Покрытие магниевых сплавов
|
Сочетание малого удельного веса магния с необходимыми физико-химическими и механическими свойствами электроосажденных металлов может в значительной степени расширить область применения магниевых сплавов в различных областях народного хозяйства: в авиации, на транспорте, машиностроении, приборостроении, радиотехнике и др. Как и при нанесении гальванических покрытий на алюминий, главное затруднение при покрытии магниевых сплавов вытекает из наличия на их поверхности окисной пленки и сильноэлектроотрицательного значения потенциала магния и его сплавов. Это затруднение преодолевается специальной подготовкой поверхности покрываемых изделий, включающей нанесение промежуточного слоя цинка путем погружения в соответствующий раствор. Цинкатный метод обработки не может быть применен к магниевым сплавам, так как ни окислы магния, ни металлический магний в щелочах не растворяются. Вместо цинкатного раствора в данном случае применяют раствор пирофосфата цинка, в котором удаляется окисная пленка и вытесняется металлический цинк, толщина которого примерно в 100 раз больше пленки, получающейся при цинкатной обработке алюминиевых сплавов. Детали подготовки поверхности магниевых сплавов и нанесения на них гальванических покрытий были предметом ряда исследований. Для травления деформируемых магниевых сплавов рекомендуется раствор следующего состава, г/л: 180 CrO3, 30 NaNO3, 2,5 CaF2; температура комнатная, продолжительность 1—2 мин.  Литейные магниевые сплавы травят в 85%-ной Н3РО4 без разбавления. Для полного и равномерного покрытия всей поверхности протравленных магниевых изделий цинком при погружении их в соответствующий раствор требуется дополнительное активирование, которое осуществляется погружением на 2 мин при комнатной температуре в раствор состава: 250 мл/л Н3РО4 (85%-ной) и 100 г/л KHF2. После промывки изделия погружают при температуре 85—90° С на 7—9 мин в раствор состава, г/л: 45 ZnSО4*7H2О; 210 Na2P4О7; 7KF*2H2О и 5 Na2CO4. Толщина образующейся при этом цинковой пленки, по нашим данным, равна —2,5—3 мкм. Непосредственное хромирование обработанного таким методом магния не обеспечивает прочного сцепления между основой и покрытием (рис. 146). Необходимо наносить промежуточный слой меди из цианистого электролита состава, г/л: 40 CuCN; 50 NaCNобщ, 5,6 NaCNсвоб, 30 Na2CO3 и 45 KN4C4H4О6*4Н2О; температура электролита 65—70° С, pH = 12,212,8. Изделия завешивают под током, и в течение 30 сек плотность тока поддерживается 4 а/дм2, после чего она снижается до 1—2 а/дм2. По нашим данным, достаточно нанесения меди толщиной 1—3 мкм для обеспечения прочного сцепленного слоя хрома толщиной в 100—150 мкм (рис. 147).  Режим хромирования выбирается в зависимости от условий эксплуатации изделий. Для защиты от механического износа трущихся поверхностей магниевых изделий в соответствующей смазке хромирование осуществляется при температуре 55° С и плотности тока 50 а/дм2. Для защиты от коррозии наносят так называемый молочный хром при температуре 70° С и плотности тока 30 а/дм2. Наконец, для одновременной защиты от коррозии и механического износа применяют так называемое комбинированное хромирование — молочное и блестящее. Как известно, при высокой температуре медь энергично реагирует с хромовым электролитом, поэтому в целях сохранения тонкого медного подслоя необходимо перед нанесением молочного хрома наносить тонкий слой хрома порядка 1,5 мкм при температуре 40° С и плотности тока 10 а/дм2. В дальнейшем изделия либо переносят в другую ванну с температурой 70° С, либо постепенно повышают температуру и плотность тока в той же ванне. На рис. 148 приведена технологическая схема процесса покрытия хромом сплава МА8.  На рис. 149 показана зависимость скорости выделения водорода в 1 %-ном NaCl для магниевых сплавов с различными гальваническими покрытиями. Кривые для сплава МА8 с толщиной медного покрытия 25 мкм и покрытием толщиной 10 мкм меди +10 мкм никеля сливаются с осью абсцисс — за истекшее время водород не выделялся. Магний теоретически должен быстро корродировать при нанесении на него медных или никелевых покрытий даже при условии их незначительной пористости. Однако промежуточная цинковая прослойка в значительной степени задерживает работу короткозамкнутых гальванических элементов. Ускоренные и полевые испытания показали, что как по сопротивлению коррозии, так и по сопротивлению механическому износу магниевые изделия с соответствующими гальваническими покрытиями показывают результаты, вполне соизмеримые с результатами для алюминиевых и цинковых изделий, подвергнутых таким же гальваническим покрытиям.  На рис. 150 приведены значения толщин покрытий, защищающих в одинаковой степени цинк, алюминий и магний при испытании их в наружной атмосфере различных климатических районов. Как видно, для надежной защиты от коррозии в наиболее агрессивной атмосфере в течение года необходима толщина покрытий 50 мкм для цинковых, алюминиевых и магниевых изделий; в атмосфере средней агрессивности достаточно толщины 37,5 мкм.  |
