6.5. Исследование герметичности покрытий
Одним из важнейших требований, предъявляемых к хромовым покрытиям, является обеспечение достаточной герметичности, т.е. способности противостоять утечкам рабочих жидкостей и газов по слою покрытия после того, как они подверглись восстановлению хромированием. Внутренние напряжения, возникающие в процессе электроосаждения хрома, увеличивают пористость осадка, ослабляют адгезию хрома с основным металлом, вызывают снижение прочности самого осадка и деталей, подвергнутых восстановлению хромированием.
Образование внутренних напряжений обусловлено целым рядом причин: структурными превращениями в кристаллах хрома в процессе электролиза, образованием химических соединений, включением посторонних примесей и т. д. [43; 63; 85] Реализация внутренних напряжений вызывает трещинообразование [85].
В работе проводились исследования герметичности хромовых покрытий, восстановленных методом ГКО
Механическая активация поверхности катода во время электроосаждения вызывает пластическую деформацию растущих слоев осадка, а массовый перенос вещества инструмента - возникновение большого числа активных центров электрокристаллизации. Следует учесть также, что перемещение брусков по поверхности катода способствует прекращению стадии роста кристаллов и усиления конвективного обмена в прикатодных слоях. Совокупное действие этих факторов приводит к образованию мелкокристаллической структуры, характеризующейся наличием зерен субмикронного размера и возникновению в восстановленном покрытии сжимающих остаточных напряжений. Все это вместе дает возможность получать герметичные хромовые покрытия значительной толщины (до 300 мкм.)
Испытания проводились на серийных гидравлических штоках одинакового типоразмера (рис. 6.2), восстановленных по стандартной технологии (серия 1), по технологии ГМХ (серия 2), по технологии ГКО (серия3). Режимы восстановления выбирались следующие:
Серия 1
Плотность тока, кА/м2 Температура электролита, К |
5 329 |
Серия 2
Плотность тока, кА/м2 Температура электролита, К Давление инструмента, МПа Частота вращения детали, об/мин Число двойных ходов инструмента дв.х./мин |
10 337 0,5 110 110 |
Серия 3
Плотность тока, кА/м2 Температура электролита, К Давление инструмента, МПа Частота вращения детали, об/мин Число двойных ходов инструмента дв.х./мин |
10 333 0,8 100 100 |
В результате испытаний выяснилось, что штоки, обработанные на режимах получения беспористых хромовых покрытий (серия 2, серия 3), оказались герметичными по хромовому покрытию. Штоки серии 1, где хромовое покрытие растрескивалось (растягивающие остаточные напряжения в хроме), оказались негерметичными.
Алмазное выглаживание штоков, негерметичных по хрому, полученных по серийной технологии, привело к положительному результату лишь в одном случае из четырех.
Таким образом, испытания на герметичность деталей, прошедших восстановительные операции по различным технологиям подтвердили, что гальваномеханическое и гальваноконтактное хромирование деталей гидропневмоагрегатов дает возможность получать герметичные хромовые покрытия. Причем герметичность определяется наличием или отсутствием трещин в покрытии. Наличие в хромовом покрытии сжимающих остаточных напряжений обеспечивается оптимальными режимами ГКО. При нарушении режимов ГКО хромовые покрытия осаждаются с растягивающими остаточными напряжениями. Для них характерно наличие трещин на поверхности и по сечению и, как следствие, на деталях с такими покрытиями возможно проявление негерметичности по хрому при рабочих давлениях в системе.
Рис. 6.2. Гидравлический шток
Таким образом, проведенные исследования позволяют говорить об увеличении эксплуатационных свойств деталей, восстановленных по методу ГКО в сравнении с другими методами, применяющимися для восстановления деталей гальваническим хромом.