Методи захисту металів від корозії

Умовно методи захисту від корозії можна поділити на дві групи: активний захист і пасивний.

Активний захист:

• легування корозійностійкими металами. (Антикорозійні сталі та сплави дорогі, тому їх застосовують лише для виготовлення відповідальних деталей вузлів та механіз­мів, а також деталей хімічної та харчової промисловості.)

• протекторний захист. Полягає в приєднанні до захищає мого металу іншого, з більш низьким електрохімічним потенціалом (магній). Протекторний метал сам руйнується і зберігає вироби з основного металу. Виникає гальванічна пара вироб-протектор, де анод - протектор. Після руйнування протектору його заміняють іншим. Так, наприклад, за допомогою цинкового протектору захищають від корозії підводні частини суден (гвинти), підземні трубопроводи.

Пасивний захист: створення металічної або неметалічної плівки-покриття, що ізолює виріб від зовнішнього середовища.

Металеві покриття — це покриття нестійких до корозії металів і сплавів чистими стійкими металами. Металічні плівки можуть бути нанесені різними способами:

• гарячим. Для нанесення тонкого шару легкоплавких металів: олова –лудіння (занурення листів або протягування стрічок через ванну з оловом, нагрітим до 280... 300 °С ). Лудіння – біла жесть і для мідного посуду; цинку – цинкування (здійснюють зануренням лис­тів у ванну з розплавленим цинком за температури 450...480 °С. Товщина цинкового покриття 0,06...0,12 мм). Цинкування – кровельне залізо, дріт, труби; свинцю – свинцювання. Наносять зануренням деталей у розплавлений метал. Свинцювання – хімічна апаратура, труби.

• гальванічним. Нанесення на виріб шару цинку (цинкування), олова (лудіння), свинцю (свинцювання), нікелю (нікелювання), хрому (хромування) тощо електролізом їх солей. Цей спосіб дуже поширений, тому що дозволяє нанести будь-який метал на будь-який і забезпечує потрібну товщину покриття і не вимагає нагріву виробів. Гальванічні покриття мають такі основні переваги: можна точ­но регулювати товщину металевого шару; економно витрачати ко­льорові метали; немає потреби у високому нагріванні, отже, можна покривати загартовані вироби; висока якість покриття.

• термодифузійним. Проникнення захисного металу в поверхневі шари виробу дифузією при високій температурі. Алітування, хромування, силіціювання.

• термомеханічним (плакування). Покриття сплаву тонким шаром (0,04...0,10 мм) чистого металу: сталь — міддю, латунню, нікелем; дуралюмін — алюмінієм тощо. Пакет із двох листів металу-покриття і розміщеної між ними плити основного металу або заготовку круглого перерізу, залиту металом-покриттям, піддають гарячому прокатуванню. При цьому міцне з'єднання металу досягається за рахунок дифузійних процесів. Це найбільш надійний спосіб захисту від корозії.

• металізацією напиленням. Полягає в тому, що дріт (або порошок) металу-покриття надходить у пістолетоподібний апарат (металізатор), плавиться ацетиленокисневим полум'ям або електричною дугою, а потім розпилюється стисненим повітрям у напрямку поверхні виробу. Таку металізацію застосовують переважно для нанесення покриття на великогабаритні деталі, вузли і навіть складні конструкції, чого не можна зробити іншим способом. Напиленням дістають покриття з цинку, алюмінію, хрому, титану та інших металів, а також деяких сплавів. Недоліками цього методу є значні втрати металу під час розпилювання (до 40 %), пористість покриття, недостатня міцність зчеплення покриття з основним металом.

Неметалеві покриття - штучне утворення на поверхні металів (сплавів) неметалевих плівок. Неметалеві покриття можуть наноситись різними методами:

• хімічний спосіб.

оксидування. Наведення оксидних плівок. Для утворення оксидних плівок сталеві деталі оксидують у роз­чині азотнокислих солей при температурі 130... 140 °С. Для закріплення плівки деталі занурюють у мінеральну оливу, на­гріту до 150... 180 °С. Час витримування у ванні 1,5...2,0 год. Після оксидування деталі мають чорно-синій колір. Цей процес називають воронуван­ням Використовують для захисту виробів від повітря і опадів, для більш агресивних середовищ не використовують.

фосфатування. Наведення фосфатних плівок. Застосовують для захисту сталевих деталей від корозії або як підготовку до лакофарбового покриття, бо фарби міц­но з'єднуються з фосфатованою поверхнею.

• покриття лакофарбовими матеріалами і емалями. Спосіб надійний і простий, тому часто використовується. Недоліки: крихкість при старінні і обгоряння при високих температурах.

• Покриття неметалевими полімерними матеріалами (гума, пластмаса, смоли, ебоніт). Застосовують для захисту від корозії виробів при дії на них кислот, луг і соляних розчинів. При гумуванні, наприклад, поверхні знежирюють, обробляють піскоструйними апаратами або металевими щітками (шорсткість поверхонь), покривають гумовим клеєм і сирою гумою (листи). Потім проводять вулканізацію.

• змащування застосовують для захисту від корозії запасних частин і інструментів під час транспортування і зберігання.та зберігання.

ЗАСОБИ ОБРОБКИ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ.

Ливарне виробництво.

Це процес отримання фасонних відливок шляхом заповнення рідким металом підготовлених форм, у яких метал твердішає.

Сірий чавун,

70%

Сталь,

20%

Ковкий чавун,

8%

Кольорові сплави, 2%

Литі деталі широко використовуються при виготовленні верстатів, машин і механізмів. Часто вартість таких виробів нижча, ніж виготовлених іншим способом. Але для лиття підходять лише сплави з хорошими ливарними властивостями.

Хороші ливарні властивості – це технологічні особливості сплавів, які визначають їх придатність для отримання якісної відливки. Основні – рідкотекучість, температура плавлення, схильність до ліквації і поглинання газів, усадка, схильність до внутрішніх напруг:

рідкотекучість - властивість металів заповнювати ливарну форму і відтворювати її внутрішній вигляд;

температура плавлення;

ліквація – хімічна і структурна неоднорідність;

гази – O₂, H₂, N₂ – найчастіше присутні в металі. Вони погіршують його механічні властивості і сприяють утворенню ливарних дефектів (раковин, пор);

усадка сплавів у процесі кристалізації призводить до зменшення об'єму і лінійних розмірів відливок. Зміна об'єму в процесі кристалізації часто відбувається в декілька етапів. Наприклад, в процесі кристалізації БЧ спочатку відбувається розширення, пов'язане з перлітним перетворенням, а потім остаточна усадка до повного охолодження відливки. Об'ємна усадка викликає появу таких пороків, як раковини і пори, а також внутрішні напруження;

схильність до внутрішніх напруг і утворення тріщин – виникають в процесі кристалізації, фазових перетворень і нерівномірності охолодження різних частин відливок. Тріщини, що виникають при завершенні кристалізації, називають гарячими, а при більш низьких температурах (600 – 700⁰С) – холодними. Тріщини частіше виникають в гострих кутах і містах переходу товстих перетинів у тонкі, на ребрах відливок.

Існує декілька способів заливки деталей у форми:

1. вільна заливка;

2. заливка в форму, що обертається;

3. заливка під тиском;

4. заливка вакуумним всмоктуванням.

Форми для заливки металу можуть бути разовими або багаторазовими. Багаторазові металеві дозволяють провести сотні і тисячі заливок, пісчано-цементні, шамотні, графітні, керамічні – декілька десятків.