Universitatea “POLITEHNICA” Bucuresti
Tema 22
Acoperiri protectoare si decorative
Student Suliman Seher Grupa 531E
2017 1
Cuprins
1. Domenii de utilizare cu exemple
2
Acoperiri protectoare si vopsele
2. Materiale strat substrat intalnite
4 Placarea bijuteriilor Cu Rodiu Cu Aur Pardoseli Epoxidice 3. Tehnologii de realizare
8
Metalizarea prin pulverizare Placarea metalelor Placarea prin turnare Depunerea fizică din vapori
4. Rezistenta mecanica si la coroziune
10
Coroziunea Rezistenta la coroziune Aplicarea de straturi metalice protectoare
Bibliografie 15
2
1. Domenii de utilizare Acoperiri protectoare si vopsele Acoperiri protectoare si decorative sunt folosite in domenii vaste, ca de exemplu pentru bijuterii, ceasuri, pereti de toate tipurile de materiale, cat si lemn si metale . Domenii de utilizare :
Placare bijuterii Acoperiri metalice Sisteme de pardoseli prin vopsele poliuretanice si epoxidice Protectii anticorozive pentru beton si metal
O acoperire este o acoperire care se aplică pe suprafața unui obiect, de obicei mentionat ca substrat. Scopul aplicării acoperirii poate fi decorativ, funcțional, sau ambele. Acoperirea în sine poate fi un strat complet, care acoperă complet substratul, sau poate acoperi doar părți ale substratului. Un exemplu de toate aceste tipuri de acoperire este reprezentat de o etichetă de produs pe mai mult sticle de bauturi de o parte are un strat funcțional (adeziv), iar pe cealaltă parte are una sau mai multe acoperiri decorative într-un model adecvat (tipărirea) care cuprinde cuvintele și imaginile. Vopselele si lacurile sunt acoperiri care au cea mai mare parte utilizari duale de protectie a substratului fiind si decorative in acelasi timp, desi unele picturi cu vopsea sunt doar de decor asa cum sunt vopsite conductele industriale mari numai pentru functia de prevenire a coroziunii. Acoperirile funcționale pot fi aplicate pentru a modifica proprietățile de suprafață ale substratului, cum ar fi aderența, rezistenta la apa, rezistenta la coroziune, sau rezistență la uzură. In alte cazuri, de exemplu, fabricarea dispozitivelor semiconductoare (în cazul în care substratul este o plachetă), acoperirea adaugă o nouă proprietate, cum ar fi un răspuns magnetic sau conductivitate electrică și formează o parte esențială a produsului finit. Un element major pentru majoritatea proceselor de acoperire este că acoperirea va fi aplicat la o grosime controlată, și un număr de diferite procese sunt utilizate pentru a realiza acest control, variind de la o perie simpla pentru vopsirea unui perete, la unele mașini foarte scumpe pentru aplicarea acoperirii în industria electronică.
