Что такое плакировка металла

Технология плакирования металлов

Плакирование металлов — это покрытие деталей тонким слоем другого металла. Краткое описание технологии и методов плакирования. Применение в электротехнике, строительстве, изготовлении художественных изделий и для антикоррозионной защиты.

Плакирование металлов — это покрытие поверхностей деталей равномерным слоем другого металла посредством сильного сжатия и пластической деформации. В основе этой технологии лежит хорошо известный метод холодной сварки, при котором соединение металлических деталей происходит путем создания атомарных связей между их металлическими поверхностями без взаимного проникновения соединяемых материалов друг в друга. Чаще всего плакирование применяют для создания защитных, контактных или декоративных слоев различных металлов на изделиях из конструкционной и нержавеющей стали, а также меди, алюминия и их сплавов.

Медное покрытие на кухонной утвари из нержавейки, омедненные провода и контакты из стали и алюминия, «никелевые» и «латунные» монеты — все это производится с применением технологии плакирования.

Суть и описание процесса плакирования

Вне зависимости от того, каким методом осуществляется сжатие материалов, процесс плакирования изделия в общем виде состоит из следующих этапов:

Плакирование применяют для покрытия как штучных, так и погонных изделий (лента, труба, пруток). При этом используются различные виды специализированного кузнечно-прессового оборудования (штамповочное, экструзионное и прокатное), а также установки для сварки взрывом и лазерные аппараты. Поэтому технологические процессы нанесения плакировки могут быть как циклическими, так и непрерывными.

В зависимости от производственных задач при плакировании может обрабатываться до пяти-шести слоев металла (вместе с основными), при этом толщина плакирующих слоев может составлять от десятых до единиц миллиметров.

Следует также отметить, что важным условием плакирования является сочетаемость металлов основы и плакирующего слоя, которая зависит от однородности их кристаллических решеток.

Методы плакирования

Для придания металлам пластичности в некоторых случаях их разогревают до заданной температуры с использованием СВЧ-излучателей.

Одна из новейших разработок в области плакирования металлов — это нанесение покрытия на основу с помощью лазерных технологий. В рабочей головке такой установки металлический порошок подается непосредственно в лазерный луч, плавится и в виде направленной струи жидкого металла поступает на поверхность заготовки.

Назначение и сферы применения

Омедненная стальная проволока широко применяется в антеннах с большими пролетами, грозозащитных сетках и разрядниках, а также в качестве присадочного материала в сварочных полуавтоматах MIG/MAG. А покрытые медью алюминиевые провода легко паяются, намного дешевле медных, имеют значительно меньший вес и практически такую же проводимость на высоких частотах (это достигается за счет скин-эффекта). Их массово используют в звуковых катушках наушников и динамиков, а также в высокочастотных коаксиальных кабелях и антеннах.

В качестве декоративного и защитного покрытия плакирование применяют при производстве материалов для стеновых панелей и крыш, кухонной посуды, масляных радиаторов, контактов электротехнических приборов и многого другого. Эту технологию также массово применяют при изготовлении монет. При этом чаще всего используется покрытие стали медно-никелевыми сплавами (как в российской пятирублевой монете) или латунью. В художественном производстве часто используют покрытие металлов сусальным золотом, что также относится к технологии плакирования.

Одним из интересных примеров применения этой технологии является покрытие изделий из алюминиевых сплавов чистым алюминием. А какие оригинальные примеры плакирования знаете вы? Поделитесь, пожалуйста, своей информацией в отзывах к этой статье.

Источник

Что такое плакирование и как оно проводится

Плакирование — это технологический процесс, при котором различные слои металлов соединяют друг с другом с помощью высокого давления или температур. Чтобы защитить основу от воздействия коррозийных процессов, наносится дополнительный лист металла

Плакирование

Что такое плакирование

Не многие люди, начинающие заниматься металлургией, знают особенности плакирования. Это технологический процесс, который подразумевает под собой нанесения защитного металлического покрытия на основу. Для этого применяется метод горячей прокатки. С его помощью можно не только нанести дополнительное защитное покрытие, но и укрепить верхние слои основной детали. Чаще всего, плакированию подвергаются стали, которые подвержены влиянию коррозии. Обработке подлежат сплавы не устойчивые к воздействию кислот и щелочей.

Плакированная сталь, покрытая металлическим слоем, называется биометаллом. Она защищена от воздействия факторов окружающей среды, а также воздействия органических кислот. В качестве защиты может использоваться титан, никель, нержавеющая сталь, серебро, медь, золото, молибден.

