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

8. Различные способы обработкиповерхности

8.1. Конверсионные покрытия

Предыдущие годы в публикациях затрагивалась тема конверсионных покрытий, прежде всего в связи с необходимостью замены хроматирования на основе шестивалентного хрома преимущественно на, так называемое, толстое хромитирование [478]. Достаточная коррозионная устойчивость достигается также, если пассивация цинка на основе хром(III) проводится из растворов, содержащих частицы диоксида кремния [521]. Хороших результатов можно добиться от электролитических покрытий и покрытий горячим цинком со слоем на основе кремния, титана или силанов [565]. На покрытии цинк-кобальт пассивирующая пленка будет особенно плотная, если она образуется в магнитном поле [652].

Фосфатные покрытия годятся, прежде всего, как предварительная подготовка перед лакированием [731] и при обработке деталей из различных металлов [760]. Чтобы можно было управлять процессом фосфатирования, исследуют механизм и рабочие параметры [346]. Необходимость обезжиривания и промывки при одноступенчатом органическом фосфатировании в каждом конкретном случае определяется на основе построения диаграммы [127].

Изменение концентрации углерода и хрома в приповерхностном слое высокопрочных сталей, на которых защитный оксидный слой получают пассивацией в азотной или лимонной кислотах, четко прослеживаются в ходе этого процесса [1, 387, 783]. Оксидные слои на жаропрочных титан-алюминиевых сплавах для турбин выигрывают в прочности за счет фторирования [409].

8.2. Эмалирование, горячее цинкование, диффузионные покрытия методами PVD/CVD, металлизация распылением

Эмалирование за счет инноваций пытается компенсировать потери, с которыми в прошлом приходилось мириться [653]. Так за счет комбинации пигментов и наполнителей можно придать теплую или холодную цветовую гамму со всевозможным многообразием нюансов [33]. С помощью варьирования температуры отверждения, а также добавок для вздутия получают пенистые эмали с различными по размеру пузырями, которые помимо придания декоративного эффекта особенно хорошо изолируют [34]. С новыми усовершенствованными пигментами эмалированные поверхности выглядят как металл [348, 481].

Для дополнительных антикоррозионных покрытий высокопрочных сталей разработаны специальные эмали [482], а для эмалирования магния – специальная новая технология [299, 733]. Эмалирование с предварительной обработкой поверхности может оптимально служить климатическим покрытием, безотносительно к вопросу экономии энергии [734]. Эмалировочный шликер (паста) очищается от железных примесей в магнитных сепараторах [303]. Для определения физико-температурных свойств эмали подходит простой «метод нити» [527]. Контроль на стойкость к кислотам и щелочам проводится серийным анализом [135].

К успехам PVD/CVD-процессов принадлежит возможность наносить покрытия с помощью модифицированной технологии магнетронного ионно-плазменного распыления стекла и других различных субстратов с твердыми веществами [51, 52] и формировать покрытия с контролируемыми свойствами [53]. Мультифункциональные покрытия из стекла и синтетических веществ, которые комбинируются с жидкостными химическими методами, позволяют ряд новых применений, например, получение покрытий из газовой фазы на больше площади для солнечных модулей [152]. При нанесении покрытия на полосы комбинация PVD/CVD покрытий с гальваническим может принести пользу [356]. С помощью комбинации термических диффузионных методов нанесение покрытия можно проводить одновременно с термообработкой [483]. Широкие возможности применения дополняются также новыми свойствами покрытий, как например, фотокаталитическая активность [484] и другие [676, 677]. Новые возможности применения С-CVD-технологии осаждения среди прочего связаны с возможностью её реализации при низких температурах и атмосферном давлении [797].

Металлорганические многослойные покрытия высокой твердости с хорошим сцеплением и с повышенным сроком эксплуатации можно получить, например, на инструментах, посредством MOCVD (химическое осаждение из паровой фазы металлоорганических соединений) [50], или с помощью плазменного осаждения из паровой фазы в электрической дуге на керамической матрице для высоко мощных инструментов [54, 55, 56, 59, 673, 374] и строительных деталей [62]. С помощью импульсного тока (импульсной усиленной электронной эмиссии) получают так называемые P3e-покрытия, которые должны особенно надолго увеличивать срок службы инструментов [410, 533, 534].

Эффективность сильно нагруженных деталей автомобиля улучшают DLC-покрытия (алмазно-подобные углеродные покрытия) [57, 236, 535], детальные исследования позволяют целенаправленно контролировать новые свойства у таких покрытий [237]. Ряд статей говорят о возможностях модифицировать свойства поверхности с помощью диффузионных процессов [213].

В горячем цинковании исследуют влияние процесса структурирования на свойства поверхности [389] и дают обзор состояния процессов [390]. При диффузионном цинковании можно оптимизировать свойства покрытия путем псевдоожижения цинксодержащей смеси [31], а при цинковании соединительных элементов такого эффекта добиваются вибрированием смеси (слоя) [298]. Показательным примером служит обсуждение ряда проблем практического применения горячего цинкования [528, 654].

