Нанесение лакокрасочных покрытий

Лакокрасочные покрытия главным образом защищают литье от коррозии, но в то же время несут и декоративно-отделочную функцию. Правда, они недолговечны и обладают крайне невысокой художествен­ной ценностью.

Лакокрасочные покрытия разделяют на бесцветные лаки и краски.

Лак представляет собой растворитель, в котором растворена смола.

В качестве растворителей раньше применяли растительные масла. Но поскольку они являются пищевыми продуктами, их применение в тех­нических целях запрещено. В настоящее время в качестве растворите­лей используют бензин, бензол, спирты, эфиры, скипидар, ацетон. Многие из них ядовиты, например метиловый спирт и серный эфир.

Наполнителями лаков служат очень разнообразные по составу и свойствам смолы, которые при нагреве размягчаются и расплавляют­ся, хорошо растворяются в растворителях и нерастворимы в воде.

Растворителями красок служат различные масла или нитросоеди-нения типа ацетона, нитролака; наполнителями — пигменты, в качестве которых используются или тонко растертые цветные соли и оксиды различных металлов, или натуральные красители.

Лакокрасочные покрытия наносят кистями, распылением, в элект­ростатическом поле и другими методами.

К лакокрасочным покрытиям отливок предъявляют следующие тре­бования:

отсутствие в составе кислот и щелочей, которые, растворяясь в воде, становятся электролитами и способствуют электролитической коррозии;

формирование прочной непроницаемой для воды пленки; хорошая кроющая способность; устойчивость цвета и блеска.

Для стального литья наилучшими являются масляно-лаковые эмали и бакелитовые смолы.

Алюминиевые отливки покрывают масляными эмалями и бакелито­выми лаками.

Магниевые сплавы плохо соединяются с лакокрасочными покрыти­ями. На них лучше всего держится грунт из цинкового крона на олифе или лаке из искусственных смол.

Изделия из меди и ее сплавов иногда покрывают золотистым спир­товым лаком.

Окраска алюминиевым и бронзовым порошком, разведенным на различных лаках, для экстерьера малоэффективна, так как покрытие очень быстро темнеет от сернистых и других газов, содержащихся в воздухе городов. В интерьере алюминиевые и бронзовые порошки окисляются меньше, но художественный эффект не высок, так что они не могут быть рекомендованы.

НАНЕСЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

Главная цель нанесения покрытий из металла на отливки заключа­ется в предотвращении коррозии. Однако при этом преследуют и де­коративные цели.

Существует несколько технологий нанесения металлических по­крытий. Прежде всего, это — плакирование, изготовление биметаллических листов (железо и медь, алюминий и дюралюминий, углеродистая сталь и нержавеющая сталь и т. п.). Для изделий экстерь-ерного характера применяется сусальное золочение и се­ребрение, наклеивание на поверхность изделия тончайших листочков золота или серебра.

Для отливок весьма перспективно нанесение горячих метал­лических покрытий. Покрытия из легкоплавких металлов наносят, окуная готовые изделия в расплавленный металл. Так, напри­мер, производят лужение, кадмирование, цинкование.

Своеобразным способом нанесения металлических покрытий явля­ется металлизация — распыление расплавленной металлической проволоки струей сжатого воздуха. Мельчайшие частицы с большой скоростью выбрасываются из специального аппарата-метализатора и осаждаются на поверхности изделия, образуя сплошное покрытие. Полученный таким образом слой металла можно шлифовать, полиро­вать, подвергать различным видам химической обработки.

Применяются два вида металлизаторов — газовый и электрический. В первом проволока плавится в пламени ацителена, во втором — за счет вольтовой дуги. Производительность трехфазного металлизатора до­стигает 10—12 кг распыленного металла в час. Толщина слоя может быть любой, но обычно она составляет от 0,01 до 0,5 мм.

Недостатком металлизации является то, что частицы во время поле­та быстро остывают и соединяются между собой лишь механически, не сплавляясь. Покрытие, полученное методом металлизации, имеет мно­жество пор, через которые может проникнуть влага и другие вещества, вызывающие коррозию. Поэтому после металлизации приходится при­нимать дополнительные меры защиты изделия от коррозии, например пропитывать его лаками.

10.7. ЧЕРНЕНИЕ

Чернение — это вид декоративной отделки ювелирных изделий из драгоценных металлов (золота и серебра). Хорошо ложится чернь и на медные сплавы.

Чернение заключается в нанесении на поверхность изделия слоя легкоплавкого сплава черного цвета. Обязательными компонентами черни служат серебро, медь, свинец и сера. Иногда свинец заменяют оловом и вводят в состав буру, хлористый аммоний, висмут. Цвет и блеск черни зависит от состава сплава и от соотношения компонентов. Наиболее распространенные рецепты черни приведены в табл. 10.7. В ней указаны массовые части компонентов.