3
Acoperirile pot fi aplicate sub formă de lichide, gaze sau solide. Acestea au rol de protecţie. Cele mai multe vopsele sunt într-o oarecare măsură de protejare a substratului, etanșare și impermeabilizare beton, zidărie și lemn; echipamente de conservare, oțel și beton structural de la atac chimic Rezistenta la uzura ;strat tare anti-zgârieturi pe materiale plastice și alte materiale de exemplu de nitrură de titan, pentru a reduce zgarierea, pentru a îmbunătăți rezistența la uzură, etc. Acoperirile de tip barieră pe beton, metale și aliaje supuse eroziunii / atac abraziv. Grundurile sunt produse de acoperire cu proprietati anticorozive folosite ca prim strat in sisteme de vopsire, asigurand aderenta intre suprafata metalica si urmatorul strat din sistemul de vopsire. (grunduri metal lemn, grundziv - grund anticoroziv pe baza de rasini alchidice, grundziv-grund anticoroziv pe baza de rasini alchido-melaminice, grund anticoroziv alchidoacrilic seria 5620, grund epoxidic bicomponent, grund clorcauciuc). Vopselele sunt produse de acoperire utilizate ca strat intermediar sau final in sistemele de vopsire, formand pelicule protectoare si decorative lucioase, aderente si foarte rezistente in timp (pe baza de uleiuri vegetale, alchidice klass, epoxidice, vopsea intermediara epoxidica, clorcauciuc, pentru marcaj rutier vopsea de marcaj rutier). Emailurile sunt produse de acoperire care confera proprietatile de luciu si de rezistenta la conditiile de mediu, folosite ca strat final (alchidice, alchido-melaminice, alchido-acrilice, epoxidice bicomponente email epoxidic, clorcauciuc email clorcauciuc). Lacurile sunt produse utilizate pentru lacuirea obiectelor situate la interior sau la exterior formand pelicule incolore sau colorate, cu aspect placut, transparente, foarte lucioase, aderente si foarte rezistente in timp (lac pentru parchet, lac alchido-melaminic, lac pentru lemn, lac electroizolant, lac epoxidic bicomponent).
2. Materiale strat substrat intalnite Placarea bijuteriilor Cu rodiu Rodiul este un metal rar, de culoare alb-cenusie, cu un puternic effect reflectant, ce face parte din grupa metalelor platinice. Denumirea rodiului provine din cuvantul grec “rhodron” ce inseamna trandafir. Este un metal nobil, rezistent la coroziune, descoperit la inceputul secolului al XIX-lea. Rodiul are rezistenta 6 pe scara Mohs in comparatie cu aurul sau argintul care au 2,5. Rodiul este un metal dur, rar, argintiu deschis, din familia platinei din tabelul periodic. Are reflectii puternice si se distinge prin faptul ca este unul dintre cele mai scumpe metale pretioase din lume. Intrucat este un metal inactive sau nobil adica este rezistent la coroziuni si oxidare in aer umed, rodiul creste durabilitatea oricarei bijuterii pe care o placheaza avand rezistenta 6 pe scara Mohs. De obicei, bijuteriile din aur alb sau argint sunt placate cu rodiu (proces cunoscut si sub numele de galvanizare sau rodinare) pentru a obtine un plus de stralucire, de lustru si o 4
durabilitate crescuta. De asemenea, metalul devine mai rezistent la zgarieturi, iar atunci cand este vorba despre bijuteriile de argint, acestea nu mai innegresc la fel de rapid. Unul dintre cele mai mari avantaje ale placarii cu rodiu este faptul ca nu contine nichel, piesele astfel obtinute fiind hipoalergenice.
Cu aur Aur galben: 12.5% argint - 75% aur pur - 12.5% cupru Aur roz: 6% argint - 19% cupru - 60% aur pur - 10% paladium - 5% nichel Aur rosu: 5.5 % cupru - 94.5% aur pur Aur alb: 10% cupru - 10% paladium - 5% nichel - 75% aur pur Aur albastru: un aliaj de aur si fier. Prin tratamentul termic, moleculele de fier de la suprafata metalului se oxideaza, astfel culoarea devenind albastru. Aur verde: un aliaj ce contine aur, argint si cupru. Aur negru: obtinut prin depunere chimica a vaporilor (tehnica asemanatoare PVD-ului) de aur, carbon si alte metale. Stratul de culoare neagra are o grosime de cativa microni. Un alt tratament poate fi electrodepunerea de rodiu, crom si impuritati foarte inchise la culoare
5
Aur maro: obtinut prin tratament termic.
