Tērauda oksidācijas pārskats

Tērauda oksidācijas metode ir darbība, kuras mērķis ir oksīda plēves izveidošana uz metāla virsmas. Oksidācijas uzdevums ir radīt pārklājumus, kas pildīs dekoratīvu un aizsargājošu funkciju. Turklāt tērauda konstrukcijās, izmantojot oksidāciju, tiek veidoti dielektriski pārklājumi.

Saturs:

• Oksidācijas pazīmes
• Ķīmiskais veids
• Anodiskā oksidācija
• Plazmas un termisko procesu īpatnības
• Pašoksidācija
• Titāna un tā sakausējumu aizsardzība
• Sudraba virsmas aizsardzība
• Misiņa virsmas aizsardzība

Oksidācijas pazīmes

Ir vairāki veidi, kā oksidēties:

• ķīmiska;
• Plazma
• termisks;
• elektroķīmiski.

Ķīmiskais veids

Ķīmiskā oksidēšana nozīmē virsmas apstrādi ar īpašiem kausējumiem, nitrātu, hromātu šķīdumiem, kā arī citiem oksidējošiem līdzekļiem. Tā rezultātā ir iespējams palielināt metāla izturību pret koroziju. Šādus notikumus veic, izmantojot skābes vai sārmu kompozīcijas.

Sārmu oksidēšana tiek veikta temperatūrā 30-180 grādi. Kompozīciju galvenā sastāvdaļa ir sārmi, un tiem ir pievienoti ļoti maz oksidētāju. Pēc procedūras detaļas mazgā un žāvē. Dažreiz pēc oksidēšanas tiek veikta eļļošana.

Skābju oksidēšanu veic, izmantojot vairākas skābes (fosforskābi, sālsskābi, slāpekļa saturu) un nelielu daudzumu mangāna. Procesa temperatūras režīms ir 30-100 grādi.

Šo šķirņu ķīmiskā oksidēšana ļauj iegūt labas kvalitātes plēvi. Lai gan jāņem vērā, ka elektroķīmiskā metode ļauj iegūt augstākas kvalitātes produktus.

Aukstā oksidēšana (melnošana) ir arī ķīmiska metode. To veic, iemērcot daļu šķīdumā ar turpmāku mazgāšanu, žāvēšanu un eļļošanu. Tā rezultātā uz virsmas veidojas kristāliska struktūra ar fosfātu un jonu klātbūtni. Šīs tehnoloģijas iezīme ir salīdzinoši zemā darba temperatūra (15-25 grādi pēc Celsija).

Melnēšanas priekšrocības salīdzinājumā ar karstu oksidāciju:

• detaļas tikai nedaudz maina to izmērus;
• mazāks enerģijas patēriņš;
• augsts drošības līmenis;
• nav izgarojumu;
• izstrādājumiem ir vienveidīgāka krāsa;
• tehnika ļauj oksidēt pat čugunu.

Anodiskā oksidācija

Elektroķīmiskā oksidēšana (anoda tehnika) tiek veikta šķidrā vai cietā elektrolīta vidē. Šī pieeja ļauj iegūt šāda veida augstas izturības filmas:

• pārklājumi ar plānu kārtu (biezums - 0,1-0,4 mikroni);
• nodilumizturīgi elektriskie izolatori (biezums - 2-3 mikroni);
• aizsargpārklājumi (biezums 0,3-15 mikroni);
• speciāli emaljas slāņi (emaljas pārklājumi).

Oksidējamās daļas virsmas anodēšana tiek veikta uz pozitīva potenciāla fona. Šāda apstrāde jāveic, lai aizsargātu mikroshēmu daļas, kā arī lai izveidotu dielektrisku slāni uz pusvadītājiem, tērauda, ​​metāla sakausējumiem.

Pievērs uzmanību! Ja nepieciešams, anodēšanu var veikt patstāvīgi, tomēr ir stingri jāievēro drošības noteikumi, jo darbā tiek izmantoti agresīvi elementi.

Īpašs elektroķīmiskās oksidācijas gadījums ir mikroarka oksidācija.Tehnika ļauj sasniegt unikālas dekoratīvās īpašības. Metāls iegūst papildu izturību pret karstumu un izturību pret korozijas procesiem.

Mikroarka metodi raksturo impulsa vai maiņstrāvas izmantošana viegli sārmainā elektrolīta vidē. Tādējādi ir iespējams iegūt pārklājuma biezumu 200–250 mikronu diapazonā. Pēc apstrādes gatavais produkts pēc izskata kļūst līdzīgs keramikas izstrādājumam.

Mikroarku oksidēšanu var veikt arī neatkarīgi, tomēr ir nepieciešams atbilstošs aprīkojums. Procesa iezīme ir tā drošība cilvēku veselībai. Tieši šis fakts padara šo tehniku ​​arvien populārāku mājas amatnieku vidū.

Plazmas un termisko procesu īpatnības

Termiskā oksidēšana ir oksīda plēves veidošanās ūdens tvaikos vai citā atmosfērā, kas satur skābi. Šajā procesā ir raksturīga augsta temperatūra.

Nevar patstāvīgi veikt šādu operāciju, jo ir nepieciešama īpaša dārga krāsns, kur metāls tiek uzkarsēts līdz 350 grādiem. Tomēr šajā gadījumā mēs runājam par zemu leģētiem tēraudiem. Vidēji leģētu un augsti leģētu tēraudu temperatūrai jābūt vēl augstākai - apmēram 700 grādi. Kopējais oksidācijas ilgums, izmantojot termiskās metodes, ir apmēram viena stunda.

Arī mājās nebūs iespējams reproducēt plazmas procesu. Šāda oksidēšana tiek veikta zemas temperatūras skābekli saturošā plazmā. Pati plazmas vide rodas mikroviļņu un RF izlādes dēļ. Dažreiz tiek aktivizēta līdzstrāva. Tehnoloģijas iezīme ir iegūto produktu augstā kvalitāte. Tādēļ plazmas oksidāciju izmanto, lai izveidotu kritiski svarīgu produktu augstas kvalitātes pārklājumus, kas ietver:

• silīcija virsmas;
• pusvadītāji;
• fotokatodi.

Pašoksidācija

Šeit aprakstītā metode tērauda izstrādājumu aizsargpārklājuma izveidošanai ir pieejama visiem. Pirmkārt, daļa tiek notīrīta un pulēta. Pēc tam no virsmas jānoņem oksīdi (dekapitēt). Ar 5% sērskābes šķīdumu minūti daļu dekupē. Pēc iegremdēšanas daļa jāmazgā siltā ūdenī un pasivēta (5 minūtes vāra litra parasta ūdens šķīdumā ar 50 gramiem veļas ziepes, kas tajā atšķaidītas). Tādējādi virsma ir sagatavota oksidācijas procedūrai.

Turpmāko darbību secība:

1. Mēs ņemam trauku ar emaljas pārklājumu. To nedrīkst saskrāpēt, to nedrīkst sasmalcināt.
2. Ielejiet traukā litru ūdens un pievienojiet tam 50 gramus kaustiskās soda.
3. Mēs uzliekam trauku uz uguns un sildām šķīdumu līdz apmēram 150 grādiem.

Pēc 1,5 stundām daļu var noņemt - oksidēšana ir pabeigta.

Titāna un tā sakausējumu aizsardzība

Kā jūs zināt, titāns ir ievērojams ar zemu nodilumizturību. Titāna un uz tā balstītu sakausējumu oksidēšana palielina to antifrikcijas īpašības, uzlabo metāla izturību pret koroziju.

Aizsargkārta uzklāšanas uz metāla veidojas biezas oksīdu plēves (diapazonā no 20 līdz 40 μm), kurām ir uzlabotas absorbcijas īpašības.
Titāna sakausējumu struktūras apstrādā 15-25 grādu temperatūrā šķīdumā, kas satur 50 gramus sērskābes. Pašreizējais blīvums ir 1-1,5 ampēri kvadrātdeimetrā. Procedūras ilgums ir 50-60 minūtes. Ja strāvas blīvums pārsniedz 2 ampērus uz kvadrātmetru, procesa ilgumu samazina līdz 30–40 minūtēm.

Aizsargkārta uzklāšanas laikā ieteicamais strāvas blīvums tiek uzturēts pirmās 3-6 minūtes, un spriegums šajā laikā palielinās līdz 90-110 V. Sasniedzot šo indikatoru, strāvas blīvums samazinās līdz 0,2 ampēriem uz kvadrātmetru. Oksidācija turpinās bez pašreizējiem noteikumiem. Procesa laikā elektrolītu sajauc. Tiek izmantoti svina vai tērauda katodi.

Sudraba virsmas aizsardzība

Sudraba oksidēšana ir sudraba izstrādājumu apstrādes metode, kuras laikā virsmu ķīmiski apstrādā ar sudraba sulfīdu. Slāņa biezums ir aptuveni 1 μm. Procedūra tiek veikta sēra savienojumu šķīdumos. Visizplatītākais risinājums ir sērskābes aknas.

Apstrādes rezultātā sudrabs iegūst novecojušu izskatu. Tā krāsa ir no gaiši pelēkas līdz melnai vai brūnai. Šajā gadījumā uzklātā slāņa biezums ietekmē krāsas intensitāti. Metāla pulēšanas laikā krāsu var pielāgot - bullas kļūst gaišas, un dobas paliek tumšākas. Kontrasts ļauj uzsvērt produkta atvieglojumu. Oksidēts sudrabs dažreiz tiek sajaukts ar melninātu, lai gan šajos gadījumos virsmas apstrādes tehnika ir atšķirīga.

Misiņa virsmas aizsardzība

Misiņa un bronzas izstrādājumu oksidēšana norāda, ka oksīdu plēvju parametri un virsmu krāsa ir lielā mērā atkarīga no šo sakausējumu komponentiem. Piemēram, ar vienādu daudzumu cinka un alvas bronzas metālā oksīda plēvi ir grūti veidot, bet, pievienojot svinu, oksīda plēves kvalitāte strauji palielinās. Apstrādājot misiņu ar amonija sulfīdu, sakausējumus ar augstu cinka līmeni ir grūtāk oksidēt nekā misiņus, kas satur ne vairāk kā 10% cinka.

Sen modētais sastāvs, kura pamatā ir tā saucamās sērskābes, tagad ir modificēts: tagad, pēc kristālu izšķīšanas, tam pievieno amonija sulfīdu. Balstoties uz šķīduma daudzumu, jūs varat iegūt atšķirīgu oksīda plēves krāsu: no gaiši brūnas līdz tumši brūnai vai pat melnai. Turklāt plēve ir iegūta izcilā kvalitātē un vienveidīgā krāsā.

Sakausējumu apstrādei var izmantot arī 10% tiokarbonāta šķīdumu. Tomēr šķīdumu izmanto tikai misiņam un bronzai ar zemu cinka saturu.

Vēl viens veids, kā aizsargāt bronzas virsmu un padarīt to pievilcīgu, ir nātrija tioantimonāta lietošana. Rezultātā tiek iegūta vienmērīgi pārklāta plēve ar sarkanīgu nokrāsu.

Oksidēšana ir process, kas prasa padziļinātas zināšanas par ķīmiski fizikālajiem procesiem un, kā likums, dārgu aprīkojumu. Tomēr visvienkāršākā aizsargplēves uzklāšanas tehnoloģija ir pieejama visiem, pietiek ar to, lai ievērotu vienkāršās instrukcijas, kas aprakstītas šajā rakstā.