Успехи гальванотехники.
Обзор мировой специальной литературы
за 2006-2007 годы

2.Применение гальванических и других покрытий и процессов

2.1. Технологии покрытия поверхности в автомобилестроении

Автомобильная промышленность – не только важнейший потребитель гальванических и иных технологий покрытия поверхности, но и инициатор развития гальванотехники. Так, ранее направление развития гальванических процессов было связано с ускорением процессов и снижением стоимости продукции, а теперь упор делается на исследование функциональных покрытий с управляемыми свойствами и процессов без использования химикатов, запрещенных к применению мировым сообществом [563].

В сфере применения декоративных гальванических покрытий, очевидно, что хромирование снова востребовано [385]. В качестве поверхностного слоя гальванического покрытия, очевидно, подходит сатин-никель, который в связи с проблемой хрома (VI) можно комбинировать с Zn-Co или Zn-Bi-покрытиями [771]. Применение функциональных гальванических покрытий, например, твердым хромом, делают возможным повторное использование деталей двигателей после ремонта [396]. Для элементов соединений следует использовать Zn-Ni-покрытие для предотвращения водородной хрупкости или покрывать слоем цинковых пластинок – плакировать цинком, что объясняется желательностью замены токсичного никеля [680]. Поршневые кольца следует обрабатывать смесью оксида железа и силиката натрия [786].

Требования сохранения в течение длительного времени хорошего внешнего вида относятся, прежде всего, к области органических покрытий, например к прозрачным лакам, которые должны быть устойчивы к царапанию, влиянию внешней среды, должны быть способны к «самозаживлению» (регенерации) – такие покрытия получают уже сегодня с помощью нанотехнологий [597, 745]. Выравнивание оттенков лака на деталях, которые поставляются разными фирмами, - вопрос применения подходящих лаков не только исключительно для сравнения [541, 592, 832].

Для адаптации к форме кузова линию лакирования можно оптимизировать с помощью специального программного обеспечения [245,246]; кроме того, для лакирования применяют программы, которые позволяют полностью контролировать качество продукции [48]. Применение лака специального состава позволяет уменьшить толщину наносимого слоя, тем самым снизить стоимость покрытия [68]. Установки для нанесения покрытий конструируют индивидуально для каждого случая [69, 256], такая же ситуация и с установками для лакирования погружением [245]. Сложные для прокрытия места, например, такие как места с глубокими полостями в покрываемых деталях, необходимо покрывать с помощью роботов [73]. Анализ ошибок показывает, что сушку и обжиг лака лучше всего организовать при условиях, проверенных на практике [247].

Следующее условие – экономия электроэнергии на предприятиях автомобилестроения – подразумевается самым важным среди прочих. Оно, например, требует применения комбинации материалов, которые фиксируются на обрабатываемой поверхности с помощью клея [629]. Для цилиндров из алюминиевого сплава (используемого для снижения веса) требуется износостойкий слой композиционного никелевого покрытия [124]. Экономия энергии в моторной технике увеличивается благодаря целенаправленной обработке шлифованием геометрических форм деталей и функциональных поверхностей в двигателе [113].

Обязанность предоставления гарантии на автомобиль также тесно связана с аспектом обработки поверхности. В этой связи важным, например, являются исследования по замене хроматирования цинковых покрытий, нанесённых на соединительные элементы, а это существенный вклад в достижении желаемой защиты от коррозии [154]. Способствуют этому также консервирование автомобилей на мойках горячим воском [367,698] и разработка оптимальных мастик (замазок, герметиков) для ремонта лакового покрытия [593]. Специальные лаки с силиконовыми присадками защищают диски колес от загрязнений [821]. Срок службы деталей двигателя увеличивают, применяя комбинации различных видов обработки поверхности, например DLC-покрытия на тарелке клапана [151]. Чтобы не нарушалось функционирование деталей двигателей и агрегатов, должна быть задана определенная техническая чистота [702].

2.2 Солнечная техника, инструментальная техника, электроника, медицина и другие области

Используемые для получения солнечной энергии поверхности обладают высокими абсорбционными и низкими эмиссионными способностями и изготавливаются на алюминиевой подложке чернением с промежуточным никелевым слоем [16]. Не содержащий кремния солнечный элемент основывается на комбинации покрытий проводников и полупроводников, осаждаемых гальванически [222].