Binecunoscuta compania de smartphone-uri de lux Gresso, a lansat un nou model exclusivist, în cadrul colecției Regal Collection, numit Regal Gold. Coelcția include trei modele, diferen țiate după tipurile de materiale folosite. Astfel, este un smartphone realizat eminamente din titaniu, iar acestea vin cu o combinație de titaniu cu placare PVD (inserții de aur de 18 carate, placarea PV este folosită de producătorii elvețieni de ceasuri de lux deoarece oferă rezisten ță sporită în caz de zgârieturi)
Pardoseli epoxidice Vopselele epoxidice fara solvent sunt cele mai utilizate atat pentru spatiile comerciale cat si industriale, deoarece confera durabilitate si rezistente bune. Ele in schimb au costuri mai mari per m2 si sunt aplicate in general de firme specializate deoarece se pot aplica la grosimi mai mari
6
(1-5mm) comparativ cu vopsele epoxidice in solvent care se aplica la grosimi mici de aproximativ 200µm. Vopselele epoxi de pardoseala pot acoperi crapaturile foarte fine ale betonului, insa pentru crapaturile mari, acestea trebuiesc umplute cu un chit special pentru crapaturi. Vopseaua – este in cele mai multe cazuri un material lichid, care dupa ce este aplicat pe o suprafata formeaza un film (strat) compact si aderent. Vopselele sunt formulate utilizand un numar mare de materii prime. Materiile prime de baza din compozitia unei vopsele sunt: Liant (Rasina): reprezinta acel „vechicul” care inglobeaza toate celelalte componente atat inainte cat si dupa formarea filmului de vospsea. Rasinile pot fi naturale sau sintetice si au capacitatea de a forma un film subtire, continuu si cu aderenta la substrat. In acelasi timp rasina este cea care da numele generic pentru tipurile de vopsele. Exemplu: vopsele alchidice, vopsele epoxidice, vopsele poliuretanice etc Tot rasina este aceea care determina tipul uscarii si modalitatea de uscare a vopselelor. Din acest punct de vedere se pot distinge trei tipuri de uscare si formare (intarire) a peliculei de vopsea: Uscare fizica: pentru aceste tipuri de vopsea formarea filmului(uscarea) se realizeaza doar prin evaporarea solventului si se redizolva atunci cand sunt expuse la solventul utilizat in formulare. Exemple de rasini utilizate pentru vopsele cu uscare fizica sunt: acrilice, nitro-celulozice, vinilice, clorcauciuc etc;. Formare film prin reactii de oxidare: pentru aceste vopsele, pe linga evaporarea solventului, au loc si reactii chimice cu oxigenul din aer (aceasta reactie este continua si aproape nu se termina niciodata). Exemple de rasini: rasinile alchidice, rasinile alchidice modificate, vopsele pe baza de uleiuri sicative (ricin, tung etc); Formarea film prin reactii chimice: aceste tipuri de vopsele sunt in general livrate in doi componenti: baza si intaritor. Inainte de utilizare cei doi componenti se amesteca astfel incat in procesul de formare a filmului de vopsea pe linga evaporarea solventului, are loc si reactia dintre grupele reactive ale bazei si intaritorului. Pigmentii: reprezinta o grupa de materii prime pulverulente utilizate in vopsele, pentru a obtine culoarea, opacitatea vopselei sau pentru anumite functii speciale (pigmenti anticorozivi, pigmenti inhibitori de coroziune). Aditivii: sunt utilizati din diferite motive. Exemple ale functiilor acestora in vopsea sunt: acceleratori de reactie, antispumanti, agenti de dispersie, antioxidanti, pentru a nu forma pielita in ambalaj etc. Solventii: sunt substante lichide utilizate pentru dizolvarea rasinii fara insa a reactiona cu aceasta. Formularea de vopsele care nu contin solventi este de asemenea posibila. Aceste tipuri de vopsele care nu contin solvent sau acesta este in cantitate foarte mica se numesc vopsele fara solvent (solvent free) sau vopsele ce au un continut mic de solvent (solvent less).
7
3. Tehnologii de realizare Acoperirea este metoda de aplicare a unui strat de material pe alt obiect sau in jurul unui alt obiect, pentru a-l imbraca total sau partial, pentru a-l proteja sau pentru a-i modifica aspectul. Acoperirea unui obiect se poate face cu materiale metalice sau nemetalice. Acoperirea cu materiale metalice poarta denumirea de metalizare.