После проведения обработки в характеристиках обрабатываемого изделия наблюдаются такие изменения:

Однако у этого технологического процесса есть и недостатки:

Плакирование — это «удешевленный» способ защиты материалов от коррозии. Заготовка может покрываться с разных сторон разными металлами. Например, с одной стороны закрепляют молибден, а с другой цинк. Таким образом можно увеличить показатель износоустойчивости заготовки с одной стороны и защитить её от разрушительного воздействия кислот с другой.

Для чего и где применяется?

Поскольку плакированный металл устойчив к развитию коррозии, его используют для изготовления деталей, соприкасающихся с жидкостями. С помощью плакирования обрабатываются детали, на которые будет приходится повышенное механическое воздействие. Связано это с тем, что после нанесения защитного покрытия, увеличивается показатель износоустойчивости. Таким образом можно защитить механизмы дешёвыми материалами и сэкономить на покупке цельных изделий из дорогостоящих металлов или сплавов.

Этот вид обработки популярен в ювелирном деле в тех случаях, когда на серебряное украшение требуется нанести золото. Оно применяется при чеканке монет. Детали после плакирования используются при создании ядерных реакторов.

Двухслойные стали популярны в судостроении. Если при обшивке каркаса корабля используется сталь или дюралюминий, то дополнительно этот материал покрывается алюминием, нержавеющей сталью или другими металлами с высокими антикоррозийными показателями.

Плакирование металла

Технология нанесения защитного покрытия разделяется на два метода:

Толщину покрытия мастер выбирает в зависимости от того, насколько нужно изменить характеристики материала.

Особенности

Лучшим материалом для проведения обработки считается сталь, покрытая слоем алюминия. С помощью специального оборудования мастер наносит защитное покрытие методом распыления на рабочую поверхность. Производится этот процесс с помощью кислородной горелки. Чтобы увеличить эффективность метода нанесения, требуется использовать плазмотрон. Надёжно закрепить защитный слой помогает процесс диффузного отжига. При его проведении заготовка подвергается термической обработке при температуре до 950 градусов по Цельсию. Во время этого процесса атомы железа и алюминия вступают в реакцию и образуют плёнку, которая защищает поверхность от образования ржавчины.

Толщина дополнительного слоя может занимать от 3 до 40% от общей толщины заготовки. Оптимальная толщина для защиты от воздействия от факторов окружающей среды — 0.15 мм.

Плакирование считается дополнительным процессом в металлообработке, который позволяет бюджетным способом защитить металлическую поверхность от коррозийного разрушения. Наносится слой металла как с одной, так и с двух сторон заготовки. Это позволяет увеличивать различные характеристики рабочих поверхностей в независимости друг от друга.

Источник

Технология плакирования металлов. Производство биметаллов.

Плакирование представляет собой нанесение на матрицу базового металла листов иного металла. Плакированными называются металлы, покрытые каким-либо металлическим или неметаллическим материалом. Если плакирующий слой металлический, то такой материал называется биметаллом или двухслойным металлом. Может быть соединено три и более различных металлов и неметаллов, такой материал называется трехслойным или композиционным. Плакирование металлов обеспечивают бездефектное соединение при получении широко применяемых в электротехнической и машиностроительной практике многослойных материалов.

Плакирование (послойное соединение) металлов осуществляется множеством способов:

Вне зависимости от того, каким методом осуществляется сжатие материалов, процесс плакирования изделия в общем виде состоит из следующих этапов:

Несмотря на большое разнообразие технологических процессов получения плакированных металлов способом совместной пластической деформации, принципиальная схема способа сводится к следующим операциям:

Плакирование применяют для покрытия как штучных, так и погонных изделий (лента, труба, пруток). При этом используются различные виды специализированного кузнечно-прессового оборудования (штамповочное, экструзионное и прокатное), а также установки для сварки взрывом и лазерные аппараты. Поэтому технологические процессы нанесения плакировки могут быть как циклическими, так и непрерывными. В зависимости от производственных задач при плакировании может обрабатываться до пяти-шести слоев металла (вместе с основными), при этом толщина плакирующих слоев может составлять от десятых до единиц миллиметров.

