Гальванические покрытия диэлектриков - Мелащенко Н.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Среди гальванопокрытий диэлектриков преобладают защитно-декоративные покрытия полимеров. Доля же специальных покрытий не превышает 10 % площади обрабатываемой поверхности всех диэлектриков. Причем большинство таких покрытий тоже приходится на полимеры.
Свойства диэлектриков с гальваническими металлопокрытиями зависят от природы исходных материалов и технологии получения деталей и покрытий. Основным показателем для их практического применения является прочность сцепления покрытия с основой. От ее величины зависят и другие свойства получаемого композиционного материала (например, стойкость к перепаду температуры, износо-, теплостойкость и др.).
Наименьшая допустимая прочность сцепления защитнодекоративного покрытия с полимерной основой составляет
5
0,35 — 0,5 кН/м. Для разнообразной фурнитуры и приборов бытового назначения приемлемой является прочность
сцепления 0,5 — 0,7
кН/м, для большинства деталей средних размеров, эксплуатируемых на открытом воздухе со значительным перепадом температуры, — 0,7 —1,2 кН/м при отслаивании или 14—24 МПа—при отрыве покрытия. В отдельных случаях (например, для крупных деталей) прочность сцепления увеличивают до 1,4 — 2,0 кН/м и более.
Для покрытий специального назначения прочность сцепления чаще всего не должна быть менее 0,25 — 0,3 кН/м при их отслаивании или 5 — 6 МПа—при отрыве.
Теплостойкость и стойкость диэлектриков к перепаду температуры определяются многими факторами, среди которых наиболее важными являются: величина разности коэффициентов линейного теплового расширения диэлектрика и покрытия, соотношение толщины отдельных участков детали, а также слоев покрытия, применяемая его система
(см. с. 11), прочность сцепления с основой, величина внут-
ренних напряжений в покрытии и в детали.
Теплостойкость большинства пластмасс с гальванопо-
крытиями увеличивается в среднем на 15 — 20 % по сравнению с пластмассами без покрытия, что обусловлено высокой отражательной способностью металлов (серебряные покрытия, например, отражают до 95 % светового и теплового излучения) и хорошей их теплопроводностью, обеспечивающей равномерное рассеяние тепла по всей поверхности детали. Благодаря никелевому покрытию толщиной 38 мкм теплостойкость деталей из полипропилена возрастает почти до 170 °С, а из полисульфона — до 184 °С. Рабочий интервал температуры пластиков АБС с металлическим покрытием от -50 до +120 °С, полиэтилена — от -70 до +120 °С, пресс-материала типа АГ-4 — от —60 до + 200 °С, поливинилхлорида — от —24 до +95 °С.
40
а,
МПа
30
irK
го
ю
10 ? . % 20 отн
Рис. 1. Диаграмма растяжения пластика АБС (терлуран КП-2540):
1—без покрытия; 2—с покрытием М7; 3—с покрытием М7.Н7 (прочность сцепления покрытия с основой 1,6 кН/м)
6
1. Механическая прочность пластмасс с гальваническим металлопокрытием и без него*
Пластмасса Покрытие Разрушающее напряжение, МПа Модуль упругости, МПа
при растя- жении при изгибе при растяжении при изгибе
АБС-сополимер М30.Н7,5.Х0,2 50 82,5 4120 6180
сайколак ЕП-3510 38 59 2130 2130
АБС-сополимер М18.Н9.Х0,2 108 7350
иоводур ПМ/2Ц 88 — 2160
Сополимер АБС- М50 43 — — —-
2020 38 50 2190 Тбоо
144 11800
Полисульфон Н30.Н7,5. Х0,2 — 105 — 2750
Полипропилен об- Н30.Н7.5. Х0,2 39 104 5000
щего назначения 34 51 1250
Фенопласт М20.3 62 100
53 82
Стеклопластик М15.Н10.Х2 49,9 51,0 2880
48,7 46,6 2720
Полистирол М20,3 43 101
33 88
Ацетат целлюлозы М20,3 41 53
39 45
Поливинилхлорид М7,6.Кд12,7 60 140 3100
50 80 2400
* В числителе — показатели пластмассы с покрытием, в знамена-
теле — без него.
Для повышения стойкости к перепаду температуры материалы диэлектрика и покрытия подбирают таким образом, чтобы коэффициенты их линейного теплового расширения как можно незначительнее отличались по величине, наносят эластичный подслой меди или никеля, компенсирующий напряжения диэлектрика, используют детали с минимальными внутренними напряжениями, увеличивают прочность сцепления покрытия с основой.
После нанесения металлопокрытий на пластмассы механическая прочность полученного композиционного материала, как правило, повышается (табл. 1) по сравнению с
7
2. Некоторые физико-механические свойства пластика АБС-2020
Величина показателей пластика
Показатели
без покрытия с покрытием
Ударная вязкость по Изоду, кДж/м2 1500 3200
Относительное удлинение при растяжении, % 21,0 10,5
Температура коробления (с отжигом в течение 2 ч), °С 80,5 88,5
пластмассами, возрастают также ударная вязкость (табл. 2) (от 1,1 до 3 раз), твердость и жесткость (рис. 1). Вследствие этого он становится более хрупким, уменьшаются величина удлинения при растяжении (иногда в 2 раза и более) и стойкость к циклическим нагрузкам.
Особенности поверхности диэлектриков с металлическим покрытием полностью определяются свойствами нанесенного металла. Так, пластмассы, поверхность которых покрыта слоем хрома, имеют те же износостойкость, све-тоотражение, цвет, коэффициент трения при умеренных нагрузках и другие показатели, что и хромированные металлические поверхности.
