Как делают свернуто-паяные тормозные трубки

В качестве заготовки используется полоса из омедненной стали (steel clad with copper). Эта полоса сворачивается в двухслойную трубку таким образом, что медное покрытие оказывается внутри будущего "бутерброда". При нагреве в печи медь расплавляется и спаивает витки этой же полосы между собой, создавая прочную двухслойную стенку. Так можно описать технологию вкратце. Теперь рассмотрим ее подробней.

1. Подготовка материала

Стальная лента (обычно из низкоуглеродистой стали), с одной стороны, покрывается тонким, но сплошным и равномерным слоем меди. Толщина медного слоя строго дозирована — это и есть будущий припой.

2. Свертка и формовка

Это, пожалуй, самый сложный этап производства. Омедненная полоса подается на специальный формовочный стан. Последовательность роликов постепенно закручивает полосу вокруг самой себя омедненной стороной внутрь. Происходит это не в один виток, а с перекрытием. В итоге получается трубка, стенка которой состоит из двух слоев стали с медной прослойкой между ними.

3. Пайка в печи

Свернутая заготовка непрерывно движется через печь с защитной атмосферой (азот, водород или их смесь) при температуре выше температуры плавления меди (~1085 °C), но ниже точки плавления стали. Медный слой между двумя стальными плавится, расплавленная медь растекается по всей площади контакта между витками, надежно и герметично спаивая внутренний и внешний стальные слои между собой. В результате получается монолитная двухслойная трубка, где оба стальных слоя прочно соединены медной прослойкой.

4. Охлаждение, калибровка и финишная обработка

Трубка охлаждается в зоне с защитной атмосферой, после чего проходит через калибровочные волоки для выравнивания диаметра и придания идеальной геометрии. Готовая трубка навивается в бухты или режется на мерные длины.

При строгом соблюдении технологии производства мы получаем относительно недорогую, прочную, но гибкую двухслойную трубку, которая выдерживает очень высокое давление. Ее внутренняя поверхность омеднена, а вот внешняя, стальная, требует надежной защиты от коррозии.

Рассмотрим основные методы антикоррозионной защиты 

1. Гальваническое цинкование

Очень распространенный и эффективный способ защиты стальных тормозных трубок. Трубку погружают в электролит, содержащий ионы цинка, и пропускают через нее ток. Ионы цинка осаждаются на поверхности стали, образуя прочное металлическое покрытие. Цинковое покрытие позволяет реализовать сразу два принципиально разных способа защиты:

·        Барьерный: Цинковый слой физически изолирует сталь от агрессивной окружающей среды (влаги, солей).

·        Протекторный (катодный): Цинк является более "активным" металлом, чем железо. В случае повреждения покрытия и появления царапины, именно цинк будет корродировать, защищая сталь. Он выступает в роли анода, а сталь — в роли катода. Таким образом, ржавчина не пойдет под покрытие и не начнет разрушать саму трубку.

Тормозные трубки находятся в самых уязвимых местах автомобиля (под днищем), где постоянно подвергаются воздействию воды, реагентов, гравия и песка. Протекторная защита гарантирует, что мелкие повреждения не приведут к быстрому развитию коррозии и возможному отказу тормозов.

2. Пассивация хроматами 

Очень важный технологический этап, следующий за цинкованием. Это процесс обработки цинкового покрытия специальным раствором на основе соединений хрома. Цель — создать на поверхности цинка ультратонкую, но плотную и химически стойкую пленку. Дело в том, что свежеоцинкованная поверхность очень активна и при контакте с влагой сразу начинает окисляться, образуя белый рыхлый налет — карбонаты цинка ("белая ржавчина"). Пассивирующая пленка предотвращает этот процесс. Кроме того, пассивирующий слой улучшает сцепление между цинком и последующим слоем (например, полимерным покрытием). Без него полимер мог бы со временем отслоиться.

Исторически для пассивации использовались растворы на основе шестивалентного хрома ,который был чрезвычайно эффективен и давал пленку с высочайшими защитными свойствами. Однако у шестивалентного хрома есть огромный недостаток - он крайне токсичен, канцерогенен и опасен для окружающей среды. Трехвалентный хром — это современная, экологически безопасная альтернатива. Он не токсичен, не является канцерогеном. Работа с ним не требует таких строгих мер защиты персонала.

Хотя по некоторым параметрам (например, самовосстановление царапин) трехвалентный хром уступает шестивалентному, современные составы на его основе обеспечивают превосходную и долговечную защиту.

2. Нанесение полимерного покрытия

Это дополнительный, финишный слой защиты. Достаточно толстый слой пластика (обычно на основе поливинилхлорида, PVC), наносится методом напыления или окунания с последующей полимеризацией в печи. Принцип защиты - барьерный. Пластик создает очень толстое, упругое и устойчивое к механическим воздействиям покрытие, которое защищает и саму сталь, и цинковый слой под ним от абразивного износа (камни, песок) и ударов.

Зачем нужно полимерное покрытие, если есть цинк? Цинковое покрытие достаточно тонкое и его можно механически стереть. Полимерное покрытие выступает как "бронежилет", принимающий на себя основные механические воздействия. Поэтому для защиты трубок чаще всего используется такая комбинация: сталь - цинк - пассивация - полимер.