Важным условием плакирования является сочетаемость металлов основы и плакирующего слоя, которая зависит от однородности их кристаллических решеток. Многослойные плакированные, чаще всего биметаллы и триметаллы при удачно подобранных сочетаниях компонентов являются не только заменителями однородных материалов с аналогичными свойствами, но и обладают более высокими эксплуатационными показателями и значительно более низкой стоимостью, чем аналогичные им по свойствам однородные материалы. Кроме того, плакированные изделия отличаются повышенной прочностью, что приводит к снижению металлоемкости при их использовании в конструкциях машин и механизмов и дает дополнительную техническую и экономическую эффективность.

Источник

Плакирование — это… Особенности и преимущества технологии

Условия эксплуатации материалов в агрессивных средах неизбежно заставляют пользователей задумываться о специальной защите целевых предметов и конструкций. Это могут быть строительные, производственные, а также бытовые технические и другие объекты, требующие обеспечения стойкости перед враждебными воздействиями. Одним из наиболее эффективных способов решения данной задачи является плакирование. Это один из способов наружного покрытия деталей и конструкций, который в наше время переживает новый виток развития.

Общие сведения о технологии

Основной целью плакирования является создание на поверхности заготовки покрытия, которое могло бы обеспечивать заданные проектом защитные функции. В числе последних можно назвать огнеупорность, биологическую стойкость, морозостойкость и т.д. В некоторых случаях добавляются и новые свойства наподобие изоляционных качеств или повышения электро- и теплопроводности. Что такое плакирование с точки зрения практической реализации?

Это процесс наращивания новых технологических и функциональных слоев на поверхности, который может выполняться разными способами. Речь может идти и о непосредственном покрытии или накладке, но принципиальные отличия имеет именно способ образования слоев. Классические подходы к плакированию предполагают термомеханическое формирование защитной оболочки, но сегодня с появлением новых материалов меняются и методы структурного устройства защитных покрытий.

Особенности плакирования

Образовать на поверхности условного изделия функциональное покрытие позволяет и обычная краска с тем или иным набором свойств. Плакирование же относится к способам внешней защиты, предполагающим вторжение в структуру целевой поверхности. Данный эффект слияния функционального слоя и основного материала как раз достигается термическим воздействием, которое может выражаться в разных формах. По этой причине плакирование поверхностей металла часто сопровождается температурно-временной сваркой с последующей деформацией заготовки.

Еще одной принципиально важной особенностью плакирования является его многослойность. Структура образуется не однородным пластом того или иного защитного материала, а несколькими разнородными пластами, которые имеют разное функциональное направление. Причем часть слоев может иметь общее функциональное назначение (огнеупорность, температурная стойкость, биозащищенность), а другая часть выполняет специальные задачи внутри структуры покрытия, например создает адгезивную основу для сцепки слоев плакирования.

Для чего и где применяется плакирование?

Плакирование – это универсальная технология, позволяющая создать или отремонтировать детали, которые в процессе эксплуатации подвергаются воздействию неблагоприятных сред. Это может быть:

Использование такой методики позволяет сэкономить средства на приобретении новых деталей. Способ позволяет получить биметалл (триметалл), который существенно удлиняет срок безремонтной эксплуатации трубопроводных магистралей и конструкций, созданных из этого материала.

Смешанные двух металлов позволяет отказаться от использования изделий из более дорогих материалов. Благодаря этой особенности элементы, выполненные при помощи плакировки стали активно использоваться при строительстве трубопроводных систем, постепенно вытесняя изделия, созданные из более дорогих, но менее устойчивых к неблагоприятным воздействиям материалов.

Технологии плакирования активно используются в ювелирном деле. Они позволяют создавать нестандартные украшения или более доступную продукцию (например, при нанесении золотого покрытия на серебро).

Способ применяют также при производстве монет.

Техника выполнения плакирования

Операция плакирования может выполняться как в отдельном формате, так и в рамках общего технологического процесса производства или обработки детали. В обоих случаях базовый метод реализации технологии предусматривает послойное нанесение сплавов на целевую поверхность. Применительно к металлам эта операция выполняется в ходе горячей прокатки, волочения или прессования. На этапах соединения пластов технология плакирования предусматривает выполнение термической деформации, при которой создаются условия для диффузии горячей заготовки.

Таким способом могут накладываться и сплавляться целые группы металлов, среди которых — сталь, медь, алюминий, коррозионно-стойкие сплавы и т. д. На современном этапе развития технологии также практикуется включение полимерных самостоятельных слоев и модификаторов, улучшающих отдельные свойства нанесенного покрытия.

