Литература
Обзор за годы: 2004-2005 | 2005-2006 | 2006-2007 | 2007-2008 |
Успехи гальванотехники.
Обзор мировой специальной литературы
за 2005-2006 годы
Елинек Т.В.
Перевод из немецкого журнала Galvanotechnik
Страницы: 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
3. Предобработка
3.1. Очистка и обезжиривание, химическое и электролитическое полирование
Повышенные требования к свойствам поверхностей и возрастающее количество способов их применения влекут за собой исследования влияния чистоты обрабатываемых поверхностей, а также способов очистки на качество продукции [359]. С этими целями десять Fraunhofer-институтов координируют свои работы в этой области и предлагают широкий спектр решений, начиная от методов избежания очистки вообще до применения легко моющихся (easy-to-clean) поверхностей [292]. Чтобы облегчить выбор метода, предлагается сравнение различных способов обработки и свойств получаемых покрытий [4,139, 217, 223, 393]. Подробности можно узнать на http://www.bauteilreinigung.de [546].
Доминирующая год назад тема замены процессов, загрязняющих окружающую среду, менее вредными процессами реже появляется в публикациях. В большей степени исследуют, как можно вообще избежать очистки, к примеру, исключением излишнего замасливания деталей и большого числа ступеней очистки [130, 211, 391, 656, 732, 733]. Применение водяного пара (без использования химических реагентов) либо водяной струи высокого давления способствует достижению этих целей [81, 163, 360, 469, 596, 620]. Если нельзя избежать стадии очистки, то оптимизируют решения этой проблемы, о чем свидетельствуют многочисленные сообщения и примеры.
Одним из решающих факторов является необходимая степень чистоты, измерение которой проводится соответствующими методами [133], и определение остаточных загрязнений в IP-камерах [350, 657]. Достаточно интересны с этой точки зрения смачивание водой или капельный тест [361].
В системе очистки на основе углеводородных растворителей (не содержащих галогены) (KWL) для элементов установок кондиционирования воздуха, в том числе в автомобилях с повышенными требованиями к чистоте воздуха используют следующие процессы: впрыскивание растворителя при движении деталей и при воздействии ультразвука, далее следуют стадии конденсации, промывки и осушки под вакуумом [1]. Высокую степень чистоты прецизионных деталей дизельных топливных насосов обеспечивает двухступенчатая грубая и тонкая очистка в KWL [296, 655] обычно с последующей доочисткой в жидком диоксиде углерода [659]. Небольшие установки гальванических цехов обеспечивают эффективность очистки с помощью вращения в барабанах, воздействия ультразвука и проточной промывки [83]. Винты (болты, шурупы) подвергаются многоступенчатому воздействию ультразвука, промывке или вращению таким образом, что достигается желаемая степень чистоты [89]. С помощью паровой фазы удаляется с поверхности разрезанных деталей лазерная пыль [135]. Всех положительных последствий CKW-очистки можно достичь применением пропилбромида [389].
С помощью очень стабильного и хорошо регенерируемого алкоксипропанола (относящегося к группе кислородсодержащих растворителей) удается удалять в одной ванне остатки флюсов, которые вызывают напряжение сжатия в керамических конденсаторах для электроники [215]. Оптические детали очищаются в таком же растворителе под вакуумом, что позволяет в значительной мере экономить растворитель по сравнению с применявшейся ранее на предприятиях CKW-очисткой [464].
Влияние состава водных растворов на степень очистки изделий можно пояснить, не раскрывая секрета фирмы [363, 660]. Для удаления фосфатно-масляных загрязнений с резьбовых поверхностей разрабатывается специальный состав, позволяющий предотвращать диффузию фосфора [82], в том числе и в случае вентилей с узкими каналами [621]. Диффузию углерода в алюминий из раствора очистки можно предотвратить последующей холодной плазменной обработкой [214, 624]. В случае применения ультразвука нужно дозировать его интенсивность, исходя из соображений технической и экономической целесообразности [661].
В настоящее время для очистки поверхности актуальны однокамерные установки [467], однако направление оптимизации определенных процессов при помощи специализированных видов оборудования пока неясно [390]. Особенно хорошие результаты независимо от вида очистителя можно получить, если в установке обеспечиваются вращение (движение) деталей при воздействии ультразвуком или распылении очистителя, а также поддержание определенной температуры, режима электролиза и транспорт подвесок [141, 212, 213, 219, 297, 735]. Описано применение лазерных установок [142, 162, 544]. Управление вышеописанными параметрами при помощи сенсоров грубой и точной настройки позволяет достичь эффективности проточных установок 97% [2]. Тем самым избегают дефектов (недостаточной чистоты поверхности) [7].