Таблица 10.7 Рецепты черни

Рецепт	Серебро	Медь	Свинец	Сера	Олово	Бура	Хлористый аммоний	Висмут
				—	—	—	—	—
			—		—	—	—	—
			—	—		6	—	—
				—	—	6	—	—
		4,5	4,5		—		—	—
6					—		—	—
					—		—	—
					—		—	—
		4,5	7,5	—	—	—	1,2	—
			1.4	10,7	—		—	—
					—	—	—

Качество черни зависит, кроме того, от способа приготовления и нанесения.

Существуют два способа приготовления черни: 1) металлы сплавля­ют, а потом добавляют серу; 2) получают сернистые металлы, а потом сплавляют.

В первом случае в графитовом тигле сплавляют серебро с медью и добавляют свинец (или олово). В очищенный от шлака расплав вводят серу и другие компоненты. Чистый перемешанный расплав выливают в чугунную изложницу. Твердый сплав измельчают и повторяют плав­ку, добавляя буру и серу. Получение качественной черни требует трехкратной плавки.

Иногда плавку ведут в двух тиглях: в одном плавят металлы, в другом — серу. Потом металлический расплав выливают в тигель с серой, перемешивают и выливают в чугунную изложницу. Охлажден­ный сплав измельчают и вновь переплавляют.

Если процесс начинается с получения сернистых металлов, каждый металл (серебро, медь и свинец) выдерживают с серой в муфельных печах или в тигле, подогретом до 400° С. Соотношение серебра или свинца с серой равно 3:1. Сернистые соединения измельчают и состав­ляют смесь из 1,1 массовой части сернистого серебра, 4,5 частей сернистой меди и 4,5 частей сернистого свинца. Эту смесь плавят в тигле при температуре 800° С. Далее в расплав вводят хлористый аммоний из расчета 1 г на 3,5 г расплава. Полностью расплавленный состав выливают в чугунную изложницу приготовленная таким образом чернь будет соответствовать рецепту: серебро — 1 г, медь — 8 г, свинец — 4 г, сера — 3,5 г, хлористый аммоний — 2,8 г.

Чернь наносят на подготовленную поверхность изделия. Углубления или выгравированный рисунок, которые заполняют чернью, должны

быть шероховатыми для лучшего сцепления черни с основным метал­лом. Глубина рисунка не должна быть меньше 0,2 мм.

Тонко измельченный порошок черни перемешивают с водным рас­твором буры, поташа и поваренной соли. Приготовленную кашицу, имеющую консистенцию густой сметаны, накладывают на участки, подлежащие чернению. Чернь, попавшую на те участки поверхности, которые не надо чернить, аккуратно удаляют. Изделие просушивают и обжигают в печи при температуре 300—400 ° С.

Остывшее изделие подвергают механической обработке, завершая ее полированием, после чего чернь приобретает свойственный ей блеск и оттенок.

ЧЕРНОЕ ХРОМИРОВАНИЕ

Гальваническое хромовое покрытие отличается высокой коррози­онной стойкостью, устойчивостью к истиранию и высокими декоратив­ными качествами. Чаще всего это блестящая серебристая пленка ме­талла, но в отдельных случаях находит применение так называемое, черное хромирование. Черное хромовое покрытие помимо свойств, отмеченных выше, обладает еще одним специфическим каче­ством: оно слабо отражает свет (коэффициент отражения света в видимой части спектра составляет 2%, а в инфракрасной — менее 1%). Поэтому его наносят, например, на металлические детали охот­ничьих ружей. Черное покрытие исключает появление отвлекающих бликов во время стрельбы.

Черное хромовое покрытие, кроме того, наносят на корпуса часов, кино- и фотоаппаратуры, медицинский инструмент, различные прибо­ры и т. п.

Черное хромирование — сложный электрохимический процесс, который требует строгого контроля состава электролита, его темпера­туры, плотности тока. Электролит содержит сложные оксиды, гидро­оксиды и гидриды хрома. Покрытие фактически представляет продукт неполного восстановления хрома.

Наиболее качественным электролитом для черного хромирования является состав «метахром», разработанный школой М. А. Шлугера. Он обладает высокими стабильными технологическими характери­стиками.

Значительные успехи в совершенствовании технологии черного хромирования достигнуты в ЦНИИматериалов. Проведенные там ис­следования позволили увеличить толщину осаждаемых покрытий, из­менить их химический состав, повысить скорость процесса. Освоена промышленная технология черного хромирования изделий из стали, бронзы, латуни, алюминиевых сплавов. Некоторые сложности возни­кают при хромировании чугунных отливок.