Metalizarea urmareste:
imbunatatirea unor proprietati mecanice ale suprafetei (duritate, rezistenta la uzura, durabilitate); imbunatatirea unor proprietati fizice; imbunatatirea unor proprietati chimice; protectia anticoroziva; realizarea unui aspect exterior placut;
Acoperirea cu materialele metalice este precedata de operatia de pregatire a suprafetei in scopul obtinerii unei aderente bune. Acestea pot fi mecanice (sablare, polizare) sau chimice (decapare). Procedeele de metalizare sunt: 1. Pulverizare. 2. Placare. 3. Cufundare in metale topite. 4. Amalgamarea. 5. Spoirea. 8
6. Electro-chimica. 7. Electro-frecare. Metalizarea prin pulverizare Metalizarea prin pulverizare se efectueaza proiectand metale sau aliaje topite, ori pulverizate din stare topita pe suprafete metalice cu ajutorul unui pistol de metalizat. Prin solidificare particulele proiectate pe suprafata de metalizat se sudeaza intre ele formand o pelicula aderenta datorita in special tensiunii superficiale. Un aparat de metalizat trebuie sa contina trei categorii de subansambluri care sa asigure realizarea urmatoarelor operatii: 1. Topirea metalului de aport. 2. Pulverizarea metalului topit. 3. Antrenarea particulelor formate de catre un curentul de aer comprimat catre suprafata de metalizat. Avantajele metalizarii prin pulverizare piesa metalizata nu se incalzeste peste 400 ° K si deci nu se produc modificari structurale; se pot realiza pelicule de grosimi variabile; timp de executie mic; cost scazut; Dezavantaje pulverizarii sunt : rezistenta slaba la incovoiere si tractiune a peliculei; rezilienta redusa; piesele metalizate nu se pot supune deformatiilor plastice; Domenii de aplicare ale metalizarii prin pulverizare sunt :
reconditionari; remedierea defectelor de suprafata ale pieselor turnate; protectia contra coroziunii; realizarea unor suprafete refractare; metalizarea materialelor nemetalice;
Placarea metalelor Prin placare se intelege imbinarea nedemontabila a doua sau mai multe materiale metalice sub forma de straturi prin intermediul fortelor de coeziune. Piesa stratificata realizata prin placare se comporta atat la rece cat si la cald ca un singur obiect, insumand sau cumuland proprietatile straturilor componente. 9
Straturile metalizate nu depasesc 2-3% din grosimea totala a obiectului pe cand cele placate ajung si la 20%. Placarea poate fi bistrat sau multistrat din materiale metalice de diferite naturi. Alegerea straturilor ca grosime si natura se face in functie de proprietatile care se urmaresc (mecanice, fizice, chimice, etc.) a le obtine. Suprafetele de placat se curata dupa care se placheaza. Placarea prin turnare Se realizeaza turnand metalul de placat pe suprafata pregatita. Piesa de placat se incalzeste la 1100 - 1300 K. Aderenta se realizeaza prin difuziune. Fazele placarii prin turnare sunt : pregatirea suprafetelor de placat; turnarea metalului de placat; prelucrarea stratului placat (prin aschiere); Placarea prin turnare se poate executa prin: 1. Turnarea simultana sau succesiva a otelurilor de baza si a celui de placare, printr-un perete despaartitor care se scoate la momentul oportun. 2. Turnarea otelului lichid peste placi din otelul de placare introduse in prealabil in lingotiera. Aderenta obtinuta nu este suficienta si se imbunatateste prin presare sau laminare. Depunerea fizică din vapori Physical Vapour Deposition (PVD) este metoda prin care straturile subţiri (de 1 - 10 µm) se obţin prin condensarea pe suprafaţa substratului a unor specii atomice sau moleculare aflate în fază de vapori. Procesele PVD pot fi împărţite după metodele de formare a vaporilor primari în: procese de vaporizare (termice) şi procese de pulverizare (cinetice). In timpul depunerii PVD materialul care urmează să fie depus este vaporizat sau pulverizat, se amestecă cu un gaz şi apoi se condensează din starea de vapori sub forma unui strat (film) subţire pe piese. Depunerile de straturi prin PVD presupun obţinerea de straturi subţiri pe suprafaţa pieselor metalice prin evaporare termică, pulverizare catodică sau implantare ionică. Se obţin straturi subţiri, cu grosimi de 2 - 10 μm, prin condensarea unor fluxuri gazoase de atomi sau molecule pe suprafaţa pieselor, fluxuri produse prin mecanismele fizice de evaporare termică sau pulverizare catodică a materialului de depunere. Un avantaj important este acela că pot fi obţinute straturi complexe de tipul multicomponent şi multistrat cu proprietăţi deosebite de natură mecanică, electronică, optică, termică etc. 10