Инструменты из твердых сплавов для горячей штамповки при высоких температурах обладают длительным сроком эксплуатации, если их поверхность модифицируют сочетанием плазменного азотирования, композиционного хромирования и PVD-покрытий [39]. Для повышения твердости режущих и полирующих инструментов, применяемых для обработки минеральных материалов, на поверхность инструментов методом плазменного напыления наносят композиционные покрытия на основе сплавов меди с карбидами вольфрама, ванадия, хрома, молибдена [239]. Срок эксплуатации, коррозионную и износостойкость сталей для холодной обработки можно повысить, если дополнить покрытие карбидом титана гальванически нанесенным покрытием никель-титан [655]. Износостойкие супернитридные покрытия без внутренних напряжений получают методом PVD [134]. Применение инструментов с облагороженной поверхностью уменьшает долю расходов в производственном процессе [399]. Что касается инструментов с алмазным покрытием на гальванической связке, то – как вытекает из исследований – при их изготовлении необходимо принимать во внимание установленные правила [537].

Эффективность применения листового металла (в частности, в автомобильной промышленности) как полупродукта, намотанного на барабаны, в большой мере зависит от состояния его поверхности, например, от соответствующего способа консервации [40]. Это относится, прежде всего, к так называемым многофазным сталям, которые разработаны совместно несколькими производителями сталей для облегчения конструкций, в частности, автомобиля, и которые снабжаются тонкими антикоррозионными лаковыми покрытиями, гальваническими цинковыми или легированными цинковыми покрытиями или новейшими, полученными специальным методом цинк-магниевыми покрытиями [130, 140, 184, 240, 241, 318, 518, 567, 573, 854].

При ремонте – например, самолетов – находят применение все методы, от электролитического хромирования до анодирования алюминия [61, 408]. Детали машин достигают высокой стойкости при нанесении на них износостойкого покрытия из карбида титана с гомогенными внедренными частицами твердых веществ [216]. При ремонтных работах значимость обработки поверхности по-прежнему высока [717].

Покрытия из благородных металлов для контактов в электронике сегодня принадлежат к важнейшей продукции гальванотехники. На необходимость прогрессирующей миниатюризации и экономии путем снижения стоимости в этом секторе гальваника отвечает улучшением процессов осаждения и уменьшением цены [119, 766]. Особое значение придаётся селективному осаждению и осаждению в барабанах на мелкие детали [801]. Важно то, что в каждом случае подбирается подходящий сплав из благородных металлов [802]. Особенно экономно потребление благородных металлов, если использовать индивидуальные контактные свойства [803].

К многочисленным применениям обработки поверхности в медицинской технике принадлежат золь-гель-покрытия со слоем соединений из оксида алюминия для улучшения прочности зубных протезов [215]. Путем применения плазменно-ионных имплантатов можно улучшить коррозионную износостойкость костных имплантатов без увеличения их объема [276]. Антимикробные покрытия, например, серебром, должны также регулярно тестироваться на эффективность их действия указанным в статье методом и корректироваться в случае необходимости [317]. Для оптимизации функций винтовых соединений на их поверхность наносят многослойные покрытия с различными свойствами, в этом случае требуются специальные методы транспортировки таких деталей с тем, чтобы при этом избежать повреждений [295].

Для современных стальных систем, которые благодаря сварке и специальной обработке приобретают комплексные свойства, существует специально разработанная механическая техника создания швов с полупустым заклепками, подходящая ко всем обрабатываемым деталям [714].

В большей части продукции соединительные элементы составляют около 40 процентов рабочих деталей, поэтому большинство нововведений принадлежат к возможностям их оптимизации, а также к особенно важным задачам рационализации [715].

Сообщается об антикоррозионном слое для оборудования по очистке дымовых газов [133] и получении твердых антифрикционных покрытий молибденом с борнитридом [214]. Плазменное напыление пористого медного покрытия позволяет повысить эффективность теплообмена до десяти раз [313]. В области оружейной техники, например, для защиты поверхностей вертолетов и др. транспортных средств предложен двухкомпонентный лак на базе полиуретана, который устойчив к воздействию химического оружия, обеззараживая его [382, 604]. Для предупреждения замерзания материалов летательных аппаратов созданы оптимальные составы смесей [571].

В микросистемой технике модифицированные способы микроформования служат для производства шестеренок [532]; микророботам, оснащенным новыми разработанными микромоторами, гарантируется достаточная точность при монтаже [494].

Приводится информация о специальных материалах, которые находят применение в микрохимии [575]. Трехмерные детали получают с помощью Систем Автоматического Проектирования (САП) [670].