Химические покрытия. 
Химия в строительстве

Оксидирование (воронение) стали состоит в создании на поверхности детали равномерной сплошной и плотной пленки Fe304. Химическое оксидирование проводят в щелочных растворах, содержащих окислители; покрытия приобретают коричневый оттенок.

Электрохимическое оксидирование осуществляется на аноде в растворе едкого натра; при этом образуются оксидные пленки черного цвета, защитные свойства которых в 3—4 раза выше, чем пленок, полученных химическим путем. Недостатком способа является затруднение обработки деталей сложной конфигурации вследствие неравномерности распределения тока по поверхности детали.

Стальные детали с оксидными покрытиями имеют низкую коррозионную стойкость, поэтому оксидированию подвергают детали (шестерни, пружины, валы), конструктивно защищенные от влияния атмосферы, т. е. работающие в закрытых объемах.

Оксидирование алюминиевых сплавов состоит в создании защитных оксидных пленок химическим или электрохимическим методом. В атмосферных условиях на поверхности чистого алюминия образуется оксидная пленка А1₂0₃, которая обладает хорошими защитными свойствами. Легированный алюминий, более прочный и твердый металл, имеет пониженную коррозионную стойкость. Химическое оксидирование способствует образованию на поверхности сплава малорастворимого соединения гидроокиси алюминия А1(ОН)₃, оксидная пленка которого после обработки имеет пористое строение. Химическому оксидированию подвергают детали сложной конфигурации с труднодоступными внутренними поверхностями.

Электрохимическое оксидирование (анодирование) алюминиевых сплавов осуществляется в кислых электролитах (растворе H₂S0₄). На детали-аноде при наложении внешнего тока выделяется кислород, который, взаимодействуя с алюминием, образует оксидную пленку. В отличие от гальванических металлических покрытий наращивание покрытия происходит под слоем оксидной пленки, т. е. на поверхности металла, следовательно, оксидная пленка имеет пористое строение (рис. 6.12).

Объем пор составляет до 30% объема оксидной пленки. Для повышения защитных свойств покрытия и заполнения пор, детали из алюминиевых сплавов обрабатывают, например, раствором хромпика, образующего соединение (А10)₂-Сг0₄.

Анодированию подвергают стрингеры, качалки, кронштейны и другие детали различной техники.

Фосфатирование применяют для защиты от коррозии деталей, изготовленных из высокопрочных сталей. Это более простой и дешевый способ получения защитной пленки, чем оксидирование. В результате химической обработки в растворе фосфорной кислоты и ее кислых солей на поверхности детали образуется тонкая, труднорастворимая пористая пленка светло-серого цвета. Защитные свойства солей фосфатной пленки невысоки, их усиливают заполнением пор в растворе хромпика. Пленка служит хорошим основанием для лакокрасочных покрытий.

Рис. 6.12. Строение оксидной пленки на алюминиевом сплаве:

1 — металл; 2 — плотный слой; 3 — рыхлый слой; 4 — электролит.

Для обеспечения надежной работы узлов и агрегатов различной техники следует не допускать механических повреждений защитных покрытий, осуществлять периодический контроль их состояния, своевременно возобновлять предохранительную смазку или восстанавливать защитный слой. В эксплуатации защитная оксидная пленка восстанавливается в основном на деталях, изготовленных из магниевых сплавов. Для этого необходимо зачистить пораженный коррозией участок стеклянной шкуркой, обезжирить бензином Б-70, высушить и провести местное оксидирование. Оксидирование осуществляют раствором следующего состава: селенистая кислота — 20 г; двухромовокислый калий — 10 г; вода — 1000 мл. Этот раствор наносится ватным тампоном. После получения оксидной пленки восстанавливается лакокрасочное покрытие.

Лакокрасочные покрытия позволяют успешно решить проблему повышения надежности антикоррозионной защиты поверхностей самолетов, вертолетов, автотранспорта, сельскохозяйственной техники, узлов и деталей различных машин и механизмов. Лакокрасочные покрытия улучшают обтекаемость внешних поверхностей автомобилей, придают изделиям информационные или маскировочные свойства. Для эффективной антикоррозионной защиты лакокрасочные покрытия должны обладать хорошей адгезией, т. е. прочно прилипать к поверхности, быть прочными, износостойкими, эластичными, влагои газонепроницаемыми, химически стойкими, термостойкими. В одном слое покрытия трудно реализовать все свойства, которые удовлетворяли бы предъявляемым требованиям, поэтому создаются многослойные системы лакокрасочных покрытий (рис. 6.13).

Лакокрасочные материалы (лаки, эмали, масляные и нитрокраски) представляют собой многокомпонентные составы, в которые входят пленкообразующие вещества, растворители, пигменты (красители), наполнители, ускорители высыхания и др.

При эксплуатации металлических изделий, покрытых лакокрасочными материалами, необходимо выполнять ряд условий по сохранению целостности покрытия. Например, нельзя протирать стены, покрытые масляной краской, бензином или растворителями.

Рис. 6.13. Многослойное лакокрасочное покрытие:

1 — основа; 2 — грунт; 3 — шпатлевка; 4 — эмаль (краска); 5 — лак.