Ушаков_ТПЭВМ (Л2-Ушаков - Технология производства ЭВМ (в ворде)), страница 15

10.3. Химические и электрохимические покрытия

Химические покрытия представляют собой тонкий слой оксида металла детали, образующийся на ее поверхности под действием тех или иных реагентов. Наиболее широкое применение из оксидных покрытий получили оксидирование и фосфатирование.

Оксидирование используют для защиты от коррозии черных и цветных металлов. Оксидные пленки на черных металлах могут быть получены химическим и электрохимическим (анодно-оксидным) способами. Химический способ заключается в нагревании стальной детали в атмосфере водяного пара или расплавленной селитры. При этом на поверхности образуется защитная пленка. Такой способ, в частности, используется для получения изоляци­онных пленок на трансформаторных пластинах.

Обычно химическое и электрохимическое оксидирование про­изводится в растворе едкой щелочи. Электрохимическое оксиди­рование ведут при следующих режимах: анодная плотность по­стоянного тока 5 ... 10 А/дм², температура электролита 122°С в течение 10 ... 30 мин. Подготовка поверхности заключается, как и при гальванических методах, в механической обработке, обезжи­ривании и травлении. Качество пленок при химическом и элект­рохимическом оксидировании стали получается почти равноцен­ным.

Толщина пленок составляет 0,6 ... 0,8 мкм, но может дости­гать 1,5 ... 3 мкм. Пленки эластичны, но не прочные и не могут быть использованы для деталей, работающих в условиях трения. Вследствие малой толщины и значительной пористости оксидные пленки защищают от коррозии при работе в легких условиях. Защитная способность их может быть повышена обработкой сма­зочными маслами или покрытием лаками. Размеры деталей при оксидировании практически не изменяются. Цвет оксидной плен­ки на малоуглеродистых сталях черный, на высокоуглероди­стых— черный с серым оттенком.

Одним из основных методов защиты алюминия и его сплавов от коррозии является анодное оксидирование (анодирование), ко­торое дает возможность получить пленки толщиной 3 ... 12 мкм. В хромово-кислых растворах получаются пленки светло-серого цвета, в сернокислых — бесцветные. Для уменьшения пористости оксидной пленки применяют дополнительную обработку анодиро­ванных деталей горячей водой, водяным паром, пропитывание ла­нолином, парафином, лаками и т. п.

Оксидирование меди и ее сплавов используют для защиты от коррозии, деталей, работающих в атмосфере с нормальной влаж­ностью. Толщина пленки составляет 1 ... 2 мкм. Она более твер­дая и износоустойчивая, чем основной металл, и довольно хорошо сопротивляется действию влаги. Лучшее качество покрытия полу­чается при электрохимическом оксидировании.

Фосфатирование применяют в сочетании с защитными смазка­ми или лакокрасочными покрытиями для защиты от коррозии черных металлов, магния, цинка, а также для уменьшения тре­ния при разного рода вытяжках и для изоляции поверхности при лужении, цинковании и т. п. Фосфатный слой обладает хорошей адгезионной способностью, прочно удерживает масла, лаки и краски, имеет высокое электрическое сопротивление и выдержи­вает напряжение до 1200 В. Жаростойкость пленки составляет 400... 500°С. Фосфатные покрытия используют для изоляции тран-сфбрматорных, роторных и статорных пластин. Образование пленки на поверхности производится после вырубки, снятия зау­сенцев и отжига пластин.

Химическое фосфатирование осуществляют путем погружения деталей в ванну, содержащую фосфорно-кислые соли железа и марганца. Толщина пленки при мелкокристаллическом строении составляет 2 ... 4 мкм, при крупнокристаллическом —10 ... 15 мкм. Фосфатирование практически не изменяет размеров детали, так как наряду с ростом толщины пленки уменьшается толщина металла за счет его растворения. Цвет покрытия — светло-серый или темно-серый. Для повышения коррозионной устойчивости необходимо производить дополнительную обработку, которая за­ключается в нанесении жировых пленок, лаков и красок.