Для лучшего понимания химико-термической обработки в [32, 576, 656] процесс исследуется в диффузионной зоне. С помощью диффузионного цинкования и алюминирования в псевдоожиженной флюсовой подушке получаемого слоя наблюдаются лучшие свойства, чем у покрытий, полученных простым погружным методом [33, 132]. Защитные и одновременно акнтикоррозионные покрытия с помощью азотирования сейчас уже можно получать и при низких температурах [238]. Диффузионные покрытия из Fe2Ti до 500 мкм толщиной получают на стали, покрытой титаном, путем регулируемой термообработки [30]. Азотированные и науглероженные в плазме поверхности получают с помощью дополнительной обработки водяным паром с целью улучшения износостойкости и коррозионной стойкости [357]. Дальнейшие возможные комбинации свойств приводятся на основании примеров из практики в [671, 672, 675, 798, 799, 800].

Сектор металлизации распылением представлен только докладом об использовании HVOF-технологии [785], сообщением об исследованиях холодного распыления меди [577] и некоторых других металлов [131, 788].

8.3. Органические покрытия

В многочисленных статьях сообщается об исследованиях с целью разработки лака с новыми технологическими или поверхностными свойствами [591, 599, 601, 603, 687, 688, 749]. Так, например, лак, содержащий диоксид титана – самоочищающийся и устойчивый к загрязнениям [155], а биоцидсодержащий – не поддается воздействию микробов [361]. Существуют лаки для лакировки окунанием с улучшенными свойствами [162], устойчивые к царапанию и износостойкие лаки [170, 538, 600], лаки для деформируемых покрытий [301, 363] и такие, с которых легко можно удалить рисунки-графитти [243, 419, 598]. Благодаря новой формулировке сокращают число покрытий в системе лакирования [258, 358, 422, 423, 633]. В статье [686] приводится история лаков.

Порошки подходят для электростатического применения [422] и для технологического инфракрасного отверждения [77, 820]. Для применения в области строительства существуют лаки с особо приятным внешним видом [7], или содержащие добавки, которые облегчают поддержание чистоты [156, 694].

В технологии нанесения сообщается о влиянии предварительной обработки [4, 252], в особенности перед порошковым нанесением на алюминий [35, 428]. Нанесение распылением более эффективно производится с подогретым воздухом [83], если есть возможность использовать его более экономично [78]. Предпосылкой высокого качества покрытия является чистота воздуха при нанесении [70, 82]. Ошибки при нанесении лака могут иметь различные причины, комментируемые в многочисленных конкретных случаях [67, 80, 172, 244, 270, 320, 326, 332, 426, 497, 594, 596, 605, 690, 697, 823, 837]. В методах и технологиях удаления лака существует большое количество новых идей [72, 141 499, 540, 542, 560, 840], среди прочих – применение CO2 - импульсного лазера для снятия покрытия с ракетных систем [166].

Оборудование для лакирования бывает не только комплексным, но и зачастую конструируется на заказ, индивидуально [253, 815]. Для маленьких серий существуют циклические автоматы [71], для профилей – прогонные [158], для управления и транспорта – автоматические [249, 537, 598, 691, 813, 816, 825]. В качестве частных примеров представлены интересные приборные технологические решения [159, 160, 169, 174, 248, 251, 254, 257, 319, 429, 543, 544, 814, 827, 828, 835, 836, 841], в особенности в подходе к техническому обслуживанию [477] и экономии энергии [432, 498, 588, 692, 693, 701, 746, 747, 817, 818, 819, 830].

В вопросе применения для автомобильной промышленности существуют цветные лаки [43], также лакируют с помощью незаполненных систем [65], исследуют многочисленные возможности в области заготовок, конкретно: передвижение (конструкцию) покрываемых тесёмок листоподающего устройства [183, 539, 689]. Сельскохозяйственную технику сегодня лакируют как автомобили [81], а примеры применения лакирования синтетическими веществами [64, 164, 165, 259, 359, 738, 744] и металлообработка [318] информируют о многочисленных инновационных решениях.

На подъеме – применение порошкового нанесения [168]. В коррозионных покрытиях проявляют себя порошки, наполненные пигментами с выраженными барьерными свойствами [66, 695]. Заготовки с деформирующимися порошковыми покрытиями можно впоследствии легко перерабатывать [75, 76]. В процессе анализа были установлены основной компонент лака [167] и методы, исследующие его старение [708].

В рамках охраны окружающей среды при органической обработке форсируется внедрение высоконадежных лаков [79, 163, 250, 267]. При влажном лакировании в [315, 316] рекомендуют целый пакет мероприятий, среди прочего повторное избыточное напыление (overspray-recycling) [748], и зачастую вторичное окисление [831]. Новые разработки лаков и порошков основаны на технологиях VOC- (летучие органические соединения) и других [585, 586].