Толщина покрытия и другие характеристики АФП

Какой толщиной наносится покрытие и как ее измерять?

Толщиной покрытия называют расстояние между покрываемой поверхностью и внешним слоем нанесенного состава. От этого показателя зависит срок службы, коэффициент трения и другие рабочие свойства АФП.

Необходимо учитывать, что нанесение антифрикционного состава на обе сопряженные поверхности тонким слоем эффективнее, чем более толстый слой на одной из них.

Соприкасающиеся поверхности имеют микронеровности, и толщина покрытия должна превышать их размер, составляя от 5 до 20 мкм.

Для измерения толщины пленки могут быть использованы следующие методы:

• Линейное измерение абсолютным или относительным контактным методом: осуществляется с помощью микрометра
• Весовой метод: изделия взвешивают до и после нанесения покрытия, по разности масс определяют объем покрытия; среднюю толщину рассчитывают по соотношению объема нанесенного материала к поверхности покрытого изделия
• Магнитный метод: широко применяется для материалов-ферромагнетиков; осуществляется с помощью специального прибора – магнитного толщиномера, работа которого основана на изменении силы притяжения между намагниченным шариком и ферромагнитным основанием
• Метод вихревых токов: применяется для измерения толщины покрытий на немагнитных основаниях (алюминий, медь, титан и др.); осуществляется с помощью вихревых толщиномеров

В зависимости от метода измерения толщины ее показатели могут отличаться, поэтому результаты следует сопровождать указанием способа замеров, типа использованного прибора и, если известно, его погрешности.

Эффективность защитного слоя зависит не только от его грамотного нанесения, но и от того, насколько качественно была проведена предварительная подготовка поверхности. В свою очередь, способы очищения деталей и нанесения покрытий выбираются с учетом материала обрабатываемой поверхности, метода полимеризации АФП, а также комплекса его рабочих характеристик.

Подготовка поверхности

Адгезия и срок службы антифрикционных покрытий в значительной мере определяется качеством предварительной подготовки деталей.

Имеющиеся на поверхностях окислы, следы коррозии и загрязнения различной природы удаляются химическими или механическими методами. Специфика технологического процесса зависит от материала и состояния обрабатываемой детали.

Подготовка металлических поверхностей

• Пескоструйная обработка

Рекомендуется в качестве механического метода очистки деталей из стали, титана, алюминия, меди, магния и их сплавов, хромированных и никелированных поверхностей. Проводится окисью алюминия или литой сталью (размер зерна около 55 мкм).

Пескоструйная обработка способствует удалению коррозии, делает поверхность деталей более шероховатой (Ra от 0,5 до 1,0 мкм), поэтому обеспечивает лучшую адгезию АФП.

По окончании работ прилипшие частицы песка удаляются сухим сжатым воздухом без масляных включений.

Следует обязательно учитывать, что такой вид обработки изменяет линейные размеры деталей до 1,3 мкм.

Для более продолжительной службы покрытия после пескоструйной обработки рекомендуется провести фосфатирование деталей.

• Фосфатирование

Фосфатирование (обработка фосфатом марганца, цинка или железа) применяется для железа и стали, непригодно для нержавеющей стали, оцинкованного чугуна, деталей с кадмиевым и гальваническим покрытием.

Обработка фосфатом марганца увеличивает несущую способность и смазывающие свойства АФП, фосфатом цинка – улучшает коррозионную стойкость. Фосфат железа способствует увеличению адгезии антифрикционного покрытия.

Для фосфатирования используются только такие растворы, которые создают на поверхностях слои мелких кристаллов – от 3 до 8 мкм (эквивалентно весу от 5 до 15 г/м2).

После обработки фосфатный слой должен иметь ровную, однородную структуру, цвет – от серого до черного. Пятна фосфатирующего раствора и следы коррозии на поверхности деталей не допускаются.

• Травление

Травление смесью двух или более кислот (азотной, фосфорной, серной, хромовой, соляной) может применяться для обработки деталей из меди и медных сплавов вместо пескоструйной обработки.

Травление нержавеющей стали производится специальными растворами щавелевой кислоты.

