10.3. Восстановление поверхностей гальваническим наращиванием

Гальваническое наращивание металла на поверхность детали основано на процессе электролиза. Под действием постоянного электрического тока, поступающего в электролит через проводники-электроды, положительно заряженные ионы (катионы) движутся к катоду, а отрицательно заряженные ионы (анионы) - к аноду (рис. 10.14).

При достижении катода положительными ионами и анода отрицательными образуются нейтральные атомы. В результате на катоде, в качестве которого используется ремонтируемая деталь, выделяются металл и водород, а на аноде - кислотные и водные остатки. Электролиз металлов может осуществляться с растворимыми и нерастворимыми анодами. Растворимые аноды изготовляют из железа Армко, меди или никеля в зависимости от вида электролитического процесса; нерастворимые - из свинца, платины и других металлов. При электролизе с нерастворимыми анодами пополнение электролита ионами металла осуществляется за счет добавления в электролит вещества, содержащего ионы осаждаемого металла.

23. Механическая обработка поверхностей при восстановлении

Механическую обработку резанием используют в качестве подготовительной и окончательной обработки при восстановлении поверхностей разными технологическими методами. Она служит основой ремонта деталей (гильз цилиндров, коленчатых валов и др.) способами ремонтных размеров и заменой части изношенных деталей.

Качество поверхности и точность механической обработки определяют качество отремонтированных деталей, а следовательно, и отремонтированных машин.

На ремонтных предприятиях практически встречаются все виды механической обработки резанием (точение, фрезерование, строгание, сверление, зенкерование, развертывание, протягивание, зубо- и резьбонарезание, хонингование, притирка, полирование и др.), применяемые на машиностроительных заводах. Однако предварительная обработка изношенных поверхностей и окончательная их обработка имеют свои особенности, которые значительно затрудняют механическую обработку при ремонте деталей по сравнению с обработкой при изготовлении новых деталей. К таким особенностям относят:

трудности с выбором технологических баз (поверхностей, линий, точек, ориентирующих деталь на станке), так как часто после эксплуатации для них характерны повреждения;

высокая твердость и плохая обрабатываемость резанием из-за закаливания и наличия в нанесенных слоях оксидов, карбидов, шлаковых включений и других примесей.

В ряде случаев (например, при наплавке) наблюдают неравномерность толщины наплавленного слоя; его толщина (при различных способах дуговой наплавки) в несколько раз превышает износ, что значительно увеличивает объем последующей механической обработки по сравнению с изготовлением новых деталей. Иногда припуск ограничен (при гальваническом наращивании), что может привести к браку «по черноте».

При проектировании технологического процесса механической обработки решают следующие основные задачи: выполнение требований рабочего (ремонтного) чертежа (в частности, выдерживание размеров, допусков, параметров шероховатости, твердости и др.), разработанный процесс должен быть для данных условий наиболее экономичным.

В процессе обработки лезвийным режущим инструментом возникают значительные трудности вследствие особых свойств наращенного слоя (высокой твердости, неравномерной твердости по длине и глубине слоя, структурной неоднородности, наличия неметаллических включений и т.д.).

Если поверхность восстановлена различными методами автоматической наплавки или осталиванием, то применяют материал режущей части инструмента из твердых сплавов Т5К10 и Т15К6, при твердости наплавленного слоя HRC менее 40 и ВК8, ВК6 и ВК6М, при твердости HRC более 40. При обработке осталенных поверхностей используют пластинки из твердого сплава Т30К4 (табл. 10.9).

Детали обрабатывают с применением охлаждающей жидкости (эмульсола 5-8 %, кальцинированной технической соды 0,2 %, остальное - вода). Детали, хромированные гладким хромом, шлифуют кругами из электрокорунда на керамической связке зернистостью 46-50 и твердостью С1-С2. Окружная скорость вращения круга и детали соответственно 30-40 м/с и 15-20 м/мин.

Детали после осталивания обрабатывают на токарных или шлифовальных станках в зависимости от припуска, твердости покрытия, требуемой точности и шероховатости поверхности. Покрытия с твердостью НВ < 200 обрабатывают обычным режущим инструментом, а с НВ 400-450 - твердосплавными резцами и шлифованием. Покрытия твердостью НВ > 400 460 шлифуют кругами из электрокорунда на бакелитовой связке зернистостью 40-25 и твердостью СМ2-СМ1.

В условиях ремонтного производства в ряде случаев приходится точить детали из закаленной стали. При этом используются твердосплавные резцы с пластинками из твердых сплавов групп ВК и ТК (ВК8 и Т15К6). Для закаленных сталей применяют резцы с отрицательным передним углом (γ = - 10 ÷ - 15°) и углом наклона главной режущей кромки λ = 5÷10°. Иногда угол λ достигает 45°. Режимы резания закаленных сталей: υ = 80÷120 м/мин; S = 0,1÷0,2 мм/об., t = 0,5÷1 мм.

При точении деталей из закаленной стали они могут принимать бочкообразную форму из-за отжима суппорта вследствие значительных радиальных сил. Учитывая необходимость получения требуемой точности, детали обрабатывают в несколько проходов.

В результате применения твердосплавных покрытии возрастает износостойкость деталей, но существенно ухудшается и обрабатываемость. Иногда покрытие нельзя использовать из-за трудностей, возникающих при механической обработке.