4.2 Вибір та обґрунтування методу відновлення поверхонь деталі
Вибір методу відновлення деталі залежить від їх конструктивно - технологічних особливостей, величини зношення, умов роботи, фізико - механічних властивостей металопокриттів, визначаючих стійкість відновлених деталей і собівартість їх відновлення.
Для відновлення поверхонь шийок підшипника можна запропонувати хромування або осталювання (залізнення).
Процес хромування основується на законах електролізу, тобто проходження постійного току крізь електроліти. При цьому на катоді (деталі) здійснюється розряд іонів металу, а метал аноду розчиняється і його атоми утворюють нові іони металу, які переходять в розчин.
До недоліків процесу хромування відноситься:
велика тривалість процесу і складність підготовчих операцій;
можливість відновлення деталей з відносно невеликим зношенням (до 0,3 мм);
малий к.к.д. хромових ванн і відносно велика вартість хромування;
низький вихід металу по струму (13... 15%);
невисока швидкість відкладення остатків (0,03 мм/год);
висока агресивність електроліту;
гладкий хром погано утримує масляну плівку.
Процес залізнення являє собою осадження металу на поверхню що ремонтується в водних розчинах солей заліза. Він знайшов широке застосування при відновленні деталей зі зношенням від декілька мікрометрів до 1,5 мм на сторону. Продуктивність процесу залізнення приблизно в 10 разів вище за хромування. Середня швидкість осадження металу складає 0,72...1 мкм/с, а вихід металу по струму дорівнює 80...95%. Електроліти, що використовують при залізненні, більш дешеві ніж при хромуванні.
Враховуючи геометричну форму і розміри деталі, її матеріал і термічну обробку, твердість поверхні, точність виготовлення та шорсткість поверхні, характер спряження, величину і характер навантаження, а також рід і вид тертя приймаємо у якості методу відновлення деталі - залізнення (осталювання).
Залізнення можливе з водних розчинів сірчанокислих або хлористих закисних солей. Сірчанокислі електроліти порівняно з хлористими менш агресивні, але нижчі за продуктивністю і при рівних умовах електролізу осадки відкладаються крихкі з великою внутрішньою напругою. Вихідний матеріал сірчанокислих електролітів дорожче хлористих. В ремонтній практиці більше розповсюдження отримали хлористі електроліти.
Хлористі електроліти готують розчиненням в воді двохлористого заліза FeCl · 4Н2O і соляної кислоти НСl і деяких компонентів, які вводяться для підвищення міцності зчеплення покриття з підложкою — хлористий марганець MnСl2 · 4Н20 або для покращення зносостійкості хлористий нікель NiСl2 · 4Н20. В виробничих умовах приготовлений хлористого електроліту ведуть шляхом травлення в соляній кислоті стружок з мало вуглецевої сталі 20 або ЗО, яка перед травленням підлягає знежирюванню в 10... 15% розчині каустичної соди при температурі 80...90° С, а потім промивають в гарячий (1=70...80°С) воді.
Електроди з’єднують з джерелом струму і пропускають через електроліт постійний струм. В процесі електролізу іони двовалентного заліза (Fе") будуть розряджатися на катоді (деталі), покриваючи її шаром електролітичного заліза. Одночасно з осадженням заліза на катоді (деталі) метал аноду буде розчинятися і іони його будуть поступати в розчин замінюючи іони що розрядилися на катоді. В такому випадку процес електролізу іде з розчиненими анодами і склад електроліту майже не змінюється.
Властивості залізних покрить залежать від режиму їх нанесення. Твердість покриття збільшується з підвищенням катодної щільності струму і з пониженням температури електроліту. З метою підвищення якості покриття і інтенсифікації процесу при залізненні застосовують нестаціонарні електричні режими. В електричних схемах установок для осталівання при цьому використовують змінний струм (рис.3.1). Ці схеми забезпечують подачу в меж електродний простір на протязі одного періоду двох імпульсів струму - катодного і анодного, величина яких легко регулюється. Регулятор напруги РН в схемі забезпечує повільне регулювання величини катодного струму. Величина анодної складової струму регулюється шляхом зміщення часу Δt відкриття тиристору Т.
Рисунок 4.1 - Схема живлення установки для залізнення