Детали сложной формы обрабатываются без подвесок в цилиндрических модулях проточных установок [6], мелкие детали защищают от возможных повреждений при вращении с помощью моечной решетки, решетки-прослойки и сетки [91]. Установка очистки встраивается в линию лакирования, чтобы сократить путь транспортировки [8], в случае многоступенчатой очистки проточная промывка [84] и микрофильтрация [362, 466, 731] предотвращают унос (захват) отделяемых загрязнений и снижают расход очистителя (очищающего агента). Особенно эффективен HDV-способ, в котором поверхности деталей обрабатываются в протоке струей воды высокого давления, одновременно идет отсасывание под вакуумом [136].
Многие способы электрохимического полирования и их достоинства освещены в обзорной работе [10]. В медицинской технике обработку фторидами поверхности титановых сплавов заменяют полированием в амидосульфоновой кислоте и формамиде [87]. Описаны особенности обработки поверхности деталей из таких сплавов, необходимых для изготовления протезов [221]. Механизм полирования серебра является темой исследований в [164, 216].
3.2. Механическая обработка поверхности
Среди способов механообработки обычно отдают предпочтение струйному методу, который используется для получения различных эффектов, к примеру, для подготовки поверхности с целью улучшения сцепления [132], дополнительной обработки заготовок [5], удаления песка с отливок [11], либо удаления оксидов с термообработанных стальных деталей [134]. Для локальной очистки ответственных функциональных поверхностей выбирают струйную обработку диоксидом углерода, либо лазером [462, 465]. Центробежная пескоструйная обработка с травлением - так называют комбинированный способ обработки для удаления окалины и грата с поверхности высокотвердых сталей [295].
Струйная обработка шариками или песком для снижения как внутренних напряжений в обрабатываемой поверхности, так и влияния наводо-раживания на механические свойства, имеющая большое промышленное и экономическое значение и дающая значительную экономию при изготовлении авиаприборов, вооружения, автомобилей и т.д. описана в [3, 664, 726].
Эффективность струйной (абразивной) обработки повышается при использовании усовершенствованных технических установок [38], проблему транспорта решают при помощи навесных направляющих рельсов [138]. На двух примерах показано, как встраивать установку в гальваническую линию путем прецизионного (точного) размещения обрабатываемой детали и локального отсасывания абразивного материала [220]. Имеются указания, в каких случаях целесообразно применять тот или иной абразивный материал [358]. Если в установке создается не только избыточное давление, но и вакуум, то ее можно устанавливать в чувствительную к пыли линию лакирования [730]. Приводится принцип обработки в струе сухого льда с CO2, как метода мягкой обработки чувствительных поверхностей [391]. В зависимости от поставленной задачи выбирают гранулы или частицы [101]. Гранулы можно заказывать в готовом виде, а также производить на месте [543], часто это осуществляется непосредственно в установке для струйной обработки [663, 734]. Изменением условий струйной обработки можно оптимизировать шероховатость поверхностей и сцепление с покрытиями [622].
Шлифование и полировку на предприятиях осуществляют в автоматизированных процессах с помощью роботов [259]. Оптимизированы процессы с применением шлифовальной ленты [86], для этого применяются роботы [623]. Так называемое абразивное полирование штифтообразными (стержнеобраз-ными) материалами используют для получения мелких структур поверхностей [662], для особо чистой обработки применяют новую систему [736].
На предприятиях зачастую недостаточно используют возможности механообработки (шлифования) в барабанах и вибраторах для сглаживания (притупления) кромок и удаления грата [9], хотя имеются примеры успешного применения этого метода в случае колпачков головок цилиндров из Mg в полностью автоматизированной линии [729]. Перед лакированием поверхность деталей очищают от пыли щетками, либо просто протирают от пыли платками [137, 463], однако встряхивание при вибрации часто экономичнее [222]. При изготовлении кузовов автомобилей окончательное удаление пыли с помощью перьевых щеток можно заменить влажным обтиранием [658].
3.3. Предобработка пластмасс
Проблему наэлектризованной пыли на пластмассовых поверхностях, не удаляемой в водном растворе, можно решить с помощью напыления водорастворимого промежуточного слоя на еще горячую после обработки поверхность [218].
В случае предварительной обработки пластмасс восстановление хрома (VI) как одной из стадий процесса травления рассмотрено в работах [88, 395]. При использовании метода прямой металлизации без палладия стадию травления можно исключить [228]. Другой метод позволяет достичь необходимой смачиваемости обрабатываемых частиц при помощи струйной обработки смесью стеклянных шариков и частиц меди [293]. С этой же целью была применена лазерная обработка [625]. Изучено влияние различных способов предобработки на сцепление покрытий с основой и другие свойства важнейших гальванических покрытий [233]. Кроме того, для толстых пластмассовых пластин подходит метод обработки в плазме низкого давления, при котором присадки мигрируют в поверхность и далее могут быть электрически разряжены [90, 322]. Может быть экономически выгодной замена предварительного никелирования на химическое меднение при повышенной температуре [555].