Защитные покрытия деталей РЭС-4 (стр. 4 из 5)
Химическое лужение (оловянирование) применяют для защиты деталей от коррозии, подготовки поверхности под пайку, герметизации плотных сопряжений деталей в сборочных единицах и т.д. Химическое лужение деталей из алюминиевых сплавов проводят в растворе на основе хлорного олова и едкого натра при температуре 70–75оС.
Лужение стальных деталей осуществляют в кипящем растворе хлорного олова, насыщенного однозамещенным виннокислым калием (КС4Н5О6).
Химические покрытия деталей из пластмасс используют как электропроводящие и отражательные слои на поверхности диэлектриков.
Химическое меднение пластмассовых деталей состоит из операций подготовки поверхности (например, крацеванием или обдувкой поверхности песком), сенсибилизации и меднения. Сенсибилизация – это процесс нанесения на поверхность диэлектрика очень тонкой пленки металла, способствующего последующему осаждению меди из химических растворов. Для сенсибилизации применяют водные растворы азотнокислого серебра или раствор двухлористого олова.
При создании проводников печатных плат химическим способом перед меднением проводят сенсибилизацию в растворе двухлористого олова и активацию поверхности в растворах солей благородных металлов, преимущественно палладия. Для улучшения качества металлизации часто применяют совмещенный раствор для сенсибилизации и активации (совмещенный активатор) на основе двухлористого палладия и двухлористого олова с добавлением соляной кислоты и хлористого калия. Наращивание слоя меди осуществляют в химических растворах, содержащих соли меди, например в растворе сернокислой меди с добавлением едкого натрия, виннокислого калий-натрия (КNaC4H4O6) и углекислого натрия.
Процессы химического серебрения диэлектриков состоят из сенсибилизации поверхности с последующим осаждением серебра из растворов. В качестве сенсибилизаторов чаще всего применяют водный раствор хлористого олова. Химическое восстановление серебра осуществляют в растворах, содержащих азотнокислое серебро, едкий натр, аммиак. Применяют и другие химические растворы для химического наращивания серебра. Серебряные пленки используют для создания проводящих и зеркальных поверхностей на диэлектриках.
3. Покрытия, полученные методом электрофореза
Пленки, полученные методом электрофореза, обладают высокой адгезией к поверхности металлических изделий, плотностью, прочностью и высокими электроизоляционными свойствами.
Сущность электрофорезного способа состоит в том, что при наличии разности потенциалов в суспензионном растворе, в котором частицы порошка находятся во взвешенном состоянии (коллоидные частицы), происходит движение последних к электроду и осаждение их на поверхности. Таким образом, происходит осаждение неметаллического материала на поверхности металлического изделия, которое является анодом. После электрофореза изделие подвергают сушке и термообработке. При термообработке происходит спекание частиц и образуется твердое и гибкое покрытие с высокими электроизоляционными свойствами. Толщина слоя покрытия регулируется плотностью тока, напряжением и временем выдержки изделия в растворе.
В качестве коллоидных растворов при электрофорезе применяют следующие составы:
суспензионный раствор кремниевой кислоты в ацетоне;
суспензионный раствор окиси магния в четыреххлористом углероде;
раствор каолина в воде.
Метод электрофореза широко применяется для нанесения межслойной изоляции магнитопроводов, изготавливаемых из лент методом навивки. Наиболее широкое применение в этом случае получил суспензионный раствор кремниевой кислоты в ацетоне.
На рис. 2 изображена схема технологической установки для нанесения изоляции лент из электротехнической стали или железоникелевых сплавов методом электрофореза.
Рис. 2
В ванну 1 с коллоидным раствором кремниевой кислоты в ацетоне подается обезжиренная лента 2 с помощью роликов 3 и 4. На ванну подается отрицательный потенциал, а на ленту положительный потенциал. Для лучшего осаждения коллоидных частиц раствор постоянно перемешивается сжатым воздухом через отверстия в трубе 6. В результате электрофореза на поверхности ленты осаждаются частицы, состоящие из окиси кремния SiO2. Толщина изоляционного слоя обычно составляет 5–10 мкм. Электрофоретическая ванна встраивается в автоматическую линию при изготовлении ленточных магнитопроводов методом навивки.
Процессы электрофореза применяют для нанесения пластмасс на металлы; в этом случае слой из пластмассы является защитным от действия внешней среды.
