СспГитва гальванических покрытий

0.3-0,5 0,3-1,0 > 1,0

До 0,5 0,5-1,0 > 1.0

Детали из стали углеродисто}!, инзко- и среднелегнроваииой

Защитное

Детали из меди и ее сплавов

Защитное, под па Для повышения мости, снижении npOTHB.neFiHH, под Защитное, под nai Для повышения мости, снижения противления, под Защитное, под па Для повышения мости, снижения противления, под

злектропроаодк-переходного со-пайку ;йку

электропроводи-переходного со-пайку йку

электропроводи-псрекодного со* пайку

Хим.фос; КдЗ.хр: КдЗ.ос Кдб.хр; Кдв.фос Кд9.хр; КЭ.фос

НЗ; Хим. НЗ;

СрЗ; СрЗ. Пд2; СрЗ. РдО,51 ОЗ; Ср-СуЗ

Н6; Об; Хим.Нб

Срб; Срв. Пд2. Срб. РдО,5:

ЗлЗ; Ср-Суб

Н9: Хим. Н9; 09

Ср9; Ср9. Пдг; Ср. 9. Рд0,5;

Ср-Су9; ЗлЗ

Примечание- Химическое 4осфатироваине допускается применять длв дополнительной :(ащиты

Выбор вида и толщины покрытия.

Вид и толщину покрытия деталей (согласно ГОСТ 9.301-78, ГОСТ 9.073-77, ГОСТ 21 484-76) выбирают в соответствии с требованиями, приведенными в нормативно-технической доку-менташи). Примеры выбора вида и толщины покрытия приведены в табл. 7-10.

Исключение составляют детали, для которы.ч толщину покрытия устанавливают независимо от условий эксплуатации: детали, выполненные 1ю 7, 8 и 9-му квалитетам пли имеющие посадки с натягом; резьбовые детали; прулины.

Покрытия (см. табл. 7), предназначенные для эксплуатации в более жестких условиях, можно применять при более легких условиях. Для деталей, на которые по их форме и виду сопряжения невозможно нанести покрытие толщиной, указанной в табл. 7, допускается уменьшенная толшиаа покрытия при условии дополнительной защиты. Для резьбовых крепежных деталей покрытие и толщину его выбирают по 1абл. 8, а для деталей с тугой резьРой толщина покрытия должн i быть 3-6 мкм независимо от шага и Д11амс1!а резьбы, Калибюика резьбы

после нанесения покрытий не допускается.

Для деталей, выполненных по 8 и 9-му квалитетам, толщина покрытий соответствует требованиям табл. 9. При нанесении покрытий на детали, имеющие резьбовые элементы, не защищаемые металлическими покрытиями, резьбу фосфатируют и при сборке детали устанавливают с использованием грунта или смазки. Для пружин покрытие и его толщину выбирают по табл. 10. При диаметре или толщине материала <0,3 мм такие детали следует изготовлять из коррозионно-стойких сталей н сплавов. Вид дополнительной защиты деталей всегда оговаривается в конструкторскойдоку-ментащш.

СВОЙСТВА

ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

Кристаллическая структура металлов приведена в табл. 11.

Микротвердость гальванических покрытий приведена в табл. 12.

Электрические свойства покрытий характеризуются электропроводимостью и переходным (контактным)

J1. Кристаллическая стр>кг>ра мста-плов

Мег т

Be Mg AI Т)

V Сг

Модифи-

кання

V * а

Тип стр>шуры

Гексагональная плотная Гексггонйльнля плотн;1Я Гране1интрнропанн1.н кубпчсснлн Гексагонг.льиня плотная

Объекло-дентрированная

чески?!

