Металлические покрытия. Обработка коррозийной среды. Ингибиторы.

Существуют следующие способы нанесения металлических покрытий, опробованные с известным успехом применительно к титану: горячее погружение, электролитический, диффузионный, металлизация распылением, осаждение из газовой фазы и плакирование. Во многих случаях окисная пленка, обеспечивающая высокую коррозионную стойкость, служила большим препятствием при металлизации титана.

При горячем погружении деталь опускают в ванну расплавленного металла. Типичным примером применения этого метода является цинкование стали. Титан этим способом можно покрывать разными металлами. Однако в большинстве случаев слой, образующийся между титаном и металлом покрытия, получается хрупким и не представляет технической ценности. При покрытии металла расплавленным алюминием или серебром связывающий слой обладает достаточной пластичностью, но высокая стоимость серебра исключает возможность его промышленного использования, оставляя для этих целей только алюминий. Как уже отмечалось в гл. VI, алитирование титана применяется для пайки последнего. Алитирование может найти применение в тех случаях, когда первостепенную важность приобретает коррозионная стойкость при высокой температуре. Титан можно покрывать также свинцом, но в этой области пока сделано мало. Окисная пленка на поверхности титана исключает возможность смачивания поверхности оловом и цинком и препятствует образованию пригодных покрытий из этих металлов.

Металлические покрытия чаще всего наносятся электрохимическим способом. Они защищают от коррозии, упрощают холодное волочение и служат декоративным целям. Примером этого могут служить хромированные детали. На титан электропокрытие можно наносить обычными методами, но в этом случае сцепление покрытия с поверхностью детали получается очень слабым. Пока не разработана технология надежного нанесения на титан плотных покрытий. Присутствующая на титане окисная пленка препятствует образованию на его поверхности слоев других металлов. Не дали успеха попытки удаления этой пленки сухой и мокрой пескоструйной обдувкой,- анодным травлением, травлением в водных и безводных растворах и в расплавленных солях, электроочисткой.

Покрытия с плохой адгезией применимы только при операциях холодного волочения. Тем не менее на поверхностях титана, имеющих трещины, удается получать хромовые покрытия с хорошим сцеплением. Это доказывает возможность нанесения на поверхность титана качественных покрытий электрохимическим способом.

Диффузионные покрытия образуются благодаря проникновению одного металла в поверхностный слой другого при высокотемпературной обработке. Для покрытия стали в целях повышения ее стойкости при нагревании применяют различные элементы, например, алюминий (калоризация) или ферросилиций. Аналогичные попытки получить покрытия на титане пока оказались малоуспешными. Установлена возможность диффузионного никелирования титана. Никелевые покрытия на титане обладают большой твердостью и способны повысить стойкость металла против износа и коррозии.

Осуществимость диффузионного никелирования титана свидетельствует о возможности нанесения на него диффузионным способом покрытий других металлов, например, меди и никеля.

На поверхность распылением или окраской можно наносить металлические частицы, взвешенные в органической связке. Путем нагревания связку удаляют, обеспечивая сцепление покрытия с поверхностью. Этим способом титан покрывают кремнием. Кремний наносят путем окраски поверхности смесью порошка кремния с глифталевой смолой в растворе ацетона и диацетонового спирта. Сцепление кремния с поверхностью металла достигается нагреванием для удаления носителя и спеканием в атмосфере водорода или в вакууме при температуре 1310° С. Нагрев оказывает отрицательное влияние на механические свойства титана, однако в тех случаях, когда прочность не является первостепенным фактором, подобным способом можно значительно повысить жаростойкость детали. Образцы с таким покрытием нагревались около 250 час. при 980° С без доступа, воздуха. При пониженных температурах, чаще всего встречающихся на практике, теплостойкость возрастает еще больше.

Если вес металлического покрытия превышает 3% всего веса образца, то подобный способ нанесения покрытия называют плакированием. Процесс заключается в заливке основного металла другим металлом или в диффузионной наплавке последнего на поверхность детали. Наиболее распространенным способом плакирования является прокатка основного металла между двумя листами другого металла.

При этом металлы соединяются в процессе холодной прессовой сварки. Для покрытия титана методом холодной сварки пригоден алюминий. Плакирование применялось в экспериментальных целях для облегчения холодного обжатия листов и плит из титана.