Технология плакирования металлов

Плакирование металлов — это покрытие поверхностей деталей равномерным слоем другого металла посредством сильного сжатия и пластической деформации. В основе этой технологии лежит хорошо известный метод холодной сварки, при котором соединение металлических деталей происходит путем создания атомарных связей между их металлическими поверхностями без взаимного проникновения соединяемых материалов друг в друга. Чаще всего плакирование применяют для создания защитных, контактных или декоративных слоев различных металлов на изделиях из конструкционной и нержавеющей стали, а также меди, алюминия и их сплавов.

Медное покрытие на кухонной утвари из нержавейки, омедненные провода и контакты из стали и алюминия, «никелевые» и «латунные» монеты — все это производится с применением технологии плакирования.

Применение плакирующей ленты

В целях оптимизации технологического процесса плакирования была разработана концепция укладки готового многослойного покрытия. Его представляет биметаллическая лента, которая содержит в своей структуре несколько разнородных пластов, полученных в результате холодной прокатки. Основу данной заготовки составляют как черные металлы, так и композиционные материалы, в чистом виде применяющиеся машиностроительной, электротехнической, пищевой, химической и другими отраслями промышленности.

В качестве основы для ленты почти всегда используется низкоуглеродистая сталь, благодаря которой осуществляется основной процесс плакирования – это своего рода промежуточная связка, расплав которой соединяет заготовку и функциональное покрытие ленты. К слову, отличия многослойных лент такого типа не ограничиваются подходом к структурному устройству покрытия и охватывают спектр задач новых слоев. На плакирующей оболочке изначально могут размещаться рабочие узлы и детали наподобие токоподводящих контуров, наконечников, биметаллических контактов, ножей-разъединителей, электротехнических зажимов и т.д.

Назначение и сферы применения

Одним из главных направлений использования метода плакирования является создание изделий из металла с улучшенными электротехническими характеристиками. Плакированная медью сталь имеет лучшую по сравнению с базовым металлом проводимость и способность к пайке, сохраняя при этом все свои прочностные характеристики. Из этого материала изготавливают шины заземления, отводы от медных проводных линий к металлическим конструкциям, шины громоотводов, внутренних проводников коаксиальных кабелей.
Омедненная стальная проволока широко применяется в антеннах с большими пролетами, грозозащитных сетках и разрядниках, а также в качестве присадочного материала в сварочных полуавтоматах MIG/MAG. А покрытые медью алюминиевые провода легко паяются, намного дешевле медных, имеют значительно меньший вес и практически такую же проводимость на высоких частотах (это достигается за счет скин-эффекта). Их массово используют в звуковых катушках наушников и динамиков, а также в высокочастотных коаксиальных кабелях и антеннах.

В качестве декоративного и защитного покрытия плакирование применяют при производстве материалов для стеновых панелей и крыш, кухонной посуды, масляных радиаторов, контактов электротехнических приборов и многого другого. Эту технологию также массово применяют при изготовлении монет. При этом чаще всего используется покрытие стали медно-никелевыми сплавами (как в российской пятирублевой монете) или латунью. В художественном производстве часто используют покрытие металлов сусальным золотом, что также относится к технологии плакирования.

Одним из интересных примеров применения этой технологии является покрытие изделий из алюминиевых сплавов чистым алюминием. А какие оригинальные примеры плакирования знаете вы? Поделитесь, пожалуйста, своей информацией в отзывах к этой статье.

Лазерная техника плакирования

Перспективное направление технической реализации плакирования с принципами газовой сварки. В качестве термического источника применяется лазерный луч, обеспечивающий состояние расплава заготовки и активного материала. Сырьем для лазерного плакирования обычно выступает порошок, который можно сравнить с флюсом, применяемым в газовой сварке. Это основа расплава, образующая в результате лазерного воздействия тонкий функциональный слой. Что касается газовых смесей, то их подача играет вспомогательную роль для защиты рабочей зоны от негативного воздействия кислорода.

Плакирование порошков

Сыпучие смеси из хрома, вольфрама и никеля могут рассматриваться и в качестве самостоятельной основы для плакирования, необязательно связанной с технологией лазерного расплава. Комбинированные порошковые смеси, специально подобранные под определенный набор функций, наносятся на металл методом химического плакирования. Это транспортная реакция переноса частиц в ионном расплаве на щелочной основе.

Непосредственно процесс покрытия расплавленным порошком выполняется 30-40 мин при температурном режиме порядка 700°С. Сложность данной технологии в условиях производства заключается в необходимости подключения габаритного специализированного оборудования с тиглями и высокотемпературными печами.