куби-

I eHcaioufibHEH плотння Кубическаи объемио-цектриро-ваииая сложная Кубическая сложная Гранецентрнровпниая кубиче-

CK.iH

Об-ьемно-центрнрованнтя кубическая

ОСъсм1;0-дентрнров< ;ннйЯ кубическая

Гранеие11трнроваии<1я кубическая

Объемно-центрированная кубн-

Гекст он;1льная плотная Гра11(?центриросанная кубиче-с к л я

Гексагональная плотная

Граиецсктрированид кубическая

Гексз! опальная плотная Алхазная кубическая Объемно-центрнрованиая куби ческая

Гскс?.гон<льная плотная

Гранецеитрироваииая кубическая

Гексагональная плотная Граиецентрироваиийя тетрагональная

Алма,зная кубическая Объемчо-иептрированная тетрагональная

Кубическая сложная Объемно-центрированная чес к ; я

Гекгагоиа.пьная плотнля

кубн-

Грпк-цсцтрнроьпная кубическим

I Upa 1 три епгтки, Д

Температура, С

,717 i,910

3,313 3.862

5,0750

,637

507 548

2,65 3.523

3,614

2,661 5,657 3,146

2.705

3.803 3,890

4,086

2,965 4.5ЕЗ

6,469 5,831

5.040 3,165

2,757

3.838 3.923 4.070

4,0-19

4,418

4,086

4,946

4,282

5,664 4,936

3,181

4,456

20 1100

1143

1400

20 20

в закаленном состоянии I7C 20

26 23

25 26

18 24 20

ПРИМЕНЕНИЕ И СВОЙСТВА ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

12. Твердость гальванических покрытий

Покрытие

Цинковое Кадмиевое

Медное из электролитов;

кнсльи;

цианистых Олопяииое Свинцовое

Никелевое нз электролитов; горячия холодных

HnKejjeaoe химическое

Хромовое:

режим молочного хрома режим твердого хрома из тетрахроматиого электролита

Серебряное

Серебряное твердое (сплав

Ag-Sb)

Золотое

Палладиевое

Родиевое

Рутеннеаое

Железное

Мнкро-

ТЕСрДОСТЬ

la. Контактное сопротнв.чение (Ом) прн нагрузках

Влияние гальванических поврытнй на свойства металла

40-60 35-SO

в0.-80

60-120

12-30

8-12

140-160 300-500 650-900

450-600

760-1100

350=400

60-140 180-220

40-60 250-400 800-800 800-900 450-700

14. Механические свойства гальванических покрытий

сопротивлением. Эти величины неов-ходимо учитывать при выборе покрытий для контактов и других деталей приборов. В табл. 13 представлены значения контактных сопротивлений.

Механические свойства некоторых гальванических покрытий приведены в табл. 14.

ВЛИЯНИЕ

ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА СВОЙСТВА ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА

Гальванические покрытия оказывают влияние на физико-механические свойства основного металла, что вызвано ивводороживанием основного металла в физико-механическими свойствами самого покрытия.

Наводороживание сталей. Наводо-роживание стали способствует уменьшению ее пластичности, ухудшению характеристик технологических проб иа перегиб и скручивание, снижению длительной прочности (т. е. сопротивления замедленному разрушению). С увеличением содержания водорода уменьшается поперечное сужение и удлинение стали, причем поперечное сужение 4]) уменьшается в гораздо большей степени, чем удлинение 6. При увеличении содержания водорода от 2 до 10,3 см*/100 г поперечное сужение стали 25ХНМА уменьшается в 10 раз, а удлинение-на 71%.

В результат* интенсивного наводороживания в ряде случаев изменяется характер разрушения стали (происходит переход от вязкого к хрупкому). Растворимость водорода и его влияние на механические свойства стали в сильной степени зависят от структуры последней. Так, при электролитическом наводороживаини сталь с раз-личнойструктурой поглощает неодинаковое количество водорода (см/ЮОг); мартенсит - 6,9; троостит - 15,9 и сорбит - 46,5. В то же время охруп-чивание стали с трооститной структурой при наводорожнвании происходит более сильно, чем с сорбитной структурой.

Влияние водорода иа свойства сталей в сильной степени зависит от прочности и Их структуры: с увеличением прочности отрицательное влияние водорода иа механические свойства сталей увеличи-

вается. Наибольшее влияние наводороживания на механические свойства проявляется в случае сталей с мартен-автной структурой.