10.4. Лакокрасочные покрытия

Лакокрасочные покрытия применяют для придания поверх­ности детали антикоррозионных свойств и красивого внешнего вида. Их нельзя применять для деталей, имеющих точные допу­ски и трущиеся поверхности, подвергающихся механическим воз­действиям и нагреву. Для обеспечения антикоррозионной защиты стальные детали предварительно подвергают цинкованию, детали из алюминия и его сплавов — анодированию, детали из магние­вых сплавов — оксидированию.

Лакокрасочные покрытия классифицируют по материалу по­крытия, внешнему виду поверхности покрытия (класс покрытия) и по условиям эксплуатации (группа покрытия).

Различают семь классов покрытия (ГОСТ 9.032—74). Наибо­лее высокие требования предъявляются к внешнему виду поверх­ностей I класса. В этом случае не допускаются дефекты поверх­ности, видимые невооруженным глазом.

По степени блеска лакокрасочные покрытия делят на глянце­вые, полуглянцевые и матовые. Группа покрытия выбирается по условиям эксплуатации (атмосферостойкие, химически стойкие, маслостойкие и др.).

Технологический процесс нанесения лакокрасочных покрытий состоит из этапов подготовки поверхности, грунтования, шпатлевания, нанесения покрытия, сушки.

Подготовка поверхности заключается в очистке ее от продуктов коррозии и загрязнений (химическим или механиче­ским способом) и тщательном обезжиривании.

Грунтование — нанесение слоя грунта толщиной около 20 мкм.. Основное назначение этой операции состоит в создании адгезии между металлом и последующими слоями лакокрасочно­го покрытия. Наиболее часто применяют масляные грунты (свин­цовый и железный сурик на олифе), лаковые грунты типа АЛГ-1, АЛГ-5 и др. Грунт можно наносить распылением, окунанием или кистью. После нанесения каждого слоя производят сушку.

Шпатлевание — выравнивание загрунтованной поверхно­сти. Шпатлевка — это пастообразная масса, состоящая из пигмен­тов, наполнителей и лаков с добавлением или без добавления пластификаторов. Местное шпатлевание заключается в выравни­вании отдельных углубленных мест. Затем проводят сплошное шпатлевание. Шпатлевки наносят на поверхность при помощи шпателя или краскораспылителя. В последнем случае их разбав­ляют растворителем. После нанесения шпатлевки поверхность сушат и шлифуют мелкой шкуркой.

Нанесение лакокрасочных покрытий произво­дится с помощью кисти, окунанием и распылением. Окрашивание кистью является малопроизводительным процессом и применяется для медленно сохнущих лаков, для подкраски поверхности и нанесения обозначений по трафарету. Нанесение покрытий окунани­ем применяется для деталей, не требующих тщательной отделки и имеющих удобную для стекания краски форму. При этом спо­собе получается неравномерная толщина пленки и повышенный расход материала. Более высокая производительность (в 7 ... 12 раз) и высокое качество поверхности достигаются при окрашива­нии распылением. Однако этот метод связан с повышенным рас­ходом материала и необходимостью вести процесс в специальной камере.

Наиболее совершенной является ок­раска в электростатическом поле корон­ного разряда (рис. 10.3). При этом спо­собе изделие подвешивается на зазем­ленный конвейер 4, проходящий между электродами /, которые соединены с от­рицательным полюсом источника 2 нап­ряжения 100 кВ постоянного тока. Ко­ронный разряд, возникающий между электродами и заземленным изделием, ионизирует молекулы воздуха, находя­щиеся в электрическом поле. В образу­ющееся электростатическое поле нап­равляется от распылителя 3 струя краски. Частицы ее, заряжаясь отрицательно, притягиваются к поло­жительно заряженным деталям. При этом способе повышается качество окраски, так как разброс по толщине составляет всего 5...8 мкм (при ручном распылении'50...70 мкм). Производитель­ность труда повышается в 3...4 раза, улучшаются санитарно-гигиенические условия труда и сокращается расход краски (ее потери составляют всего 5...10%). Процесс окраски может быть полно­стью механизирован.

Для окраски используют материалы, образующие гладкие по­верхности (перхлорвиниловые, глифталевые; нитроцеллюлозные и другие эмали) и узорно-декоративные (кристаллический лак «Мороз», морщинистая «Муар» и др.).