4.Rezistenta mecanica si la coroziune Coroziunea Coroziunea este un proces de alterare, datorat atacurilor chimice sau electrochimice asupra metalelor, sub acțiunea substanțelor de natură acidă și bazică. Coroziunea oțelului se produce sub acțiunea umezelii și a oxigenului, fiind accelerată de acțiunea sărurilor. Coroziunea atacă stratul superficial de "vopsea" de la suprafața metalului, trecând cu timpul la straturile următoare, viteza cu care acestea sunt atacate depinzând de o multitudine de factori cum ar fi: frecvența expunerii și durata ei, umiditatea, viteza și direcția vântului, praful, soarele, gradul de poluare a mediului în care se găsește piesa respectivă. De exemplu, se știe că dioxidul de sulf favorizează puternic corodarea zincului, motiv pentru care în lunile de iarnă intensitatea coroziunii este maximă, deoarece combustibilii folosiți la încalzire degajă cantități mari de dioxid de sulf. Consecințele coroziunii:
Afectează funcționalitatea și aspectul
Costuri mai mari pentru recondiționarea suprafețelor.
S-a demonstrat, de-a lungul timpului, ca protectia anticoroziva prelungeste considerabil viata cladirilor de birouri, halelor de productie si depozitare, podurilor, navelor, avioanelor, asa cum sa remarcat ca in lipsa sau insuficienta acesteia, duce în scurt timp la deteriorarea materialelor folosite în constructii, provocand daune importante. Astfel, tratarea suprafetelor pentru prevenirea coroziunii este esentiala pentru asigurarea longevitatii acoperirilor metalice.
Acoperirea termica a suprafetelor prin zincare termica.
Acoperirea suprafetelor prin galvanizare.
Acoperirea suprafetelor prin pulverizarea metalelor. Rezistenta la coroziune
Aliajul de zinc depus prin zincare termica, protejeaza suprafata pieselor atât prin bariera ce se formeaza între otel si mediu cât si prin realizarea unei protectii catodice (zincul având potentialul electrochimic mult mai mic decât al fierului, devine anod în timp ce fierul devine catod). Se stie ca stratul de zinc este compus din substraturile: eta, zeta, delta, gama, alfa, care au duritati diferite si care sunt atacate succesiv de coroziune. Stratul eta fiind primul, este atacat în urmatoarele ore ce au trecut dupa procesul de zincare termica. Produsii rezultati din coroziune sunt invizibili la început, dar cu trecerea timpului ei devin evideti deoarece sunt de culoarea alba, sunt solubili si încep sa fie spalati de ploaie. Coroziunea trece cu timpul la straturile urmatoare, viteza cu care sunt atacate depinzând de o multitudine de factori cum ar fi, frecventa expunerii si durata ei, gradul de umezeala, viteza si directia vântului, praful, soarele, gradul de poluare al 11
mediului în care se gaseste piesa respectiva. De exemplu se stie ca bioxidul de sulf favorizeaza puternic corodarea zincului, motiv pentru care în lunile de iarna intensitatea coroziunii este maxima, deoarece combustibilii folositi la încalzire degaja cantitati mari de bioxid de sulf. Aplicarea de straturi metalice protectoare
Depunerea electrolitica (galvanica) - obiectul de acoperit constituie catodul si se leaga la polul pozitiv al sursei de curent. Anodul poate fi executat dintr-un metal neatacabil în conditiile de lucru (electroliza cu anod insolubil) cum este la cromare. Alteori anodul este alcatuit din metalul acoperirii si se dizolva în timpul electrolizei (metoda cu anod solubil), depunându-se pe catod cum se întâmpla la cuprare, nichelare, zincare.
