145827 (Автоматическая линия цинкования в барабанах), страница 4

Образующаяся хроматная плёнка улучшает антикоррозионные свойства цинковых покрытий. Благодаря высокой пористости, которой обладают пассивирующие плёнки, они существенно улучшают адгезионные свойства оцинкованных поверхностей, облегчая тем самым нанесение на них лакокрасочных покрытий защитного и специального назначения.

Операции пассивирования обычно предшествует операция осветления. В результате этой операции цинковое покрытие приобретает более светлый оттенок. Эти операции можно проводить в одной гальванической ванне, при условии применения специальных растворов.

Состав такого раствора, применяемого во вращательных установках на автоматических линиях, такой (г/л) [18]:

Спирт поливиниловый………………..……………………………….2-6

Соль Ликонда 25…………………………………………………..….70-75

Температура процесса цеховая (18–30 °С), продолжительность пассивации составляет 0,75–1,5 мин. рН=0,5–1,2.

3.6.2 Сушка

Перед тем как детали с нанесённым на них цинковым покрытием сойдут с линии их необходимо просушить. Эта операция проводится для того чтобы при дальнейшей эксплуатации не происходила коррозия вследствие большой влажности самих деталей. Кроме того, сушка способствует улучшению сцепления недавно образованной пассивной плёнки с цинковым покрытием. Характерной особенностью процесса высушивания деталей с цинковым покрытием является то, что процесс ведётся при температуре до 60 °С. Это объясняется тем, что при более высоких температурах пассивная хроматная пленка разрушается, так как при таких высоких температурах происходит дегидратация, вследствие чего снижаются защитные и механические свойства плёнок.

Сушку деталей обрабатываемых в барабанах на автооператорных линиях сушку производится в аппарате «Сушило» с циркуляцией нагретого воздуха. Разгрузка высушенных деталей в этом аппарате производится автоматически. Температура процесса не выше 60 °С, продолжительность составляет 3-10 мин [18].

3.6.3 Промывка

После каждой операции подготовки и нанесения гальванического покрытия детали следует тщательно промывать, причём особенное влияние уделять тому, чтобы в гальванические ванны не попадало даже следов обезжиривающих, травильных и активационных растворов. Загрязнения могут стать причиной ухудшения сцепления покрытия с основой, появления пятен и других нарушений нормальной работы электролита. Вода должна быть как можно меньшей жёсткости, её необходимо часто менять. В некоторых случаях применяется проточная вода, которая подаётся снизу и сливается из верхней части промывочного бака или ванны (см. рис. 3.1). Скорость смены проточной воды зависит от начальной и конечной концентрации растворов и уноса раствора деталей. Промывка проводится в течение 1-3 минут, особенно после травления, чтобы удалить из всех пор остатки кислоты и солей железа.

Качество промывки может быть улучшено перемешиванием воды сжатым воздухом, а также применением разбрызгивающих устройств и струйных установок (см. рис. 3.1). Весьма целесообразно применять обессоленную воду. В результате обработки воды ионообменным способом содержание солей в воде может быть доведено до 20-40 мг/л.

После обезжиривания детали промывают вначале горячей, затем в холодной воде. Хорошо обезжиренная поверхность должна равномерно покрываться водой.

После активации перед загрузкой в ванну детали не следует промывать в горячей воде, так как при этом поверхность деталей быстро высыхает. В данном случае это нежелательно, так как тонкая плёнка влаги препятствует контакту металла с кислородом воздуха, предохраняя его от окисления.

а) погружная проточная ванна промывки; б) двухступенчатая каскадная проточная ванна промывки; в) комбинированная ванна промывки; г) струйная ванна промывки.

Рисунок 3.1 – Виды ванн промывки

Детали с нанесённым покрытием промывают сначала в проточной холодной воде, затем в горячей, чем облегчается сушка. Промывные воды не должны содержать кислот или солей более 0,2%.

По температурному режиму промывки делятся на (ГОСТ 9.314-90): холодную (15–39 °С), тёплую (40–60 °С) и горячую (свыше 60 °С).