Влияние водорода на механические свойства сталей зависит от условий испытаний. Большое влияние оказывают скорость нагружевия и температура испытания. С увеличением скорости нагружения влияние водорода на работу разрушения стальных образцов уменьшается. С понижением температуры испытаний влияние водорода иа механические свойства малоуглеродистой стали существенно уменьшается, и прн -leCC водородная хрупкость не проявляется. Работы разрушения наводорожеиных образцов сталей У10, Х4ВЗМЗФ2, ЗОХГСА н Х12М при температуре -196°С и ненаводороженных образцов близки по значению.

Очень сильно влияет наводороживание иа Замедленное разрушение высокопрочных сталей, что особенно проявляется при наличии концентраторов напряжений. При этом время до разрушения заневоленных образцов с надрезом при уменьшении растягивающих напряжений увеличивается. Ход кривой напряжение-время показывает, что существует некоторое пороговое напряжение - длительная прочность (Сдл), ниже которого не происходит замедленного разрушения стали. На длительную прочность большое влияние оказывает радиус концентратора напряжений; с уменьшением радиуса надреза (от 6,25 до 0,025 мм) Одл наводороженной стали уменьшается почти в 3 раза.

При увеличении прочности углеродистых и низколегированных сталей Одл также уменьшается. Особенно низкая длительная прочность стаЛи с мартеиситной структурой.

Уменьшение наводороживания приводит к увеличению порогового напряжения и времени до разрушения при данном растягивающем напряжении.

Наибольшее влияние наводороживания на замедленное разрушение сталей наблюдается при одновременном воздействии растягивающих напряжений и атомарного водорода. В этом случае замедленное разрушение может происходить при напряжениях во мною раз меньших предела текучести. Так, например, образцы стали 30ХГСН2А

ПРИМБНЕНИБ И СВОЙСТВА ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

Влияние гальван...<-ских г.окрытий иа своПстм металлов

с прочностью 1700 МПа могут разрушаться при катодной поляризации в 20 %-иом растворе HaSOi с добавкой 30 г/л NaCl при напряжении всего лишь 50 МПа

В процессе нанесения гальванических покрытий иа детали из высокопрочных сталей, имеющих большие внутренние напряжения, также могут возникнуть трещины. В этом случае никакое последующее обеэводорожива-ние не может привести к восстановлению механических свойств стали.

Наводороживаиие при травлении. Степень наводорожи-вэння обычно оценивают по изменению пластичности стали при растяжении, характеристик технологических проб на перегиб и скручивание, прочности стали и т. в. При травлении стали 40ХНМА (ов 2000 МПа) в 20 %-ном растворе HjSOj с добавкой 30 г/л NaCl в течение 120 мнн поперечное сужение и удлинение уменьшаются соответственно от ф = 47 % и 6 = = 10,4 % до ф = 0.33 % и б = 1.6 %.

С увеличением времени травления пластичность сталей уменьшается, что свидетельствует об увеличении степени наводороживания. Зависимость пластичность стали-время травления имеет параболический характер: в первые моменты травления скорость наводороживания максимальна, а со временем она уменьшается. Исследования влияния времени травления в 20 %-ном растворе Hj504 с добавкой 30 г/л NaCl на поперечное сужение и удлинение б стали 30ХГСН2А дали следующие результаты:

время трав- О 15 30 46 60 леиня, мин

*, % 50,6 30,6 17 15 8,5

в, % 11.6 7.9 5.6 - 3.5

Наблюдаемое изменение пластичности стали при травлении в кислоте в течение 60 мин связано не с молекулярным водородом в коллекторах, а с растворенным в кристаллической решетке атомарным водородом (или протонами). Об атом свидетельствует тот факт, что при выдержке травленых образцов в кипящей воде в течение 15-20 мин или на воздухе в течение нескольких суток пластичность стали при нормальной температуре восстанавливается.

На наводороживаиие стали прн травлении оказывают большое влияние концентрация и природа кислоты.

Наводороживаиие стали в растворе HjSOj больше, чем в НС1. С увеличением концентрации HSGj до определенного значения наводорожиаание стали увеличивается, а в растворе НС1 с повышением концентрации оно уменьшается.

Пластичность высокопрочной стали 30ХГСН2А после травления в H2SO4 меньше, чем в НС1, что видно по изменению пластичности стали, т. е. по изменению it, после травления в течение 30 мин.

