Учебно-методическое пособие «Защита материалов от коррозии», страница 10

Газо-фазный метод

При пропускании газообразного CrCl2 над поверхностью стали при температуре 1000°C на стали образуется железо-хромистый сплав, содержащий до 30% хрома, процесс протекает по схеме:

3CrCl2 + 2Fe ® 2FeCl3 + 3Cr.

Горячий метод

Это метод погружения в расплавленный металл. Защищаемый металл погружают в расплавленный металл покрытия. В результате на поверхности защищаемого металла образуется интерметаллическое соединение. Горячее погружение применяют для получения цинкового покрытия на стали. В непосредственном контакте со сталью образуется легированный слой, состоящий из нескольких железоцинковых фаз, а поверх него - слой цинка. Толщина такого цинкового покрытия 20÷25 мкм, но можно получить на "кипящих" сталях покрытие толщиной до 70 мкм, а на "спокойных" - до 215 мкм и даже до 2100 мкм. Методом горячего погружения наносят покрытия оловом, свинцом, алюминием, алюминий - цинковыми сплавами.

Металлизация распылением

Проводится с помощью пистолета-распылителя, в котором покрывающий металл расплавляется и в капельной форме направляется на объект. Известны следующие типы металлизации распылением:

Пламенное распыление

Покрывающий металл расплавляется в кислородно-ацетиленовом пламени, диспергируется и переносится на объект сжатым воздухом.

Дуговое распыление

Покрывающий металл расплавляется в электрической дуге, дробится и переносится на обрабатываемый металл сжатым воздухом.

Плазменное порошковое напыление

Порошок плавится в луче плазмы, например ионизированного аргона, который образуется в электрической дуге пистолета. Плазменный луч имеет температуру около 15000°C и с высокой скоростью направляет капли расплавленного металла на обрабатываемое изделие.

Путем металлизации распылением можно получить антикоррозионные покрытия толщиной от 40 до 500 мкм. При плазменном распылении расплавленный металл защищен от окисления, а покрытие содержит очень мало оксидов и имеет низкую пористость (0.5÷2%). При пламенном и дуговом распылении защиты от окисления нет, энергия летучих капель меньше, чем при плазменном распылении и поэтому покрытие содержит больше оксидов и большую пористость (3÷7%).

Металлизацию распылением используют для нанесения покрытий алюминием, цинком, нержавеющей сталью, свинцом. Метод удобен для покрытия больших объектов, а также для ремонта поврежденных покрытий.

Механические методы

Покрытие наклёпом

Насыпанные изделия обрабатывают во вращающемся барабане, который содержит стеклянные шарики и порошок покрывающего металла, взвешенный в воде. В результате “вбивания” стеклянными шариками металлический порошок прочно сцепляется с поверхностью изделий. Метод используют для нанесения цинка и олова, получая покрытия толщиной до 75 мкм.

Плакирование

Покрывающий металл прикатывают в холодном или горячем состоянии к материалу основы.

Нанесение покрытий взрывом

Лист покрывающего металла сваривают с основой посредством взрыва.

Экструзионные покрытия

Основной материал подвергают экструзии совместно с покрывающим металлом.

Наварка покрывающего металла

На поверхность изделия наваривают слой покрывающего металла, например высоколегированную сталь.

Электроосаждение

Покрываемое изделие служит катодом электролитической ванны, электролит которой содержит покрывающий металл в виде ионов. Метод применяют для осаждения как чистых металлов - цинка, меди, никеля, хрома, олова, золота, серебра, так и сплавов - латуни, цинконикелевых. Осаждение некоторых металлов сопровождается выделением водорода, который диффундирует в металл основы и поглощается им. В результате металл становится более хрупким. Водород удаляют термической обработкой.

Химические покрытия.

Осаждение металла происходит в результате его вытеснения из раствора более активным металлом или по другой химической реакции. Пример вытеснения - покрытие стали медью в соответствии с уравнением:

Fe + Cu+2 ® Cu + Fe+2

Такое покрытие получается тонким »1 мкм, и пористым. При химическом восстановлении осаждение происходит с помощью восстанавливающего агента, который вводят в раствор. Например, покрытие никелем из кислой гипофосфитной ванны происходит в соответствии с уравнением: