Решение проблем с адгезией на ВУС
Мир Гальваники 06.03.2019
Ответов 1
Просмотров 250

Мы обрабатываем самые разнообразные типы деталей; в последнее время у нас возникли проблемы с адгезией при нанесении покрытий на крепежные детали из термообработанной высокоуглеродистой стали. Что мы можем предпринять для решения этой проблемы?

Мир Гальваники

Проблемы с адгезией характерны для высокоуглеродистой, термообработанной стали, и для их решения необходимо обратить внимание на этап кислотного травления. Высокоуглеродистую сталь в целом можно классифицировать как железоуглеродистый сплав, содержащий от 0,55 до 1,40% углерода. Высокоуглеродистая сталь боле твердая и прочная, чем стандартная мягкая сталь. Кроме того, часто она подвергается термической обработке для улучшения таких свойств как ударная прочность, твердость, пластичность и прочее, в зависимости от типа термической обработки. Полученная в результате структура подложки напрямую связана с этапом кислотного травления.

Целью кислотного травления является удаление отложений и оксидов металлов, которые образуются на поверхности металла в процессе термической обработки. Травильный раствор "атакует" оксидный слой с образованием соли металла и воды. Однако проблема возникает, если удалить весь оксидный слой, поскольку тогда начнет растворяться металлическая подложка, при этом образуется соль металла и выделяется водород. Вот где кроется истинная проблема нанесения покрытий на термообработанные высокоуглеродистые крепежные детали. Для грамотного удаления отложений оксидов металла и шлама зачастую требуется более высокая концентрация соляной кислоты или, например, гидрофторида аммония, применяемого в качестве альтернативы. Если оксидный слой удален полностью и основная сталь подвергается воздействию, растворение стальной подложки приведет к образованию поверхности с высоким содержанием углерода. Упомянутые вами проблемы адгезии обусловлены неспособностью нанесения покрытия на эту поверхность. Кроме того, выделение водорода может стать причиной водородного охрупчивания, главной проблемы предприятий, выпускающих детали крепежа.

Уникальная структура и требования высокоуглеродистых термообработанных крепежных деталей представляют крайне трудную задачу - найти идеальный баланс между недостаточным и избыточным травлением. Самым распространенным решением этой проблемы является применение ингибитора травления. Ингибиторы кислотного травления создают защитную пленку, используя методы адсорбции, которая защищает стальную подложку и, вместе с тем, позволяет оксидному слою равномерно растворяться. На фотографии слева направо можно увидеть: стандартный болт 10,9, такой же болт после травления без использования ингибитора и болт после травления с использованием ингибитора. Болт в исходном виде дает достаточное представление о термообработанном крепежном изделии и количестве отложений. Болт после травления без использования ингибитора демонстрирует влияние стандартного цикла предварительной обработки: он выглядит очень черным и грязным из-за образованной в результате поверхности с высоким содержанием углерода. И наконец, болт после травления с применением ингибитора имеет идеальный стальной цвет, поскольку слой оксидов металла был растворен, а подложка осталась нетронутой. Это обеспечило эффективное нанесение покрытия.

Ингибиторы травления обеспечивают множество преимуществ в самых разных областях применения. В частности, если говорить о высокоуглеродистой термообработанной стали, они предназначены для замедления воздействия на стальную подложку, однако обеспечивают скорость, при которой удаляются отложения и другие соединения. Это позволяет подложке оставаться относительно незатронутой кислотным травлением, и при этом поддерживаются необходимые функции очистки процесса травления. К тому же срок службы травильного раствора, как правило, продлевается, поскольку в нем растворяется меньше металла и снижается количество металлических загрязнений. Ингибиторы травления часто содержат другие типы поверхностно-активных веществ, которые способствуют формированию пенного слоя, предназначенного для снижения образования кислотного тумана в производственном помещении.

Таким образом, проблемы адгезии высокоуглеродистых термообработанных крепежных деталей зачастую обусловлены образованием поверхности с высоким содержанием углерода в результате травления стальной подложки. В решении этой проблемы может помочь особое внимание к этапу кислотного травления и добавление ингибитора травления. Последние достижения в области ингибиторов кислотного травления обеспечили снижение чрезмерного пленкообразования или трудноудаляемых веществ, которые наблюдались в ингибиторах предыдущего поколения, что приводило к проблемам с образованием пятен и пузырей. Однако стоит отметить, что не все кислотные ингибиторы одинаковы, они могут действовать по-разному на одной и той же подложке, поэтому для решения конкретных вопросов в специфических областях применения следует привлекать проверенных поставщиков химической продукции. 

Мэтт Скарио, директор технической службы компании Columbia Chemical. Посетите сайт columbiachemical.com.