Electrolitul (baia de electroliza) contine un compus al metalului care se depune (în concentratie bine determinata), substante tampon (pentru mentinerea constanta a aciditatii solutiei), substante anorganice pentru marirea conductivitatii precum si adaosuri speciale pentru a îmbunatati porozitatea, aderenta, luciul sau structura stratului protector. Calitatea acoperirii depinde de finisarea suprafetei si de parametrii de lucru: compozitia electrolitului, densitatea de curent, temperatura, agitarea solutiei si miscarea electrozilor. Regimul de lucru odata stabilit trebuie respectat riguros deoarece exista o interdependenta între diferiti factori care influenteaza procesul de electrod. Durata procesului de depunere depinde de grosimea stratului impus si se calculeaza cu relatia: t = 0,6d. / Km.I.Rc unde: t- durata depunderii în minute; d - grosimea stratului metalic, în m; - greutatea specifica a metalului depus, în g/cm 3; Km - echivalentul electrochimic al metalului (cantitatea de 555j92f metal depusa de unitatea de cantitate de electricitate, în g/Ah; I - densitatea de curent, în A/dm 2; Rc - randamentul de curent (raportul dintre cantitatea de metal depusa la catod si cantitatea de metal care ar trebui sa se depuna, conform legii lui Faraday), în %. Acoperirile de zinc se depun pe piese din otel pentru a le proteja în conditiile coroziunii atmosferice, în prezenta umezelii si a gazelor de ardere, în contact cu produsele petroliere sau cu solutii alcaline de concentratie mica si medie. Electrolitii cu cianuri asigura o microstructura cristalina fina a depunerii si o grosime uniforma a stratului dar pot fi înlocuiti cu electroliti pe baza de zincat care au o putere de patrundere apropiata. Acoperirile de cadmiu au proprietati asemanatoare celor de zinc . Au o rezistenta buna la coroziune în atmosfera umeda, în apa de mare, în prezenta bioxidului de carbon, a hidrogenului sulfurat si a gazelor de ardere. Depunerile de cadmiu se efectueaza în electroliti acizi si cianurici. Acoperirile de nichel se utilizeaza pentru aspectul decorativ si al rezistentei la coroziune atmosferica. Depunerile de nichel sunt puternic atacate de acidul clorhidric, 12
sulfuric, azotic, de clor si compusii sulfului. Acoperirile de nichel se depun din electroliti de sulfat, clorura si fluoroborati. Acoperirile de crom se caracterizeaza prin rezistenta înalta la coroziune, coeficient mic de frecare, duritate mare si rezistenta la uzura. Cromarea decorativ protectoare reprezinta un sistem de acoperire cu mai multe straturi depuse galvanic pe suprafete de otel: cupru-nichel-crom. Cromul se depune catodic din solutii ale combinatiilor cromului hexavalent, prin electroliza cu anozi insolubili fabricati dintr-un aliaj plumb-stibiu.