4. Лакокрасочные покрытия
Лакокрасочные покрытия представляют собой неметаллические пленки, применяемые для защиты поверхности деталей от воздействия внешней среды и придания им красивого внешнего вида. Их нельзя применять для деталей, имеющих точные размеры и трущиеся поверхности, подвергающиеся механическим воздействиям и нагреву. Основными требованиями к лакокрасочным покрытиям являются: непроницаемость пленок для газов и жидкостей; хорошая адгезия к поверхности металлических и неметаллических изделий; высокая термостойкость в заданном интервале температур и высокие электроизоляционные свойства. Для аппаратуры, работающей в тропических условиях, добавляются требования по стойкости против грибковой плесени, грызунов и термитов.
Основными компонентами лакокрасочных покрытий являются пленкообразующие вещества, наполнители, пигменты, пластификаторы и растворители.
Основой лакокрасочных покрытий являются пленкообразующие вещества, к которым относятся растительные масла (льняное, тунговое), битумы, природные и синтетические смолы (шеллак, канифоль, феноло-и креозолоформальдегидные, эпоксидные, кремнеорганические, алкидные, полиэфирные). При высыхании они образуют прочную пленку.
Пигменты – высокодисперсные неорганические вещества (железный сурик, диоксид титана, охра и др.), создающие цветовой оттенок и повышающие твердость и механическую прочность лакокрасочных покрытий.
Наполнители – неорганические и органические порошкообразные материалы (пылевидный кварц, тальк, графит, слюдяная пыль и др.), повышающие влагостойкость, уменьшающие температурный коэффициент линейного расширения и улучшающие антикоррозионные свойства покрытий.
Пластификаторы применяют для повышения эластичности и ударной прочности защитной пленки. В качестве пластификаторов используют нелетучие вещества – дибутилфталат, трибутилфосфат, нефтяные масла, касторовое и льняное масло.
Растворители – летучие органические жидкости, применяемые для растворения красок и лаков и улетучивающиеся в процессе образования пленки и способствующие получению равномерной толщины защитного покрытия. Растворителями служат ароматические углеводороды, спирты, сложные и простые эфиры, скипидар и др.
В состав лаков и красок могут входить следующие дополнительные вещества: отвердители и сиккативы.
Отвердители – это вещества (кислоты, соли, изоцианы и др.), которые способствуют образованию пленок на основе реакционноспособных олигомеров, например на основе эпоксидных смол. Сиккативы вводятся для ускорения процесса высыхания лакокрасочных материалов, содержащих растительные масла. В качестве сиккативов используют растворимые в маслах соли некоторых металлов (кобальта, марганца, кадмия, цинка и др.).
Защитные свойства лакокрасочных покрытий определяются свойствами пленкообразователя, пигмента и технологией нанесения покрытия.
Технология нанесения лакокрасочных покрытий состоит из следующих основных этапов: подготовки поверхности, окраски и сушки.
Подготовка поверхности включает в себя очистку поверхности, грунтовку и шпатлевание.
Очистку поверхности осуществляют механическим (галтовка, крацевание, гидропескоструйная обработка или шлифование) или химическим (обезжиривание, травление) способами.
Грунтовка состоит в нанесении на поверхность детали слоя грунта. Цель грунтовки – улучшение адгезии лакокрасочного покрытия с поверхностью детали и придание дополнительной защиты от действия внешней среды. Для грунтовки применяют лакомасляные, битумномасляные, нитро- и водоразбавляемые грунты. Во многих случаях для повышения коррозионной стойкости изделий, работающих в жестких или особо жестких условиях, поверхности предварительно фосфатируют или оксидируют. Грунт наносят распылением, окунанием или кистью. После нанесения слоя грунта производят сушку.
Шпатлевание – выравнивание загрунтованной поверхности. Шпатлевание применяют в тех случаях, когда к поверхности предъявляют повышенные требования по внешнему виду, а поверхность имеет дефекты. Шпатлевка представляет собой пастообразную массу, состоящую из пигментов, наполнителей и лаков с добавлением или без добавления пластификаторов. Применяют лаковые, масляные, клеевые, нитроцеллюлозные, перхлорвиниловые и эпоксидные шпатлевки. Шпатлевки наносят на поверхность при помощи шпателя или краскораспылителя – в этом случае их разбавляют растворителем. Зашпатлеванные детали сушат и шлифуют механизированным инструментом.
Окраску деталей производят с помощью кисти, окунанием и распылением. Окрашивание кистью является малопроизводительным методом, который применяют для медленно сохнущих лаков, покраски поверхности и нанесения обозначений по трафарету. Нанесение лакокрасочных покрытий окунанием применяют для деталей, не требующих тщательной отделки и имеющих форму, удобную для стекания краски. В этом случае получается неравномерное по толщине покрытие и большой расход материала. Окрашивание распылением является более высокопроизводительным процессом, при этом получается высокое качество поверхности, но этот способ связан с повышенным расходом материала и окрашивание необходимо вести в специальной камере.