Виды покрытий металла

Защита металлов от коррозии с помощью специальных покрытий — распространённый способ. Но нюансы его применения различны: технология нанесения, составы и их функциональность.

Существует три основных типа антикоррозийных покрытий: органические (полимерные и лакокрасочные), неорганические (металлические и неметаллические) и комбинированные (многослойные и композиционные). 

Виды покрытий:

Органические покрытия включают в себя полимерные и лакокрасочные материалы. Они обладают различными свойствами и используются в зависимости от требований к защите металла. Полимерные покрытия отличаются отсутствием летучих соединений и обладают высокой дисперсией, термостойкостью, широким диапазоном фактур и оттенков. Лакокрасочные покрытия имеют низкую стоимость, просты в использовании и позволяют декорировать поверхность. Однако они менее устойчивы к механическим и химическим воздействиям по сравнению с полимерными покрытиями.

Самой многочисленной по количеству подразделов является группа, которая объединяет неорганические покрытия. Их первые отличия проявляются на уровне металлических и неметаллических материалов.

• Металлические покрытия — это антикоррозийные покрытия, содержащие металлы и сплавы. Самые распространённые — цинковые, никелевые, хромовые, кадмиевые, латунные, бронзовые. Методы нанесения на основу бывают физическими, химическими и электрохимическими.
• Неметаллическая группа включает в себя два типа покрытий: конверсионные и силикатные.
• Комбинированные покрытия представляют собой системы, состоящие из нескольких различных по природе покровных пленок, нанесенных на один элемент или конструкцию. Существуют два основных типа комбинированной антикоррозионной защиты: многослойные покрытия, состоящие из 2-4 слоев, и композиционные (смешанные) составы, включающие несколько компонентов, каждый из которых выполняет свою функцию.

Методы нанесения металлических покрытий:

1. В промышленности обычно применяют следующие методы физического нанесения металлических покрытий: погружение изделий в расплавленный металл, плакирование или деформационная диффузия, металлизация напылением барьерного состава или диффузионная металлизация, конденсация (осаждение) паров металла на основу. Примером служит горячее цинкование. Важный документ, регулирующий параметры антикоррозионной обработки металлов и сплавов, — ГОСТ 9.008—2021.
2. Химический метод нанесения металлических покрытий основан на естественном восстановлении ионов металла на поверхности изделия в специальном растворе. Этот метод подходит для обработки никеля, хрома, олова, меди, золота и платины. Преимущества химической металлизации включают применимость к любым материалам, высокое качество покрытия и возможность обработки локальных участков и внутренних полостей. Однако этот метод редко используется из-за его сложности и высокой стоимости.
3. Электрохимический (гальванический) метод нанесения металлических покрытий основан на процессе электролиза. Он широко применяется в промышленности благодаря своей относительной простоте, возможности контроля и автоматизации процесса, управлению характеристиками покрытия и возможности местного напыления на детали со сложным рельефом. Гальванические покрытия могут обеспечивать защиту от износа, коррозии, улучшать зеркальное отражение. Примером гальванически нанесенной пленки являются черные саморезы по дереву и металлу, которые могут быть оксидированными или фосфатированными.
4. Анодные и катодные покрытия используются в электрохимии для защиты металлов от коррозии. Анодные покрытия предотвращают коррозию посредством химических реакций, в то время как катодные служат в качестве физического барьера. Условия эксплуатации могут влиять на эффективность этих покрытий, меняя их защитный потенциал.

Методы нанесения неметаллических покрытий:

1. Конверсионные пленки образуются в результате химической или электрохимической реакции между металлом и барьерным веществом, становясь с поверхностью одним целым и предотвращая коррозию. Наиболее распространены оксидные и фосфатные конверсионные пленки.
2. Силикатные (эмалевые) пленки создаются путем нанесения слоя присадочного состава на поверхность методом наплавления. Они могут использоваться не только на металлах, но и на других силикатных материалах, таких как стекло и керамика. Эмалевые покрытия обладают высокой механической прочностью, термостойкостью и кислотостойкостью, поэтому широко применяются в различных отраслях промышленности.

Методы нанесения комбинированных покрытий:

1. Покрытия медь/никель/хром состоят из трех слоев: медь как основание, никель для защиты и хром для прочности и декорации.
2. Композиционные покрывные пленки - это биметаллические составы, в которых добавлены частицы другого вещества для улучшения свойств покрытия. Примеры таких пленок: никель-вольфрам для износостойкости и твердости, медь-графит для защиты от коррозии и самосмазывания, медь-молибден для электропроводности и немагнитности.
3. Биметаллические покрытия с антифрикционным эффектом могут быть полезны для высокопрочных деталей, работающих в сложных условиях, даже если они кажутся излишними для мелких деталей в слабонагруженных соединениях.

Чтобы узнать больше информации по теме “Чем защищают металл: виды и характеристики покрытий”, читайте нашу статью на Дзене.