1.3. Способы, применяемые для интенсификации процесса восстановления с одновременным повышением качества покрытий

1.3.1. Стандартные комбинированные покрытия

Электрохимические хромовые покрытия, применяемые в производстве и ремонте машин, можно классифицировать по целому ряду признаков. Однако наиболее часто их рассматривают как однослойные монометаллические (или «чистые»), комбинированные электрохимические покрытия и сплавы [43; 64]. Комбинированные электрохимические покрытия по характеру формируемой структуры осадка в процессе электролиза разделяются на слоистые комбинированные электрохимические покрытия (СКЭП) и композиционные электрохимические покрытия (ККЭП). Слоистые комбинированные покрытия делятся на полиметаллические, образующиеся путем последовательного осаждения осадков, отличающихся по химическому составу (ПСКЭП), и монометаллические покрытия, образующиеся путем последовательного осаждения осадков, имеющих один и тот же или незначительно отличающийся химический состав (МСКЭП).

Рис.1.2. Изменение активности осадков хрома в зависимости от продолжительности хромирования в универсальном

сульфатном (График 1) и саморегулирующемся

сульфатно-кремнефторидном (График 2) электролитах.

Композиционные комбинированные электрохимические покрытия (ККЭП) разделяются на однослойные (ОККЭП) и многослойные композиционные комбинированные электрохимические покрытия (МККЭП). В свою очередь, многослойные композиционные комбинированные электрохимические покрытия делятся на полиметаллические (ПМККЭП) и монометаллические (ММККЭП).

Комбинированные покрытия придают поверхностям деталей такие ценные качества, как стойкость против изнашивания, коррозии, температурных воздействий, а также декоративный вид. Ввиду этого масштабы использования комбинированных покрытий в производстве все время возрастают.

Под монометаллическим слоистым комбинированным электрохимическим покрытием следует понимать покрытие, состоящее из двух и более одинаковых по химическому (или незначительно отличающихся) составу осадков, но отличающихся друг от друга характером формируемой структуры: хром молочный (мол) + хром блестящий (Б); хром матовый (М) + хром зеркально блестящий (ЗБ) и т. д. [39].

Слоистые монометаллические комбинированные электрохимические покрытия (МСКЭП) можно получить в одной или нескольких ваннах (установках) при изменяющихся параметрах процесса. В том случае, если изменяются температура электролита и его состав, то для получения покрытия нужного качества необходимо иметь в цеху несколько ванн (установок). МСКЭП можно получить, изменяя один или несколько параметров одновременно. Из практики работы гальванических цехов известно, что резкое изменение параметров процесса приводит к растрескиванию, отслаиванию, шелушению и другим видам брака [37]. Поэтому параметры процесса необходимо изменять плавно, чтобы обеспечить получение осадков, характеризующихся постепенным переходом от одной структуры к другой.

Композиционные комбинированные электрохимические покрытия представляют собой электролитические осадки, в состав которых входят различные инородные включения. Они могут быть однослойными и многослойными. ККЭП совмещают в себе свойства электрохимически осажденных металлов (электро- и теплопроводность, износостойкость, пластичность и др.), а также металлов и неметаллов (жаростойкость, химическая стойкость, твердость и др.), которые могут быть включены в осадок при наложении поляризующего тока.

Технология получения ККЭП, главным образом для хромирования, железнения и никелирования, беспрерывно совершенствуется. ККЭП имеют неоспоримые преимущества перед «чистыми» и комбинированными слоистыми электрохимическими покрытиями. Появляется возможность более широкого использования керамических, металлокерамических и других естественных и искусственных химических соединений и простых веществ, а также природных пылевидных материалов (пылевидных кварцев — маршалита, речного песка, слюды, каолина и т. д.) [74]. ККЭП можно получать при низких температурах, что исключает воздействие их на физико-механические свойства материала, из которого сделана деталь, и т. д. [74]. Несмотря на незначительное включение вещества второй фазы в матрицу влияние мелкодисперсных частиц на физико-механические свойства осадка велико [43]. В последнее время появилось сообщение [64] о том, что удалось получить ККЭП на основе хрома с включением в осадок 12—18% мелкодисперсных частиц, и освоено восстановление 18 наименований деталей. Износостойкость покрытий при этом ниже, чем это теоретически и практически доказано для других ККЭП.

Монометаллические КЭП на основе хрома используются для восстановления и упрочнения деталей машин, работающих в агрессивных средах и в условиях интенсивного изнашивания, для ускорения и улучшения приработки трущихся пар [42], повышения стойкости деталей против коррозии. В случае, когда эти покрытия используются для защиты деталей от коррозии и повышения износостойкости, коррозионная стойкость их возрастает в 2—3 и более раза, а износостойкость в 10 и более раз. [64].

Композиционные хромовые покрытия позволяют повысить износостойкость в 20 и более раз, при этом усталостная прочность хромированных образцов снижается приблизительно на 10% [74].