Сушка является заключительным этапом. Ее производят в сушильных шкафах, рефлекторных сушилках и т. д. Наиболее со­вершенна сушка инфракрасными лучами. Этот способ дает большую экономию энергии и позволяет значительно сократить про­изводственные площади.

10.5. Контроль покрытий

Покрытия проверяются по внешнему виду, толщине, пористости и прочности сцепления с основным материалом.

Внешний вид покрытия проверяют визуально с помощью лупы с увеличением 4^x, сравнивая с эталонным образцом при дневном или искусственном свете.

Для контроля толщины металлических и неметаллических (неорганических) покрытий используют физические (неразруша­ющие) и разрушающие (химические) методы.

Сущность неразрушающих методов заключается в том, что в зависимости от толщины покрытия изменяются сила отры­ва постоянного магнита от поверхности детали (магнитный ме­тод), интенсивность отражения (i-излучения (радиоактивный ме­тод,) магнитный поток, возникающий между преобразователем прибора и деталью (электромагнитный метод), и др.

Наиболее простым неразрушающим методом является весо­вой. Среднюю толщину покрытия (мкм) рассчитывают по фор­муле

(10.3)

где g₁, g₂ — массы детали до и после нанесения покрытия, г; S — площадь покрытия, см²; у — плотность материала покрытия, г/см³.

Химический метод контроля покрытий, называемый методом капли, заключается в том, что участок покрытия растворяется каплями раствора. Они наносятся и выдерживаются в течение определенного промежутка времени. Толщину покрытия рассчи­тывают по числу капель, которые наносят до тех пор, пока не об­наружится участок основного металла.

Местная толщина покрытия

H_т=H_к(n-0,5), (10.4)

где H_к — толщина покрытия, снимаемая одной каплей раствора в течение заданного времени, мкм; п — количество капель, из­расходованных на растворение покрытия.

За результат принимают среднее арифметическое значение трех измерений.

Контроль пористости покрытий осуществляют путем наложе­ния фильтровальной бумаги и паст. Эти методы основаны на хи­мическом взаимодействии основного металла с реагентом в местах пор и других несплошностей покрытия с образованием окрашен­ных соединений. После снятия бумагу промывают и подсчитывают число пор, которые видны в виде точек или пятен.

Прочность сцепления покрытия можно определять методом из­гиба под углом 90° или путем нанесения сетки царапин. В по­следнем случае на поверхности контролируемого покрытия нано­сят 4 ... 6 параллельных линий глубиной до основного металла, на 'расстоянии 2 ... 3 мм друг от друга и 4 ... 6 параллельных линий, перпендикулярных им. На контролируемой поверхности при этом не должно быть отслоения.

Покрытия обозначают в чертежах в соответствии с ГОСТ 9.303—84 (для всех покрытий, кроме лакокрасочных).

В обозначении покрытия указываются способ нанесения, вид покрытия, толщина покрытия, степень блеска, вид дополнитель­ной обработки.

Гальванический способ нанесения покрытий, являющийся са­мым распространенным, в обозначении не указывается. Напри­мер, цинковое покрытие толщиной 12 мкм, матовое, наносится гальваническим методом, обозначается Ц12м.

В обозначении лакокрасочных покрытий (ГОСТ 9.032—74) указываются материал покрытия, внешний вид (класс покрытия) и условия эксплуатации (группа покрытия). Например, эпоксидиая эмаль ЭП-140, цвет синий, IV класс отделки для изделий, эксплуатируемых внутри помещений (П). Обозначение: ЭмЭП-140, синий, IV, П.’

ГЛАВА 12

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

12.1. Конструктивно-технологическая характеристика

печатных плат

Печатной платой называется материал основания, вырезанный по размеру, содержащий необходимые отверстия и по меньшей мере один проводящий рисунок (ГОСТ 20406—75).

Основными видами печатных плат являются односторонние печатные платы (ОПП), двусторонние печатные платы (ДПП), многослойные печатные платы (МПП), гибкие печатные платы (ГПП) и гибкие печатные кабели (ГПК).