую, малеиновую, сульфосалициловую и др.), магния и его сплавов – в растворах, содержащих NaOH, фториды, хроматы металлов, стали – в растворах щелочи или CrO3.

Плазменное окисление проводят в кислородсодержащей низкотемпературной плазме, образуемой с помощью разрядов постоянного тока, ВЧ и СВЧ разрядов. Таким способом получают оксидные слои на поверхности кремния, полупроводниковых соединений при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Химическое фосфатирование – создание химическим путем на поверхности металлического изделия пленки нерастворимых фосфатов, предохраняющей металл (при дополнительном нанесении лакокрасочного покрытия) от атмосферной коррозии. Фосфатированию подвергают главным образом изделия из углеродистой и низколегированной стати и чугуна, которые погружают в нагретый до 90–100 °С раствор фосфатов железа, марганца, цинка и кадмия. После фосфатирования и сушки изделие обычно пассивируют в слабом хроматном растворе. Применяют также электрохимическое фосфатироваиие на переменном или постоянном токе – длительность такой обработки 15–20 мин.

Получающийся пористый кристаллический фосфат металла образует пленку, хорошо сцепленную с поверхностью стали. Сами по себе фосфатные покрытия не обеспечивают достаточной защиты от коррозии. Защитные свойства пленки, полученной на металле, значительно повышаются после покрытия ее лаком, маслом, воском. Фосфатные покрытия, как и оксидные, можно получать и термическим способом. При этом на поверхности детали образуется пленка толщиной около 1 мкм, которая в зависимости от температуры процесса имеет различную окраску.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >