Тема 3. Отделка металлоизделий



 

Отделка металлоизделий проводится с целью улучшения сцепления поверхности с покрытиями, а также улучшения гигиенических и декоративных свойств. Для этого применяют такие методы, как крацовка, галтовка, шлифование, полирование, пескоструйная обработка, а также способы декоративной обработки поверхности.

Крацовка - это обработка поверхности литых изделий вращающимися металлическими щетками с целью удаления излишков литья, окалины, ржавчины, пригара формовочной земли. Таким способом очищают чугунную литую посуду, корпуса мясорубок.

Галтовка заключается в обработке поверхности мелких изделий (столовых приборов, крепежных изделий) во вращающихся барабанах с песком, наждачной пылью, смешанными либо с опилками, кусочками кожи (сухая галтовка), либо с раствором мыла или щелочи (мокрая галтовка). Изделия после такой обработки становятся гладкими, блестящими, поскольку поверхность их полируется.

Шлифование - это метод обработки деталей или изделий при помощи шлифовальных кругов. Шлифование обеспечивает обработку по 1-2 класс точности, шероховатость поверхности - в пределах 10-11 класса чистоты. Шлифовке подвергают поверхности инструментов, клинков ножей, ножниц.

Полирование - удаление с металлической поверхности мельчайших неровностей (10-14 класс чистоты) и придание ей зеркального блеска. Проводится на станках с помощью матерчатых кругов, пропитанных специальным составами, полиролями (механическое полирование).

Химическое полирование заключается в обработке поверхности изделий в растворе кислот. При этом шероховатости сглаживаются за счет растворения выступающих участков.

Полирование проводится для изделий со шлифованной поверхностью. Этот процесс завершает отделку поверхности изделия или металлического покрытия.

При пескоструйной обработке сглаживание поверхности происходит за счет удара струи песка о выступающие части изделия. Одновременно с этим поверхность упрочняется.

К традиционным способам декоративной обработки металлоизделий относятся гравировка, чернение, филигрань (скань), чеканка, золочение и серебрение.

Гравировка - это вырезание рисунков в виде линий на изделии с помощью штихтелей (стальных резцов). Так украшают посуду из мельхиора и нейзильбера, ножевые изделия.

Чернение - очень сложный отделочный процесс, суть которого заключается в том, что в углубление гравированного рисунка наносят чернь - сплав олова, серебра, меди и серы. При этом образуется характерный темный рисунок на светлом фоне, по-особому оттеняющий серебро или позолоту. Чернение применяют для декорирования столовых приборов и ювелирных изделий. Оно получило распространение и народном промысле (Устюгская чернь).

Филигрань (скань) - это узоры из проволоки, которые либо наносятся на поверхность изделия, либо остаются ажурными. Филигрань используется в основном для украшения ювелирных изделий, а иногда и посуды (вазы, конфетницы, сухарницы).

Чеканка - рельефный рисунок, наносимый или вручную, или с помощью штампа. Применяется, как правило, для декорирования посуды, ножевых изделий и столовых приборов.

Также для декоративной обработки применяют травление - обработку алюминиевых изделий щелочью при высокой температуре. При этом дефекты поверхности исчезают вследствие растворения алюминия, а поверхность становится серебристо-матовой. Широкое распространение получили и такие способы, как декалькомания и трафаретная печать, лакокрасочные и эмалевые покрытия, тонирование.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. С какой целью проводится отделка металлических изделий

2. Основные методы отделки

3. Новые и традиционные способы декорирования металлоизделий

 

Тема 4. Методы защиты металлов от коррозии

 

Коррозия - это разрушение металла вследствие химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой. Существует несколько разнообразных методов защиты металлических изделий от коррозии.

Легирование заключается в изменении состава металла или сплава путем введения специальных примесей, что позволяет значительно повысить коррозионную стойкость.

Термическая, химико-термическая обработка придает металлам однородную структуру, вследствие чего повышается их устойчивость к коррозии.

Рациональным конструированием устраняют непосредственный контакт разнородных металлов. Рациональная конструкция металлического изделия предполагает отсутствие факторов ускоренной коррозии - острых углов, зазоров, труднодоступных мест, где собираются влага, пыль, остатки пищи.

Замедлители коррозии - ингибиторы - сложные органические вещества. Универсальных ингибиторов не существует, выбор их зависит от вида металла, характера коррозионной среды, условий эксплуатации.

Изменением условий окружающей среды можно снизить ее коррозионное воздействие на металлические изделия при их хранении, транспортировке. Для этого производят подбор оптимальных условий хранения, используют герметичную упаковку изделий.

Наиболее распространенное и эффективное средство защиты металлов от коррозии - нанесение защитных покрытий, которые подразделяются на три группы: металлические, неметаллические, оксидные.

 Лишь отдельные металлы, такие как алюминий, способны защитить себя от действия агрессивных сред, образуя оксидную пленку. Поэтому во многих случаях такие покрытия создают искусственно. Металлические покрытия, защищая металлы от коррозии, выполняют и другие функции, например, декоративные, повышают жаро- и износостойкость и другие свойства защищаемых металлов. Покрытие наносят на тщательно подготовленную механическими способами, обезжиренную поверхность. В зависимости от способа нанесения различают следующие виды металлических покрытий:

1) электролитическое;

Обычно покрываемое изделие служит катодом, а анодом - осаждаемый на поверхность изделия металл. Это так называемые анодные металлические покрытия. Таким способом проводят осаждение цинка и кадмия.

Цинковое покрытие имеет матово-серый цвет, который дает гидроокись цинка. Его применяют для патронов электроламп, шиферных гвоздей.

Кадмиевое покрытие отличается высокой пластичностью и атмосферостойкостью, поэтому используется для резьбовых соединений и изделий, работающих в тропическом и морском климате.

У катодных металлических покрытий металл покрытия используется как катод, если его потенциал более положителен, чем у основного металла. Так наносят оловянное, медное, никелевое, хромовое, золотое и серебряное покрытия.

Оловянным покрытием преимущественно защищают консервную жесть, металлическую галантерею, приборы для окон и дверей.

Медные покрытия по стали самостоятельного значения не имеют, так как на воздухе медь темнеет, поэтому его используют в многослойных покрытиях как промежуточное.

Никелевое покрытие имеет серебристый цвет с характерным желтоватым оттенком. Никелированием облагораживают поверхность посуды, ножевых изделий и столовых приборов, приборов для окон и дверей, металлической галантереи.

Хромирование дает высококачественное покрытие, устойчивое к нагреву, механическим воздействиям, кислотам и щелочам. Хромированными изготовляют детали автомобилей, велосипедов, часов, инструменты. Хромое покрытие имеет серебристый цвет с характерным голубоватым оттенком.

Серебрение и золочение в производстве товаров народного потребления используют нечасто. Так покрывают столовые приборы и декоративные изделия из мельхиора, нейзильбера, латуни.

Электролитический способ нанесения металлических покрытий имеет ряд преимуществ: покрытие получается равномерным по толщине, имеет тонкую структуру, что обеспечивает ему повышенную твердость, отражательную способность, кроме того, экономно расходуются цветные металлы.

К недостаткам этого способа можно отнести пористость покрытия; неравномерность осаждения металла на изделия сложной формы; слабая связь с основным металлом; невозможность нанесения слоя металла на крупногабаритные изделия.

Наиболее типичными дефектами электролитических покрытий, возникающими при небрежной подготовке поверхности металла, загрязнении ванны ил нарушения режимов, являются отклонения от заданной толщины, отслаивание и хрупкость пленки, пузыри, пористость, питтинг (углубления, напоминающие оспины), темные пятна и полосы, а для оловянного покрытия - потемнение или наплывы олова.

2) покрытия, нанесенные горячим способом;

При нанесении покрытий горячим способом основной покрываемый металл (изделие) погружают в другой расплавленный металл на несколько секунд. Это наиболее старый и простой способ нанесения плотных металлических покрытий. Однако горячий способ имеет ряд недостатков, ограничивающих его использование: большой расход наносимого металла; трудность регулирования толщины и равномерности покрытия; возможность нанесения только легкоплавких металлов (цинка, олова, алюминия). Кроме того, из-за нагревания изделия при погружении в расплав изменяются структура и свойства основного металла. Различают несколько видов покрытий, нанесенных горячим способом:

- цинкование - применяют для кровельного железа, стальной оцинкованной посуды, проволоки, стиральных досок;

- лужение - используют при изготовлении жести консервной, мясорубок, пищевой посуды (стальной и латунной);

- алюминирование - применяют при производстве выхлопных и впускных клапанов автомобилей.

