Магний — один из легчайших структурных металлов, весящий на 35% меньше алюминия и на 78% меньше стали.
Его весовые и прочностные характеристики, а также широкая доступность сделали его подходящим для массового производства изделий, например, деталей машин или изготовления клише. Космическая промышленность, авиастроение, автомобильная индустрия, полиграфические процессы, изготовление вооружений — неполный перечень, где легкий металл важен и востребован. И потребность в нем растет.
Однако процент использования магния низок — потому что магний плохо сопротивляется коррозии.
В ответ на это его используют в виде сплавов и используют различные покрытия.
Будучи реактивным металлом (анодом) в электрохимической серии, магний подвержен жестоким гальваническим атакам при контакте с другими металлами. Одним из лучших решений по предотвращению коррозии магния является изоляция от других металлов. Например, использование алюминиевых шайб как разделителей в соединении, снижает коррозию магния. Другой вопрос, что качество изоляции зависит от состава сплава алюминия.
Сплавы магния (а именно они используются в изготовлении клише для тиснения) еще более коррозионно нестойки — даже мельчайшее присутствие долей процентов других металлов в магнии, например, Fe, Ni, Co или Cu, катастрофически снижает его коррозионную устойчивость.
Какие есть варианты борьбы с коррозией магния?
Один из них — холодное напыление. Технология холодного напыления — это процесс, при котором распыляемые материалы покрытия не подвергаются расплавлению. Для внедрения в поверхность покрываемого металла применяется кинетическая энергия от удара разогнанных до сверхзвуковой скорости частиц напыления.
Холодным напылением достигаются довольно хорошие толщины покрытия с пористостью менее 0,5%, что предотвращает окисление, фазовые изменения и остаточные напряжения в металлах и сплавах. Технология холодного напыления базируется на том, что любой металл демонстрирует температурозависимую критическую скорость частиц, сверх которой происходит их сваривание с основой.
Один из вариантов холодного напыления, холодное напыление низкого давления (в азоте или воздухе 5-10 атмосфер, до 800м/с), как раз прекрасно подходит для напыления алюминия, меди, цинка и других комбинаций металлов. Напыление низкого давления характеризуется компактностью, что позволяет нанесение в полевых условиях. Напыление высоким давлением достигает 1200м/с в гелии или азоте при 24-30 атмосферах.
Например, напыление холодным способом алюминия на поверхность магния придает ему отличную общую и гальваническую коррозионную стойкость, при этом требуется минимальная подготовка поверхности и отсутствуют термические и механические повреждения магния.
Другой вариант коррозионной защиты, разработанный еще в 1951 году — это процесс анодирования магния HAE и аналогичный ему позже появившийся вариант высоковольтного гальванического покрытия Dow 17. По твердости пленка HAE превосходит сталь С-65, а при испытаниях в работе на износостойкость HAE покрытый магний отработал 10000 часов, тогда как варианты Dow 17 и покрытие хромом износились через несколько сотен часов работы. Все существовавшие до этого технологии анодирования были бессмысленны — низкая прочность покрытий не имела смысла из-за затрат на оборудование и процесс.
А что мы можем сделать с магниевыми клише, которые транспортируются, применяются и хранятся на производстве, чтобы избежать коррозии?
В первую очередь, точки коррозии начинаются в местах прикосновения руками — солежировое покрытие рук оставляет отпечатки, с которых позже начинается процесс коррозии. Поэтому при работе с магниевыми клише категорически не рекомендуется прикасаться голыми руками к тиснящей рабочей поверхности изображения. Вы можете не заметить сразу, но через месяц-другой обнаружить каверны прямо на изображении. Если клише пострадало несильно — его рабочую поверхность можно поправить полировочным карандашом или абразивным полотном 240-го зерна, приклеенным на ровный брусок. Нужно лишь учесть, что влажной полировки и шлифовки быть не должно — будет неразумно получить на выходе гремучий газ и продолжать тереть абразивом поверхность.
Отдельно стоит упомянуть процесс очистки магниевого клише — не применяйте моющие средства и воду. Всё это лишь увеличит коррозию магния. Для очистки магниевого клише применяйте 97-99% спирты — изопропиловый спирт, метиловый спирт или этиловый спирт (водка не подойдет из-за большого процента воды). После очистки и просушки можно нанести защитное покрытие.
Для предотвращения коррозии магниевых клише можно воспользоваться силиконовым спреем — помимо защиты от внешних воздействий, жидкий силикон улучшит отлипание клише от материалов, а температурная стойкость силикона позволит делать горячее тиснение магниевым клише без удаления покрытия.
В любом случае, после работы перед отправкой клише на хранение будет нелишним покрыть его рабочую поверхность силиконом. Тогда клише из магния прослужит вам долго (разумеется, при правильной эксплуатации с контролем давления, обязательного применения декельных материалов, избегания перекоса плит пресса и грубых материалов, истирающих поверхность магниевого клише.