Для чего и где применяется плакирование?

Плакирование – это универсальная технология, позволяющая создать или отремонтировать детали, которые в процессе эксплуатации подвергаются воздействию неблагоприятных сред. Это может быть:

Использование такой методики позволяет сэкономить средства на приобретении новых деталей. Способ позволяет получить биметалл (триметалл), который существенно удлиняет срок безремонтной эксплуатации трубопроводных магистралей и конструкций, созданных из этого материала.

Смешанные двух металлов позволяет отказаться от использования изделий из более дорогих материалов. Благодаря этой особенности элементы, выполненные при помощи плакировки стали активно использоваться при строительстве трубопроводных систем, постепенно вытесняя изделия, созданные из более дорогих, но менее устойчивых к неблагоприятным воздействиям материалов.

Технологии плакирования активно используются в ювелирном деле. Они позволяют создавать нестандартные украшения или более доступную продукцию (например, при нанесении золотого покрытия на серебро).

Способ применяют также при производстве монет.

Восстановление плакирующего слоя

Как и многие другие виды покрытий, плакирующая основа со временем разрушается, требуя восстановления или ремонта. Частичная коррекция многослойных покрытий выполняется посредством газотермического, электротермического или плазменного напыления. Основу для напыления может представлять тот же флюс из композитных материалов или металлических сплавов. Все большее распространение получают и средства жидкостно-восстановительного плакирования.

Это специальные составы, которые содержат ультрадисперсные или растворимые металлы, их соединения или сплавы. После нанесения под действием определенных температур или химических реакций происходит полимеризация раствора, и через несколько часов обновленное покрытие может вводиться в режим полноценной эксплуатации.

Источник

Плакирование металлов: технологии процесса

Применение материалов в агрессивных средах приводит к необходимости создания спецзащиты целевых конструкций и элементов. К этой категории относятся объекты, нуждающиеся в обеспечении стойкости перед разрушающим воздействием:

Эффективное решение проблемы – применение плакирования. Это способ, который предусматривает наружное покрытие деталей. При помощи технологии покрывают плиты, проволоку, трубную продукцию.

Что такое плакирование металлов

Особенность способа – на поверхность детали наносится другой металл. Основа метода – технология холодной сварки, когда детали соединяются за счет создания атомарных связей между их металлическими способностями. При этом материалы не проникают друг в друга. Зачастую при помощи способа возможно создание контактных, защитных, декоративных слоев в разных металлах:

Для производства медного покрытия на кухонных принадлежностях из нержавейки, омедненных проводов, стальных и алюминиевых контактов, латунных и никелевых монет применяется эта технология.

Для чего и где применяется?

Такие металлы отличаются устойчивостью к образованию коррозии, это позволяет применять их в производстве деталей, которые соприкасаются с жидкостями. Благодаря технологии осуществляется обработка деталей, которые подвергаются повышенному механическому воздействию. В результате нанесения защитного покрытия происходит увеличение показателя износостойкости. При помощи технологии возможна защита механизмов с использованием дешевых материалов, что способствует экономии на приобретении цельных изделий из дорогих сплавов и металлов.

Такая обработка часто применяется в производстве ювелирных изделий, когда на изделия из серебра наносится золото. Метод используется для чеканки монет. Плакированные детали используются в процессе создания ядерных реакторов. Двухслойная сталь часто применяется в судостроении.

Методы плакирования

Есть много способов плакирования, они подбираются в зависимости от поставленной задачи:

Виды и особенности плакирования

Для образования на поверхности условных изделий функционального покрытия можно при помощи обычной краски, которая имеет определенный набор свойств. Плакирование – технология, предназначенная для внешней защиты, которая предполагает вторжение в структуру целевой поверхности. Для достижения эффекта слияния основного материала и функционального слоя применяется термическое воздействие, которое может выражаться по-разному. Из-за этого при плакировании часто применяется температурно-временная сварка с дальнейшей деформацией заготовки.

Еще одной особенностью технологии является многослойность. Образование структуры осуществляется не однородным пластом защитного материала, а разнородными пластами у которых различное функциональное направление. Некоторые слои могут обладать общим функциональным назначением, например огнестойкостью, температурной стойкостью, биозащищенностью, а другие – выполняют задачи внутри структуры покрытия. К таким задачам относятся к пример, создание адгезивной основы для сцепки слоев плакирования.

Если Вам требуется лазерная резка металла мы будем ждать заявок по данному вопросу.

Источник