Гальванические покрытия
Гальванические покрытия получают методом электролитического осаждения металла из раствора соответствующих солей (метод гальваностегии). Металл, на который наносят покрытие, является катодом, а анодом служат обычно пластины осаждаемого металла. Гальванические покрытия применяют в основном для защиты от коррозии железа и углеродистых сталей. Наибольшее распространение получили покрытия цинком и кадмием (примерно 40% всего производимого в мире цинка используется для нанесения покрытий).
Получение качественных покрытий с хорошим внешним видом и высокой прочностью сцепления с основным металлом невозможно без тщательной подготовки поверхности. Перед нанесением покрытия поверхность металла очищают, удаляют неровности, царапины, заусенцы. Для этого используют песко- и дробеструйную обработку, галтовку, шлифование и полирование. Затем металл обезжиривают, обрабатывая горячим раствором Na2S04 и протирая мелом в смеси со щелочью.
Нанесение металлических покрытий из расплава на стальные листы и проволоку — наиболее простой способ. Такие покрытия образуются путем погружения защищаемого металла в расплавленный металл покрытия. Для растворения поверхностных оксидов и обеспечения лучшего сцепления покрываемый металл предварительно обрабатывают флюсом (при лужении — раствором хлорида цинка). При этом образуются толстые и практически беспористые покрытия. Однако они отличаются значительной неравномерностью по толщине. Метод имеет и другие недостатки: большой расход цветных металлов, потеря части металла вследствие угара (окисление кислородом воздуха). В настоящее время этот способ вытесняется более экономичными методами нанесения покрытий.
Термодиффузионные покрытия получают, насыщая поверхностные слои металла атомами других элементов, которые диффундируют вглубь. Диффузия осуществляется при высоких температурах. В качестве элементов, образующих диффузионные защитные покрытия, используют алюминий (алитирование), хром (термохромирование), кремний (термосилицирование). Атомы этих элементов образуют в поверхностных слоях покрываемого металла новые фазы химических соединений или твердые растворы. Вообще алюминий, благодаря своим универсальным свойствам, применяется во многих областях. Он не поддается коррозии, не тускнеет и не желтеет, а также его покрытие не стирается и обладает антистатическими свойствами. Поэтому также можно использовать алюминий для отражателей. Одним из главных его преимуществ является то, что он не нагревается и достаточно долговечен в использовании.
Алитирование обычно проводят с целью увеличения жаростойкости. Кроме того, алитированная сталь стойка в парах серы, сернистого газа, в кислороде воздуха при повышенных температурах. Жаростойкость алитированной стали обусловлена наличием на ее поверхности оксидов А1203, FeAl204, препятствующих дальнейшему окислению металла.
Процесс алитирования технологически несложен и заключается в выдержке изделий в герметично закрытой жароупорной форме, заполненной парообразной смесью железоалюминиевого сплава, оксида алюминия и хлорида аммония при температуре 800… 1000 °С. Толщина покрытия определяется продолжительностью выдержки.
Термохромирование стальных изделий проводят для повышения их жаростойкости и защиты от коррозии в агрессивных жидкостях (азотной, серной, уксусной и других кислотах). Для термохромирования применяют феррохром или порошкообразный хром в смеси с оксидом алюминия и хлоридом алюминия, которые предохраняют шихту от спекания и окисления. Температура процесса 1000…1100 °С, продолжительность — до 20 ч.