14.3. 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 .

При достижении катода положительными ионами и анода отрицательными образуются нейтральные атомы. В результате на катоде, в качестве которого используется восстанавливаемая 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.

Теоретическое количество вещества, выделяющегося при электролизе на катоде, согласно закону Фарадея определяется по формуле:

где G_T– количество вещества, осаждаемое на катоде, г; С – электрохимический эквивалент, г/(А·ч); I – сила тока, А; Т – время протекания электрического тока через электролит, ч.

Отношение фактической массы осажденного металла к теоретической называется выходом по току и характеризует коэффициент полезного действия ванны:

При хромировании выход по току составляет 12–18 %, для других процессов гальванического наращивания – 60–90%.

Среднюю толщину слоя металла, осажденного на катоде, определяют по формуле

где h – средняя толщина слоя, мм; G_ф – фактическая масса осажденного металла, г; F – площадь покрываемой поверхности детали, дм²; ρ – плотность осаждаемого металла, г/см³; D_к = I/F – плотность тока, А/дм²; α – выход по току, %.

В комплект оборудования для гальванического наращивания входят: источник постоянного тока, ванны с различными химически стойкими облицовками, специальные контактные и подвесные приспособления, нагревательные устройства, бортовая вентиляционная установка для удаления вредных испарений с поверхности электролита в ванне.

В качестве источника постоянного тока используются генераторы напряжения 6–12 В и силой тока 250–5000 А, а также селеновые и меднозакисные выпрямители.

Процесс гальванического покрытия должен обеспечивать получение мелкокристаллического равномерного осадка необходимой толщины, обладающего минимальной хрупкостью, сплошностью, достаточной твердостью и имеющего прочное сцепление с основным металлом.

Для восстановления размеров изношенных поверхностей наибольшее применение находят электролитическое хромирование, осталивание, меднение и твердое никелирование.