Травле- Без В 20 %- В 20 %

нне об- травле- ной ной

разцов вия H,SO, HCI

Ф, % 49 14.8 33

Прн катодном травлении в HSOj и НС1 введение стимуляторов наводороживания (AsjOj, соединений SeOj , ТеО , h2s, тиомочевины и др.) вызывает увеличение наводороживания стали.

Ингибиторы уменьшают наводороживаиие при травлении стали в кислотах (табл. 15).

Следует отметить, что ингибиторы, сильно тормозящие процесс растворения стали в кислотах, не всегда вызы-ванзт уменьшение наводороживания. Диэтиланилин является слабьпи ингибитором коррозии, но он в то же время тормозит наводорожнвание стали при травлении в НО . Тиомочевииа в растворе HjSO наоборот, сравнительно эффективный ингибитор коррозии, однако усиливающий наводороживаиие стали.

На водорож в б ание при нанесении гальванических покрытий. В процессе

15. Влияние уротропина на иаводорожи-ваяие стали 40ХГСН2А прн травлении в твчвние 2 ч

Обработка образцов н состав травильного раствора

иайесеиня гальванических искрытнй особенно сильное г.йводорсжппаиие стали происходит в цианистых э.тсктро-литах. Гораздо меньше наводорожгва-пие наблюдается в кислых злектрсн литах, оди.йко достатошое дтя ухудшения механических свойств высокопрочных ста.псй.

На наводороживание сталей при нанесении гапьваинческих покрытий оп-редсляющс илияние оказывают состав алсктролнта, плотность тока, природа и структура покрытий.

При оценке изменения мсхат.нческих свойств стали необходимо учитывать возможность влияния самого покрытия. В ряде случаев влияние покрытия может оказаться более сн.чьиыч, чем водорода, проднффундиривавшего в сталь. Известно, например, что с увеличением времени хрс.мирования наводороживаине стали увеличивается, и пластичность стали прн осевом растяжении уменьшается. Однако, если оценку нэ-чепеиня пластичности стали вследствие иаводороживання при хромировании проводить испытанием хро мированных образцов на изгиб, то окажется, что с увеличением толщины хромового покрытия и, следовательно, времени хромирования относительная хрупкость ие увеличивается, а умень шается. Поэтому метод определения охрупчивания стали испытанием образцов на изгиб может быть использован татько в случае мягких эластичных покрытий. В случае твердых покрытий, как, например, хромовых, 8г0т метод может дать ошибочное представление о степени наводороживания основного металла - стали.

Поскольку иа наводорожнвание стали основное влияние оказывает концентрация адсорбированных атомовН, то время до растрескивания напряженной высокопрочной стали в процессе нанесения гальванических покрытий является важным параметром прн определении степени наводороживания стали в процессе электролиза.

Для определения этим методом степени наводороживания используют плоские образцы высокопрочных сталей (например, 30ХГСН2А), которые после термической обработки (закалка в масле с низким отпуском) шлифунл- до размера 100X8X2 мм. Растягивающие напряжения, не превышающие предела текучести, создают

fic. 1. ПрпслоссОчСиие Д.5Я создаеип рос-

7чгипак)Щих наприжени1:

1 - erj.aaeu; ! - скоба; - вип,

изгибов образцов в специальном приспособлении (рис, 1) с поиои1,ью виита. Данная методика нагружения дает 1,озможпость соз,1авать раст гнваюшне 1ап1>яже11ия с точностью -3 / . Расгя! нвающне напряже иня

6£Л/

1Ае К - модуль упругости; Л - то.ч-liWiia образца; / - стрела прогиба; I - расстояние между опорами в прм-епоссбленин (УО мм).

После подготовки образцов на них наносят гальваническое покрытие и определяю! время до растрескивания при данном растягивающем напряжении в процессе электролиза.

Определение пластичности сталей мартснситной структуры проводится методом изгиба плоских образцов (рис. 2). Плоский образец, установленный .между двумя параллельными губками, изгибается По расстоянию между губками ft, при котором разрушается образец, определяют пластичность при изгибе. С уменьшением пластичности стали величина h при нагибе образцов увеличивается.

Рис. 2. приспособление для всоы1а ня

Образцов иа изгиб:

J аажимы; 2 - образец