Следуя тому, что изложено в этом разделе, выбираем следующие операции промывки:

1. После ванны химического обезжиривания проводить промывку в тёплой проточной ванне;

2. После ванны электрохимического обезжиривания на катоде проводить промывку в двухступенчатой каскадной проточной ванне с подогревом первой ступени (по направлению движения деталей) до 60 С;

3. После ванны активации проводить двухступенчатую каскадную промывку в холодной воде;

4. После ванны покрытия проводить промывку в ванне улавливания и холодной одноступенчатой проточной ванне;

5. После ванны хроматирования проводить промывку в двухступенчатой каскадной проточной ванне с подогревом первой ступени (по направлению движения деталей) до 60 С.

3.7 Технологическая карта

Ниже приведена технологическая карта для автоматической линии цинкования в барабанах. Заполнение данных форм производилось в соответствии с ГОСТ 3.1408-85.

3.8 Технологические инструкции по выполнению технологических процессов

3.8.1 Сырьё и материалы

Для цинкования применяются вальцованные аноды марки Ц0 и Ц1 по ГОСТ 1180-60. Вспомогательные материалы, применяемые при цинковании, приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Материалы, применяемые при цинковании

Наименование материалов	Химическое обозначение	ГОСТ или ТУ
Блескообразующие добавки НБЦ-0, НБЦ-К Едкий натр технический марка ТР Кислота соляная техническая Обезжириватель ДВ-301 Окись цинка Силикат натрия растворимый Соль Ликонда 25 Спирт поливиниловый Сульфанол НП-3 Тринатрийфосфат	- NaOH HCl - ZnO Na2SiO3 - - - Na3PO4·12Н2О	ТУ 6-09-4799-83 ГОСТ 2263-79 ГОСТ 857-78 ТУ 38-40835-79 ГОСТ 10262-78 ГОСТ 13079-81 ТУ 6-18-200-78 ГОСТ 10779-78 ТУ 81-509-81 ГОСТ 201-76

3.8.2 Приготовление и корректировка электролитов

Приготовление растворов обезжиривания. Их готовят последовательным растворением всех компонентов в тёплой воде. Твёрдый едкий натр растворяют, поместив его в герметически закрытый специальный аппарат. В приготовленный раствор добавляют поверхностно-активные вещества. Корректирование растворов проводят не реже одного раза в неделю по данным химического анализа на содержание NaOH, тринатрийфосфата и других компонентов.

Приготовление раствора для активирования. Полученную концентрированную соляную кислоту растворяют в воде до 100 г/л. При приготовлении раствора нужно кислоту приливать к воде и не в коем случае наоборот, корректировка не реже раза в неделю.

Приготовление электролита цинкования. Едкий натр растворяют в 1/10 объёма ванны, в которой готовятся растворы; к нему осторожно при непрерывном помешивании добавляют рассчитанное количество окиси цинка до полного её растворения. Затем доливают воду до 3/4 объёма ванны и полученный раствор цинката натрия с избытком едкого натра фильтруют в рабочую ванну. Все добавочные компоненты растворяют отдельными порциями в небольшом количестве воды и вводят в рабочую ванну. Электролит корректируют не реже двух раз в месяц.

Приготовление раствора хроматирования. К уже приготовленному раствору соли Ликонда 25 добавляют при постоянном помешивании поливиниловый спирт. Раствор фильтруется и помещается в гальваническую ванну. Корректировка осуществляется добавлением соли Ликонда 25 и поддержанием рН не реже одного раза в неделю.

3.8.3 Контроль качества покрытия

Качество цинковых покрытий определяют по следующим основным параметрам: внешний вид, толщина покрытия, прочность сцепления. Пористость этих покрытий обычно не контролируется, так как она, учитывая анодный характер защиты, не регламентируется.