Растворы для травления должны удалять продукты коррозии, но не оказывать излишнего воздействия на металл. Их концентрация варьируется в зависимости от вида сплава и состояния поверхности.

После травления необходимо тщательно промыть детали и удалить остатки кислоты.

• Анодирование (анодное оксидирование)

Этим методом обрабатываются алюминий и алюминиевые сплавы.

Сплавы с содержанием меди 0,5 % и более, а также с общим содержанием легирующих добавок свыше 7,5% обрабатываются в растворе серной кислоты. После обработки детали промываются в воде и погружаются в 5-% раствор дихромата натрия или калия для закрепления поверхностной пленки. Затем высушиваются при температуре не выше 102° С.

Другие алюминиевые сплавы и алюминий могут обрабатываться в растворе хромовой кислоты – она образует на поверхностях тонкую пленку, которая обеспечивает защиту от коррозии. После обработки хромовой кислотой детали промываются в горячей воде и высушиваются на воздухе.

Для растворов кислот необходимо использовать воду высокой чистоты (с низким содержанием хлоридов и сульфатов). После анодирования и до нанесения антифрикционного покрытия детали нельзя трогать голыми руками.

• Обезжиривание

Обезжиривание деталей, даже после их предварительное очистки кислотой, более чем необходимо – оно способствует более равномерному нанесению покрытия, его прочности и долговечности.

Данная технологическая операция может производиться органическими нежирными растворителями, не оставляющими следов после испарения.

Операцию промывки и обезжиривания обычно производят несколько раз свежим составом, после чего детали высушивают на воздухе. Трогать поверхности после обезжиривания нельзя!

Из соображений экологичности и безопасности персонала предпочтительно использовать органические растворители с низким содержанием ароматических соединений.

Для очищения и обезжиривания металлических поверхностей идеально подходят очистители MODENGY. Они производятся на основе смеси органических растворителей и функциональных добавок. Очиститель металла MODENGY эффективно удаляет любые масляные, силиконовые и прочие загрязнения, обезжиривает детали. Испаряется быстро и без остатка, не вызывая коррозии.

Специальный очиститель-активатор MODENGY применяется для финишной подготовки поверхности, способствуя лучшему сцеплению с ней антифрикционного покрытия. Состав распыляется с расстояния 15-20 см. и испаряется через 15 минут, после чего поверхность готова к дальнейшим операция.

Подготовка пластмассовых поверхностей

Обработка пластмассовых деталей включает, главным образом, обезжиривание и очистку. Для этого используются специальные растворители, которые не повреждают материал.

Улучшить адгезию покрытия помогает придание поверхностям шероховатости механическими (например, мелкой пескоструйной обработкой) или химико-термическими методами (путем активации пластика плазмой низкого давления).

Правила нанесения антифрикционных покрытий

В зависимости от формы, размера, веса, количества и материала обрабатываемых деталей применяют различные способы нанесения антифрикционных покрытий:

• Распылением
• Погружением
• Ручным инструментом (кистью, щеткой, валиком)
• Методом трафаретной печати

При выборе того или иного метода следует учитывать требования к пленке, конфигурацию и расположение покрываемых поверхностей скольжения.

Жидкое АФП перед использованием следует тщательно перемешать до однородности. Вручную процесс может занять до 30-40 минут. Если необходимо получить покрытие толщиной менее 5 мкм, производится его разбавление (при тщательном перемешивании).

Количество приготовленного состава рассчитывают с учетом его «жизнеспособности», указанной в технической документации, и площади, которую возможно покрыть за это время.

Наиболее удобный и эффективный способ нанесения покрытий – распыление. Он не требует применения дополнительных инструментов, прост и результативен.

АФП в аэрозольных фасовках выпускает компания Моденжи. Антифрикционные покрытия MODENGY 1001, MODENGY 1002, MODENGY Для деталей ДВС уже зарекомендовали себя в различных областях, требующих эффективного управления трением и повышения ресурса деталей.

При работе с АФП необходимо строго соблюдать нормы техники безопасности. Видеоинструкция по нанесению аэрозольных покрытий на примере MODENGY Для деталей ДВС представлена ниже.