Процесс напыления металлов проводится с целью улучшения свойств элементов, эксплуатируемых в условиях повышенных нагрузок и подверженных интенсивному изнашиванию. Благодаря металлизации, поверхности приобретают новые характеристики, которые продлевают их срок службы.
Кроме того, напыление применяется в процессе производства предметов декора, украшений, бижутерии. Напыление может наноситься на любые металлы, в зависимости от того, какую задачу нужно выполнить.
Главное предназначение напыления металлической основы заключается в том, чтобы продлить срок службы механизмов, подвергающихся влиянию вибрации, температурным перепадам, воздействию агрессивной среды.
Методы напыления
Сделать напыление металла можно разными способами:
- Вакуумное напыление – сырье при значительном нагревании в вакууме превращается в пар, который оседает в виде конденсата на поверхности, подвергшейся обработке;
- Газодинамическое напыление. Его суть состоит в формировании защитной пленки при взаимодействии быстродвижущихся микрочастиц охлажденного металла, на скорость движения которых влияет ультразвуковой поток газа, с подложкой;
- Плазменное напыление (либо газоплазменное) основано на применении электрической дуги, которая создается между двумя электродами с подачей инертного газа и ионизации;
- Лазерное напыление осуществляется благодаря применению оптико-квантового оборудования. С помощью лазерного луча возможно обрабатывать сложные изделия;
- Магнетронное напыление. Происходит процесс в плазменной среде при влиянии катодного распыления. На металлическую поверхность наносят тонкие слои. В основе технологии обработки участвуют магнетроны.
Выбор способа напыления зависит от свойств, которые планируется придать обрабатываемой основе. Так как способ объемного легирования выходит недешево, в промышленных объемах целесообразнее применять современные технологии металлизации (плазменной, лазерной, вакуумной).
Нюансы плазменной металлизации
Основное предназначение данного метода состоит в обеспечении защиты элементов от процессов окисления в условиях агрессивной среды; улучшении технических свойств; укреплении поверхности, подвергшейся обработке; устойчивости к механическим перегрузкам.
Для проведения плазменного напыления необходимо наличие специального оборудования (высокочастотный генератор, бокс герметизации, емкость газовой среды, насос для обеспечения оптимального давления, пункт управления). Надо сказать, что эту технологию вполне реально применять и в домашних условиях, если имеется нужное оборудование, включая камеру с вакуумом. Известно, что при контакте с кислородом происходит окисление горячих поверхностей из металла и мишени.
Холодное напыление
Чтобы обезопасить металл от негативного влияния окружающей среды и рабочих параметров, проводят легирование и напыление с применением вакуумных установок. Иными словами, в сплав вводят химические частицы, благодаря которым изделия приобретают необходимые качества либо покрывают основу защитным слоем.
Как правило, в процессе металлизации применяют методику создания гальванического напыления, погружения изделий в расплав, используют магнетронное оборудование, вакуумные камеры.
Порошковое напыление широко применяется для обработки пластичных металлов (цинк, алюминий, медь, никель).
Самым распространенным вариантом металлизации является технология создания гальванических покрытий с помощью погружения изделий в специальный расплав, использование магнетронного оборудования и вакуума.
Нередко применяют детонационно-газовое напыление, при котором движение частиц происходит при очень высоких скоростях. Активно используют плазмотроны, электродугу, газоплазменные варианты нанесения покрытий, ионную обработку.
Современные инженеры разработали и создали переносной аппарат для напыления, с помощью которого можно проводить металлизацию на любых промышленных объектах, а также делать домашнее напыление. Для того чтобы работа оборудования была эффективной, необходимо присутствие компрессорного аппарата (параметры давления сжатого воздуха – не менее 5-6 атмосфер) и наличие электроисточника.
Титановое покрытие
Напыление титана делает поверхность очень прочной, даже под влиянием высоких температур. Соответственно, значительно возрастает износостойкость обработанных деталей. За счет уменьшения трения между изделием и аппаратом, отпадает нужда в обеспечении охлаждения, при этом эффективность работы повышается до 50 %. Как правило, такой вид напыления наносят на твердосплавные инструменты (к примеру, режущие приборы, сверла).
Алмазное напыление
Нанесение алмазоподобного покрытия на изделия позволяет значительно продлить срок их эксплуатации. В состав алмазоподобных покрытий входят атомы углерода с разными связями (графит и алмаз). Алмазоподобные покрытия сочетают в себя такие качества как прочность и твердость алмаза и свойства трения графита.
Технология создания такого напыления заключается в плазменном распылении графита в вакуумной среде и осаждению атомов углерода, обладающих высокой энергетической способностью, на детали (к примеру, приборы для обработки металла). В итоге создается аморфное напыление, в котором присутствуют не только атомы углерода и алмаза, но и графитоподобные соединения. Такие виды покрытий можно создавать не только на металле, но и других материалах (керамика, пластик и т.д.).
Золотое напыление
Позолота — это золотое покрытие, которое способно замаскировать любой металл. Толщина покрытия варьируется в пределах от 1 до 20-25 микрон, при этом само изделия приобретает почти стопроцентную схожесть с драгоценным металлом. Технология применяется во многих сферах деятельности, в том числе в ювелирном деле, архитектуре, автомобилестроении, оформлении интерьеров, медицине и т.д.
Методов золочения очень много. В старину, для золочения церковных куполов применяли ртутное напыление. Делали специальный состав на базе ртути, которая после выпаривалась. В настоящее время такую технологию уже не применяют, так как она не безопасна для здоровья.
- Золочение морданом подходит как для проведения наружных работ, так и для оформления внутри помещений. Сейчас купить мордан не сложно, к примеру, в интернет-магазинах.
- Глиняное золочение подходит только для основы из дерева и не используется для наружных работ. В продаже имеются готовые составы, что значительно упрощает процесс обработки. В сравнении с прошлыми временами, для приготовления смеси требовались ингредиенты, достать которые было весьма сложно (к примеру, китовый жир и т.д.).
- Водно-синтетическое. Для данной технологии используют водные составы. Основное достоинство такого метода – быстрота обработки поверхности. Конечный продукт получается блестящим и не нуждается в финишной полировке.
Цинкование металла
Процесс напыления цинка состоит в обработке металлических изделий цинкосодержащей химической смесью. В результате такой обработки, металлоконструкции защищены от появления коррозийных процессов, что увеличивает их срок службы. Процесс цинкования возможно осуществить не только в заводских условиях, но и дома.
Цинк в сочетании с металлом формируют гальванический набор, в котором первый компонент берет на себя защитные функции, контактируя с окружающей средой. Существует несколько способов цинкования:
- Холодное,
- Горячее,
- Термодиффузионное цинковое напыление,
- Электрохимическая гальванизация,
- покрытие под влиянием термических газов.
Выбирая методику цинкования, необходимо учитывать предназначение детали и в каких условиях она будет эксплуатироваться.
Заключение
Поскольку, металлические поверхности подвержены негативному влиянию окружающей среды, для их защиты и увеличения времени эксплуатации применяют металлизацию. В результате, металлические изделия и поверхности приобретают антикоррозийные качества и успешно эксплуатируются на протяжение длительного времени.