Контроль толщины покрытия на данной линии определяется химическим капельным способом. Методом случайного избрания выбирается 5 деталей из загрузки после прохождения всех технологических операций. Далее в химической лаборатории проводится анализ следующим образом: готовится раствор 200 г/л хромовой кислоты плюс 50 г/л серной кислоты, полученный раствор по капле стекает на испытуемую деталь со скоростью 1005 капель в минуту, а толщина покрытия определяется временем, требуемым для того, чтобы обнажился основной металл. Кривые, связывающие время проникновения с толщиной при различных температурах, приводятся в публикациях ASTM, посвященных методам испытаний. В таблице 3.4 приводятся данные, которые могут быть использованы, чтобы рассчитать толщину, исходя из времени проникновения при испытаниях.

Таблица 3.4 - Время необходимое

для растворения 25 мкм цинка

Температура испытания °С	Время, сек.
15,6 21,1 26,7 32,2 37,8	115 105 93 88 80

При этом методе не нужно прерывать испытания, чтобы определить момент его окончания. Главный недостаток этого метода состоит в том, что испытания необходимо проводить при определённой температуре, что не всегда возможно. Реактивы должны использоваться только однократно.

Контроль по внешнему виду. Детали, покрытые цинком, осматриваются невооружённым глазом при освещении рассеянным светом. Отбраковке подлежат детали, имеющие следующие дефекты покрытия: непокрытые участки поверхности, шероховатость, превышающая допустимые нормы, отслаивание покрытия в виде отдельных вздутий (пузырей) или осыпающихся частиц покрытия, точечные изъязвления (питтинг), грязные подтёки воды, тёмно-коричневый цвет пассивной плёнки.

Допустимые дефекты покрытий перечислены в разделе 3.1.

Контроль прочности сцепления. Для оценки прочности сцепления применяют испытание нанесением сетки царапин. На поверхность испытуемого покрытия наносят стальным остриём несколько параллельных линий до основного металла на расстоянии 2‑3 мм друг от друга и параллельных линий, проведённых перпендикулярно к первым линиям. Покрытие считается выдержавшим испытание, если образовавшиеся в пересечении квадратики не отслаиваются при растирании пальцем.

3.8.4 Дефекты и их устранение

Цинковое покрытие с поверхности стальных деталей может быть удалено растворением в 5–10 % соляной кислоте или серной кислоте при комнатной температуре. Чтобы уменьшить степень растворения стали, в раствор добавляют немного окиси сурьмы или хлорида сурьмы (3–5 г/л). Для растворения цинка можно использовать 10–15 % раствор щёлочи.

Основные неполадки при цинковании и способы их устранения приведены в таблице 3.5.

Таблица 3.5 – Неполадки при цинковании в цинкатном электролите

Характеристика дефектов	Причины дефектов	Способы устранения
Тёмный (губчатый) осадок	наличие олова в двухвалентной форме низкое содержание олова низкая концентрация ZnO повышенная катодная плотность тока низкая температура электролита электролит не проработан	провести корректировку электролита по соответствующим компонентам повысить температуру снизить плотность тока проработать электролит
Отсутствие покрытия по всей поверхности изделия при низких плотностях тока	короткое замыкание на ванне наличие окислителей в электролите	устранить короткое замыкание произвести проработку ванны током
Пассивирование анодов, сопровождаемое выделением кислорода	недостаток щёлочи высокое значение анодной плотности тока	увеличить поверхность анодов снизить плотность тока

Характерные неполадки при пассивировании представлены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 – Неполадки при пассивировании

Характеристика неполадок	Причина неполадок	Способ устранения
Образование коричневой легко стирающейся плёнки	Увеличение рН раствора; передержка деталей в растворе	Добавить серную кислоту до заданного рН; сократить время выдержки
Пятна на внутренних поверхностях деталей	Разбавление в растворе	Добавить свежий раствор в концентрированном виде
Плёнка синеватого цвета	Недостаток бихроматов	Добавить соль Ликонда25
Наличие участков, не покрытых плёнкой	Некачественная промывка перед пассивированием	Улучшить промывку

3.8.5 Анализ электролитов

Анализ растворов для обезжиривания. В растворах для обезжиривания проводится обработка стальных деталей. Основными компонентами ванн являются: едкий натр, тринатрийфосфат и силикат натрия.