3. Восстановление работоспособности судовых машин и механизмов посредством напыления.

Напыление. Высокими триботехнологическими возможностями обладает металлизация напылением, заключающаяся в расплавлении подводимого к металлизатору металла и распылении его струей сжатого газа (воздуха) в направлении заранее подготовленной поверхности детали. Напыляют различные металлы и порошки (твердые сплавы). В зависимости от источника тепла различают газовое, электрическое и плазменное

напыление. Напыленный слой благодаря своей пористости обладает высокими антифрикционными свойствами при хорошей смазке и скорости скольжения не выше 3,5 м/с. Покрытия неспособны работать при сухом трении и снижают предел выносливости. Напылению подвергают поверхности опор скольжения, валов (в обратных парах трения), направляющих.

Одним из перспективных методов упрочнения поверхностей трения является метод электроискрового легирования, позволяющий получать достаточно прочно связанные с упрочняемой поверхностью и значительные по толщине износостойкие покрытия с удельным временем легирования 3 мин/см. Шероховатость полученных слоев не хуже Ra = 2,5 мкм, толщина упрочненного слоя (50…60) мкм, сплошность (80…90)%, микротвердость (10000…12000) МН/м. Стойкость упрочненных вырубных штампов увеличилась в (1,5…2,0) раза по сравнению со стойкостью штампов, упрочненных стандартным твердым сплавом Т30К4.

По технологическим возможностям зарекомендовал себя метод плазменного напыления. При этом способе расплавление и распыление туго плавких материалов (окись алюминия, вольфрам, ниобий, молибден, карбиды, бориды и т. д.) осуществляется с помощью высокотемпературной плазменной струи. В соответствии со свойствами покрытий обеспечиваются требуемая жаропрочность, сопротивление окислению, износостойкость при высоких температурах и в различных средах. Плазменное на-

пыление имеет ряд преимуществ: высокие температуры позволяют распыливать и наносить различные материалы высокой температуры плавления; поток плазмы, не содержащий кислорода, не допускает окисления обрабатываемой поверхности и покрытия; возможно нанесение многослойных покрытий; высокая скорость потока газа позволяет увеличить плотность покрытия до 90 % и достичь прочного сцепления с основой; в связи с нагревом поверхности заготовки не выше 200 С исключается коробление деталей; энергетические характеристики потока плазмы легко регулируются в зависимости от требований ТП. Наиболее часто плазменное напыление используют для нанесения тугоплавких соединений или противостоящих высокотемпературной коррозии (например, на поверхности лопаток газовых турбин).

3. Восстановление работоспособности судовых машин и механизмов электролитическими методами.

Восстановление деталей электролитическим методом наращивания заключается в осаждении металла из водного раствора на детали. Электролитическое наращивание применяют для повышеНИя износостойкости и коррозионной стойкости детали, восстановления размеров детали и для декоративных целей. При ремонте деталей применяют хромирование, осталивание, меднение и другие покрытия.

Хромирование используют как при ремонте деталей механизмов, так и при изготовлении новых деталей. Хромовые покрытия бывают гладкие и пористые. Гладкий твердЫЙ хром обладает ценными физико-механичеокими свойствами. Пористое же хромирование применяют с целью повышения износостойкости судовых деталей, работающих в условиях недостаточной смазки. Износостойкость чугуна, покрытого гладким хромом, повышается в 4-7 раз, а покрытого пористым хромом - В 30-150 раз. Для устранения пористости, ограничивающей применение хромовых покрытий для судовых деталей, работающих в коррозионной среде, применяют комбинированное покрытие: на нанесенные слои меди, кадмия или никеля либо последовательно меди и никеля наносят слой хрома. Толщина откладываемого СVIоя хрома колеблется в пределах 15-30 мкм. Хромированием восстанавливают детали, имеющие небольшой износ, так как толщина хромового покрытия практически лежит в пределах 0,05-0,3 мм на сторону. При большой

толщине покрытий прочность хромированного слоя уменьшается, хромирование становится экономически невыгодным. Процесс хромирования состоит из следующих операций. Восстанавливают геометрию детали проточкой, шлифовкой и полировкой. Для эл~ктролитического полирования применяют электролиты различного состава (смесь серной, фосфорной и хромовых кислот, смесь серной и лимонной кислот, либо смесь различных минеральных кислот и глицерина). Обезжиривают деталь в электрических ваннах с электролитом (30-50 г едкого натра на 1 л воды). Для ускорения процесса обезжиривания рекомендуется добавка силиката натрия (жидкое стекло) в количестве 0,5-1 г/л. Процесс элеКТРОЛИТического обезжиривания длится 2-3 мин. Промывают детали в горячей воде и в проточной. При этом деталь подвергают декапированию с целью удаления оксидных пленок, могущих образоваться в процессе подгоТовки детали к хромированию. Д'екапирование заключается в легком протравлении поверхности детали в 2-3%-ном растворе серной кислоты. При температуре раствора 18-200С деталь выдерживают 4-5 мин для выравнивания ее температуры с температурой электролита. Наибольшее распространение получило анодное декапирование, заключающееся в том, что деталь, помещенная в ванну для нагрева ее до температуры ванны и являющаяся анодом, выдерживается в течение 30-50 с под током плотностью 20-26 А/дм. Декапируют непосредственно перед хромированием. Обычно поверхности деталей, не подлежащих хромированию, покрывают лаками. Хромирование проводят в железных ваннах с двойными стенками, пространство между которыми заполняется горячей водой для регулирования постоянства температуры электролита в ванне. В ванну наливают воду, нагревают ее до температуры 700С, вводят компоненты электролита, подключают постоянный ток напряжением 6-12 В. ДЛЯ выравнивания концентрации электролита деталь, закрепленную на подвеске, 3-4 раза окунают в раствор, а затем подвешивают на катодную штангу. Плотность тока при хромировании 20-50 А/дм 2 , а продолжительность зависит от толщины покрытия, состава электролита, режима работы ванны. Анодом при хромировании служат свинцовые пластины, располагаемые концентрично относительно детали и имеющие поверхность в 2 раза более, чем поверхность хромируемой детали. После хромирования деталь подвергают анодной обработке с целью получения пористой поверхности при плотности тока 25-35 А/Дм и при температуре 30-400 С в течение 10-20 мин. Затем производят промывку детали холодной и горячей водой. Осталивание - процесс электролитического осаждения железных покрытий из водных растворов хлористого FeCl24H20 или сернокислого FeS047H20 железа. Электролитическое осаждение железа из водных растворов солей было получено академиками Б. С. Якоби, Е. И. КлеЙманом и Э. Х. Ленцем в 1868-1870 гг. При прохождении постоянного тока через раствор солей ионы железы разряжаются на катоде (детали); таким образом катод покрывается слоем железа. Анод растворяется, а его ионы попадают в раствор.

Осталивание - менее слоЖный и более дешевый процесс, чем хромирование. Например, выход по току при осталивании достигает 70-90%, плотность тока 10-20 А/дм 2 , толщина осадка в час при применяемой плотности тока 0,013-0,26 мм. Толщина слоя железа при мягком осталивании (140-225 НВ) - более 3 мм, при твердом покрытии (225-600 НВ) - до 2 мм. Покрытия низкой твердости применяют для восстановления нетрущихся поверхностей деталей, наружных поверхностей бронзовых втулок верхней головки шатуна, вкладышей и др. Технология осталивания следующая, Деталь очищают от грязи,

промывают в бензине, зачищают места покрытия наждачной бумагой или пескоструйным способом, изолируют не подлежащие покрытию участки пер хлорвиниловым лаком или резиной. Монтируют деталь на подвесках, обезжиривают известью, промывают холодной проточной водой, пассивируют в специальном электролите при плотности тока 10-40 А/дм 2 в течение 2-5 мин, промывают горячей водой, загружают в ванну с электролитом и подогревают раствор. Вынув из ванны, деталь промывают горячей водой, нейтрализуют в щелочном растворе, опять промывают горячей водой, демонтируют подвески, УДаляют ИЗОЛЯцИЮ, осуществляют старение, механически обрабатывают. При введении в хромовый электролит ионов кадмия получается покрытие, обладающее твердостью, износостойкостью, полным отсутствием пористости; хромокадмиевое покрытие, в частности, применяется для рабочих шеек гребных валов и стальных облицовок. Меднение осуществляют для повышения защитно-декоративных свойств стальных деталей. В этом случае используют многослойные покрытия: медь-никель или медь-никель-хром. Медь откладывается на подслой никеля. В судоремонте для меднения применяют сернокислые электролиты. В качестве анодов применяют электролитическую медь. Никелирование стальных деталей производят для повышения их защитно-декоративных свойств. Никель защищает основной металл от коррозии. Иногда никелевые покрытия вследствие их значительной твердости используются как износостойкие. При нанесении никелевого ,покрытия должна быть обеспечена шероховатость поверхности детали не менее Rz=80+20 мкм. Под блестящее НИlкелирование, при ,котором не требуется точных размеров, деталь полируют, а детали, имеющие точные размеры, обрабатывают под Ra=0,32+0,16 мкм. После н~к~!3ания для определения дефектов проверяют качество покрытия посредством наружного осмотра и кварцевания стальной щеткой из проволоки диаметром 0,1-0,2 мм с окружной скоростью 17-120 м/с.

ГальваничеСКое лужение находит применение для покрытия вкладышей подшипников, ползунов перед заливкой, конденсаrорных трубок, деталей, приборов. Обладая высокой химической стойкостью в обычных атмосферных условиях, олово защищает поверхность

от коррозии при беспористом покрытии. Покрытие оловом осуществляют погружением детали в ванну с расплавленным оловом или электролитическим способом. Последний имеет, преимущество перед первым, так как расход олова при этом меньше. Для лужения применяют кислые и щелочные элеКТРОлИТЫ. Анодами в процессе лужения служат .пластинки литого олова марки 01 или 02, которые надо очищать не реже 2-х раз в смену

во избежание образования на них шлака. Лужение производят при температуре ванны 20-300 С, напряжении тока 4-6 В, плотности тока 1-2 А/Дм. Максимальная толщина покрытия при лужении латунных конденсаторных трубок, а также подшипников пoд заливку - 15 мкм. Процесс лужения состоит из следующих операций: обезжиривания

детали, промывки в горячей и холодной воде, травления, промывки в холодной воде, очистки поверхности детали для удаления травильного шлака, промывки в холодной воде, декапирования в растворе азотной (30 г/л) и серной (20 г/л) кислот, промывки. В холодной воде, лужения в электролите, промывки в холодной воде.