Acoperirea prin imersare la cald - este metoda cea mai economica pentru obtinerea unei depuneri relativ groase. Obiectul de acoperit, dupa o pregatire preliminara (sablare, decapare, degresare) se imerseaza într-o baie cu metal topit si dupa scurt timp se scoate si se raceste în aer. În timpul procesului, stratul superficial al metalului de acoperit formeaza o serie de aliaje cu metalul protector ce asigura aderenta stratului depus. Pe aceasta cale se obtin straturi din metale usor fuzibile: Zn, Sn, Cd, Al, Pb. Dezavantajele procesului sunt legate de obtinerea unor depuneri neuniforme ca grosime, nu se pot prelucra piese de dimensiuni mari, repere cu orificii înguste sau cu filet precum si piese din oteluri ce se modifica structural la temperatura de imersare.
Metalizarea prin pulverizare - se realizeaza prin pulverizarea metalului protector, sub forma de particule fine, pe suprafata fierbinte a obiectului cu ajutorul aerului comprimat. Metalul pulverizat este retinut mecanic pe suprafata piesei sub forma unor depuneri aderente, grosiere si lipsita de pori. Înainte de acoperire, piesele se degreseaza si se sableaza pentru a retine particulele fine de metal. Metoda are avantajul ca se poate aplica si pe teren.
Placarea - se realizeaza prin aplicarea de foi de metal rezistent la coroziune pe suprafata ce trebuie protejata, aderenta dintre cele doua metale se asigura prin presare, laminare sau sudare. Înainte de placare, suprafetele de contact trebuie degresate si decapate. Sub influenta presiunii si temperaturii, aderarea celor doua suprafete este ridicata datorita difuziei celor doua metale. Uneori placarea se face pe ambele parti ale obiectului (placare tip sandwich). Placarea este unul dintre cele mai eficace procedee de protectie, deoarece stratul metalic este neporos si asigura o buna rezistenta mecanica si la coroziune. Ansamblul placat poate fi prelucrat ulterior.
Acoperirea prin difuzie (cementarea) - se face prin tratarea termochimica a suprafetelor metalice , modificându-se compozitia chimica a metalului de baza prin difuzia unui element oarecare. (a se vedea tr. tch. de la stiinta Metalelor).
Straturi protectoare pe baza de compusi anorganici - procedeul se bazeaza pe conversia stratului metalic superficial în produsi greu solubili ai metalului (oxizi, fosfati, cromati, nitruri) sau prin placarea constructiilor metalice cu produse 13
ceramice. Aceste straturi asigura o buna rezistenta la coroziune si cresc proprietatile fizico-mecanice ale suportului.
Oxidarea metalelor feroase pe cale chimica (brunarea)- se realizeaza prin reactia dintre aliaj si hidroxidul de sodiu, în prezenta unui oxidant (NaNO 2sau MnO2). Durata oxidarii este cu atât mai scurta cu cât continutul de carbon este mai mare. În urma tratamentului, pe suprafata pieselor se formeaza o pelicula uniforma, aderenta si continua, constituita din oxizi din care predominant este Fe 3O4. Pe otelul carbon pelicula este de culoare neagra, pe fonta si otelurile cu Si este maronie iar pe otelurile aliate are nuante violet roscat. Piesele brunate se pasiveaza prin imersie într-o solutie diluata de anhidrida cromica (1-2g/lCrO 3).
Straturi protectoare obtinute prin fosfatare - se aplica pe otel, zinc, cadmiu, magneziu si aluminiu pentru:
-
obtinerea unei pelicule protectoare;
-
ca substrat pentru vopsire;
-
pentru realizarea unei finisari decorative;
Acoperirea se realizeaza prin imersare, pulverizare sau pe cale electrochimica. Stratul obtinut este stabil, are duritate mare, este fragil si rezista la temperaturi de 200 oC. Se fosfateaza cilindrii, segmentii si fusurile de arbori de la autovehicule si avioane.