При нарушении технологии на горячих покрытиях появляются отслаивания и хрупкость пленки, пузыри, морщинистость, рябоватость, темные пятна и полосы.

3) плакирование;

Плакирование - это получение покрытия из двух и более разнородных металлических слоев, соединяемых прокаткой. В качестве основы служит низкоуглеродистая сталь, а покрытие - алюминий, никель, медь. Этот способ в настоящее время применяют при изготовлении металлической посуды (например, биметаллическая посуда - кастрюли). Плакирование обеспечивает хорошее сцепление покрытия с основой, беспористость пленки и высокие защитные свойства. Помимо этого, плакирование является также основным методом получения термобиметаллов, используемых в терморегуляторах, тепловых реле и т.д.

 Следующая группа защитных покрытий - неметаллические. Сюда относятся лакокрасочные, эмалевые, пленочные покрытия и смазки.

Широкое применение лакокрасочных покрытий обусловлено следующим: возможностью получения разнообразных цветов, оттенков, защитных и физико-механических свойств; возможностью отделки изделий сложной конфигурации и разных габаритов; легкостью устранения дефектов; невысокой стоимостью.

Эмалирование - защитно-декоративное покрытие силикатными стеклами (фриттами) по углеродистой стали, чугуну, алюминию. Эмали обладают высокими декоративными и противокоррозионными свойствами, безвредны, не изменяются под действием пищевых продуктов. Однако при ударе эмали откалываются, не восстанавливаются.

Полимерные пленки, приваренные или приклеенные к металлической поверхности, защищают ее от коррозии. Защитные и другие свойства пленок зависят от их состава. Пленочные покрытия применяют для изоляции токоведущих частей инструментов.

Смазки в качестве покрытия обычно используют при хранении, транспортировании металлических изделий. В смазку для усиления защиты от коррозии могут быть добавлены ингибиторы.

Значительную группу защитных покрытий составляют оксидные пленки, которые, как известно, имеют большую химическую стойкость, чем сам металл. Оксидирование заключается в получении на поверхности изделия сплошной прочной пленки окиси основного металла. Оксидированию чаще всего подвергают изделия из стали и сплавов алюминия.

Для изделий из стали используют химическое оксидирование, которое проводят в горячих щелочных растворах сильных окислителей. В результате такой обработки, называемой воронением, на поверхности изделий образуется синевато-черная, цвета вороньего крыла пленка окиси-закиси железа Fe3O4. После воронения изделия хорошо противостоят атмосферной коррозии. Подобная обработка применяется при изготовлении приборов для окон и дверей, металлической галантереи, спортивных и охотничьих товаров.

Электрохимическое оксидирование алюминия и его сплавов, известное под названием анодирование, проводят, погружая изделие в качестве анода в электоролитическую ванну с кислотой. Анодированное покрытие хорошо окрашивается красителями в цвет золота, красный, голубой, синий, зеленый. Это покрытие используется при производстве посуды, металлической галантереи, деталей светильников.

Разновидностью анодного окисления алюминия и его сплавов является эматалирование, которое происходит в растворе щавелевой кислоты. На поверхности металла образуется пленка серовато-молочного цвета. Эматаль-пленки легко окрашиваются в пастельные тона, имеют высокую твердость, прочность на удар, стойкость к пищевым кислотам, животным жирам. Эматалирование применяют для кухонной и столовой посуды, бытовых холодильников, торгового оборудования.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Понятие коррозии. Методы защиты металлических изделий от коррозии

2. Группы металлических покрытий. Особенности электролитических покрытий. Основные виды покрытий данного вида.

3. Металлы, используемые для создания электролитических покрытий. Свойства, придаваемые ими изделиям

4. Преимущества и недостатки электролитических покрытий. Дефекты

5. Особенности покрытий, нанесенных горячим способом. Виды покрытий. Дефекты

6. Понятие о плакировании

7. Неметаллические защитные покрытия, их свойства

8. Особенности оксидирования и разновидности этого метода

9. Воронение: особенности, применение, свойства

10. Применение анодирования и эматалирования в производстве металлических изделий

 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 278; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