Механическое покрытие

Механическое покрытие , также известное как нанесение покрытия , механическое осаждение или ударное покрытие , представляет собой процесс нанесения покрытия , при котором покрытие наносится путем холодной сварки на заготовку мелких металлических частиц. Механическая гальванизация — это тот же процесс, но он применяется к покрытиям толщиной более 0,001 дюйма (0,025 мм). ^[1] Его обычно используют для решения проблем, связанных с водородным охрупчиванием . К заготовкам с покрытием обычно относятся гвозди , винты , гайки , шайбы , штамповки , пружины , зажимы и детали из спеченного железа . ^[2]^[3]

Процесс включает галтовку заготовок смесью воды, металлического порошка, сред и добавок. Обычными материалами покрытия являются цинк , кадмий , олово , медь и алюминий . ^[4]

Изобретенный компанией Tainton в 1950-х годах, он получил дальнейшее развитие в компании 3M . ^[5]

Процесс

Процесс начинается со снятия окалины и загрязнения с заготовки. Это можно сделать в барабане или в отдельной системе очистки. После очистки детали подготавливаются путем смешивания их с водой, средой и кондиционером для поверхности. Кондиционер для поверхности слегка покрывает заготовку медью , а средство удаляет остатки прокатной окалины и оксидов . Наконец, в смесь добавляются ускорители, промоторы и металлический порошок. Ускорители и промоторы обеспечивают необходимую химическую среду для нанесения покрытия, например, поддержание уровня pH от 1 до 2 для предотвращения окисления и улучшения адгезии. Среда, которая уже находится в смеси, приваривает металлический порошок к заготовке посредством ударов , вызванных опрокидыванием барабана. На этом этапе поверхность обычно бывает матовой или полублестящей, однако ее можно улучшить с помощью водной полироли . Время, необходимое для вышеуказанного процесса, составляет примерно 50 минут. ^[1]^[4]

Для некоторых заготовок с тонким покрытием хроматная пассивация необходима . Наконец, заготовка, пассивированная или нет, высушивается. ^[4]

Материалом среды обычно является натриево-кальциевое стекло или керамика . Обычно он имеет сферическую форму, но используются и угловые формы. Для гальванического покрытия обычно используется 1 часть меди на каждую заготовку, но для гальванизации соотношение составляет 2:1. Однако в каждой партии используются среды разного размера, при этом типичная партия состоит из 50% шариков размером 4–5 дюймов (100–130 мм), 25% шариков размером 2–2,5 дюйма (51–64 мм) и 25% шариков размером 2–2,5 дюйма (51–64 мм). Бусины размером –1,25 дюйма (25–32 мм). Носитель меньшего размера не используется, если в заготовке есть полость, в которую может попасть носитель, например утопленная головка крепежа. Обратите внимание, что носитель используется повторно много раз. ^[1]^[4]

заготовок Этот процесс работает лучше, если поверхность слегка шероховатая. ^[1]

Оборудование

Важнейшей частью оборудования в этом процессе является барабан . Он изготовлен из стали или нержавеющей стали и покрыт кислотостойким и устойчивым к истиранию материалом, таким как неопрен , полипропилен и полибутилен . Размеры ствола варьируются в пределах 0,04–1,13 м. ³ (1,4–39,9 куб. футов), однако рабочий объем составляет всего 25–35% от общего объема. В большинстве случаев гальванического покрытия барабан вращается со скоростью 60 об/мин, однако она может варьироваться. Если скорость слишком высокая, на заготовках образуются комковатые отложения, но если скорость слишком низкая, металлический порошок не отложится на заготовке.

Сепаратор . отделяет покрытые заготовки от среды после нанесения покрытия Это может быть как простое сито с водяными форсунками, так и сложное, например, вибрационная система с магнитными сепараторами. Затем машина для обработки среды забирает отделенную среду и транспортирует ее в резервуар для хранения для повторного использования. ^[4]

Отделенные заготовки затем отправляют в сушилку для удаления влаги. Обычно центробежные сушилки , однако для более крупных деталей или загрузок используются печи. используются ^[4]

Преимущества и недостатки

Самым большим преимуществом этого процесса является его способность преодолевать проблемы водородного охрупчивания, что важно для заготовок с твердостью более 40 HRC. Обратите внимание, что некоторая охрупчивание заготовки все же имеет место. ^[2] Хотя этот процесс не вызывает проблем с водородным охрупчиванием, в отличие от гальваники , он все же обеспечивает эквивалентную защиту от коррозии . Использование механического покрытия по сравнению с гальванопокрытием на закаленных заготовках обеспечивает значительную экономию средств, поскольку процессы гальванического покрытия требуют операций до и после нанесения покрытия для преодоления проблем водородного охрупчивания. Более того, поскольку механическое покрытие происходит при комнатной температуре, отпуск закаленных заготовок не происходит. ^[4]

Еще одним преимуществом является то, что механическое покрытие равномерно покрывает все поверхности и элементы, в отличие от гальванического покрытия, при котором возникают проблемы с покрытием углублений. Механическое покрытие может равномерно покрывать толщину до 75 мкм. Для более толстого покрытия механическое покрытие особенно экономически выгодно по сравнению с гальванопокрытием, поскольку время цикла не сильно увеличивается для более толстого покрытия, в отличие от гальванического покрытия. ^[4]

Одним из недостатков являются ограничения по размеру процессов. Заготовки весом более 1 фунта (0,45 кг) могут быть повреждены в результате процесса, в то время как плоские легкие заготовки имеют тенденцию слипаться друг с другом, поэтому они не покрываются должным образом. ^[1]

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Гиллеспи и Общество инженеров-технологов, 1988 , с. 9-22.
^ Jump up to: ^а ^б Дини 1993 , стр. 27–29.
^ Гейл и др. 2004 , с. 32-19.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Винн, Пол С.; Тиммс, Джонатон, Механическое покрытие , заархивировано из оригинала 4 июля 2008 г. , получено 23 июля 2009 г.
^ Портер, Фрэнк К. (1991), Справочник по цинку , CRC Press, ISBN 978-0-8247-8340-2

Библиография

Дини, JW (1993), Электроосаждение: материаловедение покрытий и подложек , Уильям Эндрю, ISBN 978-0-8155-1320-9 .
Гейл, Уильям Фрэнсис; Тотемейер, Терри К.; Смителлс, Колин Джеймс; ASM International (2004), Справочник по металлам Smithells (8-е изд.), Butterworth-Heinemann, ISBN 978-0-7506-7509-3 .
Гиллеспи, Лару К.; Общество инженеров-технологов (1988), Устранение неполадок в производственных процессах: Справочник для инженеров-технологов, менеджеров и технических специалистов (4-е изд.), Общество инженеров-технологов, ISBN 978-0-87263-326-1 .

[tmp-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Гиллеспи и Общество инженеров-технологов, 1988 , с. 9-22.

[dini-2] Jump up to: ^а ^б Дини 1993 , стр. 27–29.

[3] Гейл и др. 2004 , с. 32-19.

[wynn-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Винн, Пол С.; Тиммс, Джонатон, Механическое покрытие , заархивировано из оригинала 4 июля 2008 г. , получено 23 июля 2009 г.

[5] Портер, Фрэнк К. (1991), Справочник по цинку , CRC Press, ISBN 978-0-8247-8340-2

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]