Сперва немного о самой технологии. Термодиффузионное цинкование это, как следует из названия, покрытие цинком методом диффузии. Основа процесса заключается во внедрении частичек цинка в основу детали и формирования таким образом стойкого к коррозии покрытия.Технология представляет собой следующее: в стальную реторту (типа "бочки") загружаются последовательно стальные детали нужного количества, потом порошок цинка, активатор в виде порошка и всё обильно засыпается корундом, то есть оксидом алюминия. Реторта герметично закрывается и ставиться в печь
Наверняка часть читателей, знакомых с технологией термодиффузионного цинкования, не посчитает проблему, описанную ниже, сколько-нибудь значимой. Сейчас, когда я уже разобрался с причинами своих неудач, я тоже не считаю это чем-то трудным, однако, когда я только начинал знакомство с этой технологией, я был натурально в тупике. История на детектив не тянет, но возможно кому-то пригодится.
.
А теперь перейдем непосредственно к проблеме. Когда я только начал заниматься термодиффузией, ситуация в цехе была следующая: толщина получаемого покрытия была непостоянной, из-за этого частые перепокрытия деталей, много нервов и возмущений о задержках в производстве. По чертежам толщина покрытия требовалась от 70 мкм, конструкторский отдел готов был пропустить от 50 мкм, но у нас в цехе это получалось не всегда. Покрытие могло быть 15-20 мкм, в следующий раз 70-90 мкм, потом вдруг 30-40 мкм и так каждый раз по разному. Понятное дело, что это несколько нехорошо, ведь дефектное покрытие требуется снимать и наносить заново. Если для детали требуется 70 мкм, а мы имеем 15-20, то шанс получения претензии от заказчика возрастает стремительно. Ситуация осложнялась тем, что контроль после операции осуществляли не всегда, но это уже другая история.
Раз качество плавает, то начали отработку. У процесса несколько регулируемых параметров: это температура, при котором идет процесс, время выдержки деталей при температуре, соотношение деталей и компонентов в реторте.
Вначале обычные параметры процесса у нас были 400 С и 4 часа выдержки при рабочей температуре без учета времени нагрева и охлаждения. Естественно, сперва начали играть с этими параметрами. Подняли температуру до 410 градусов. Ситуация не поменялась, толщина покрытие также каждый раз по разному. Пошли дальше и подняли температуру до 420 С. И тут всё кардинально поменялось! Получилось покрытие толщиной в 200 мкм. И следующая партия тоже, и третья такая же. Вместе с этим поменялась структура покрытия. Из шероховато-песочного оно стало более гладким, а по торцам деталей на покрытии пошли сколы, в некоторых случаях до основного металла. Небольшой запрос в Google поставил всё на свои места: температура плавления цинка 419 С. Он у нас просто расплавился и вместо термодиффузионного цинкования мы получили горячее, да ещё и с кучей примесей в придачу.
Так точно не годится, значит выше 410 С температуру лучше не держать. Но как тогда быть с толщиной покрытия? Она ведь "прыгает" при более низких температурах.
Приступили к изменению времени выдержки. Пробовали время сократить, пробовали время увеличить. Чуть ли не по 12 часов детали крутились в этой реторте. Итогом стало большое количество забоин на деталях, истертое покрытие с низкой толщиной. В общем, опять мимо.
И тут мы связались с поставщиком материалов и он нам сказал одну банальную, но очень важную вещь: количество компонентов, засыпаемых в реторту надо считать... по суммарной площади деталей, а не по весу, как это делали мы. Мы попробовали один раз. Потом второй, и потом третий и... О чудо! Покрытие стало выходить стабильной толщиной в положенные нам 70 мкм. Ура да и только! Все наконец заработало и все счастливы.
Мораль сей басни такова: самый банальный и самый простой ответ, как это часто бывает, и является ключом к разгадке. Мы допустили ошибку, что не обратили сразу на это внимание, а между тем это вполне логично и можно было догадаться самим, ведь многое в гальванике и при малярных работах рассчитывается именно на площадь детали, а не на её массу.
Всем, кто дочитал, большое спасибо! Пишите комментарии, делитесь мнениями, всегда рад!
Всех благ!