Straturile de email - sunt acoperiri ceramice foarte eficace. Emailul este o masa sticloasa, deseori opaca, obtinuta prin topirea la 1200-1300 oC a rocilor naturale (nisip, argila, feldspat) cu fondanti si oxizi metalici (de Cu, Ni, Cr) pentru culoarea dorita. Stratul de email este rezistent la gaze fierbinti, acizi minerali si organici, solutii de saruri si solventi organici. Se emaileaza piese de tipul: autoclave, reactoare, schimbatoare de caldura pentru sulfonare, carbonatare, clorurari, polimerizari, etc. Stratul de email este casant, nerezistent la socuri mecanice si termice, sub actiunea carora se fisureaza. Tehnologic, se aplica mai întâi un strat de email de baza (grund) care adera perfect la stratul metalic suport si suporta bine diferenta dintre coeficientii de dilatare. Peste acesta se aplica un strat de email de acoperire, care asigura culoarea, rezistenta chimica si rezistenta la uzura. Compozitia sa este diferita de cea a grundului: 60-69% SiO 2, max. 5% B2O3, diverse fluoruri si TiO2 pentru abtinerea culorii iar ca fondanti se adauga oxizi alcalini si alcalino-pamântosi.
Straturi protectoare pe baza de compusi organici
Acoperiri cu materiale peliculogene - din punct de vedere al compozitiei sunt: uleiuri vegetale, derivati celulozici, rasini naturale si sintetice, cauciucuri si 14
elastomeri. Lacurile sunt derivati celulozici, rasini naturale sau sintetice în solventi organici volatili. Sunt incolore sau slab colorate care dupa uscare dau pelicule transparente si lucioase. Vopselele sunt sisteme disperse de pigmenti si materiale de umplutura în diferite substante peliculogene. Dupa natura lor pigmentii pot fi: -
anorganici naturali (roci sau minereuri ca baritina, creta, etc.); pigmenti metalici (oxid de zinc, TiO2, galben de crom, albastru de fier, miniu de plumb, pulbere de aluminiu sau bronz, etc.);
-
pigmenti organici naturali si sintetici (indigo, pigmenti azoici, etc.).
Solventii sunt substante organice lichide si volatile care dizolva substanta peliculogena si se evapora în timpul formarii peliculei. Grundurile sunt dispersii de pigmenti si materiale de umplutura în uleiuri sau lacuri. Ele formeaza straturile de baza care realizeaza aderenta dintre suport si celelalte straturi ale peliculei aplicate. Tehnica de aplicare cea mai moderna a acestor materiale este "pulverizarea în câmp electrostatic". Aceasta se bazeaza pe ionizarea în câmp electrostatic a pulberii si proiectarea ei pe suprafata metalica încarcata cu sarcina electrica de semn contrar. În a doua faza, stratul pulverulent aderent depus este topit si rigidizat într-un cuptor de ardere si formeaza un strat de material plastic omogen.
Captuseli din materiale plastice - sunt folosite folii, placi sau blocuri, care se aplica pe suprafata metalica cu ajutorul unor adezivi cu întarire la cald sau rece. Materialele plastici sunt: policlorura de vinil, polietilena, polieter clorurat, polipropilena, rasini fenolice, siliconice , teflon, etc. Captuselile trebuie sa respecte urmatoarele conditii:
-
buna aderenta la metalul suport;
-
suprafata neteda si rezistenta la abraziune;
-
sa nu contamineze materialul sau substanta din recipient;
-
durata îndelungata de functionare;
-
cost de aplicare redus.
Foliile din policlorura de vinil sunt cele mai utilizate deoarece asigura o buna rezistenta chimica si durabilitate la atacul acizilor, alcoolilor, sarurilor dar o slaba rezistenta la solventi.
15
Bibliografie 1. 2. 3. 4.
5.
http://www.scritub.com/stiinta/chimie/PROTECTIA-ANTICOROSIVA95596.php http://www.ablogtowatch.com/ask-watch-experts/what-is-the-difference-between-pvdgold-and-gold-plating/ http://pardoseliepoxi.ro/servicii/ http://www.connect.ro/2015/06/03/gresso-prezinta-modelul-regal-gold-un-nousmartphone-de-lux/ https://ro.wikipedia.org/wiki/Protec%C8%9Bie_anticoroziv %C4%83#Rezistenta_la_coroziune
16
