книги из ГПНТБ / Ремонт машин инженерного вооружения учебник

В щелочные растворы иногда вводят эмульгаторы (жидкое стекло и мыло) для удаления неомыляемых масел и жиров орга­ нического происхождения. После обезжиривания детали промыва­ ются в горячей воде. Если на поверхности детали отсутствуют кап­ ли воды, то деталь обезжирена.

Декапированием удаляют с поверхности, подлежащей хроми­ рованию, пленки окислов, обеспечивая этим хорошее соединение

и температура ванны. После этого включают ток плотностью 25— 30 а/дм2 на 30—50 сек.

Все рассмотренные операции выполняют и при подготовке к другим электролитическим покрытиям: осталиванию, никелирова­

нию, омеднению и т. д.

Хромирование производится в стальных ваннах, облицованных внутри винипластом или полихлорвиниловым пластиком, снабжен­ ных подогревом, а также вентиляцией. Детали опускают в ванны на специальных приспособлениях (подвесках). Размеры ванны должны быть такими, чтобы расстояние между дном и нижним краем восстанавливаемой детали было не менее 50—100 мм; рас­ стояние от верхнего края детали до зеркала электролита — не ме­ нее 50 мм, а расстояние от зеркала электролита до верхнего борта ванны — не менее 100 мм. Суммарная площадь анодов должна быть больше площади хромируемых поверхностей не менее чем в два раза.

Подвесные приспособления для хромирования должны иметь различные конструктивные формы в зависимости от восстанавли­ ваемых деталей. В качестве источника тока применяются низко­ вольтные многоамперные генераторы постоянного тока.

Твердое хромирование

изащитно-декоратив­

234

На качество хромового покрытия большое влияние оказывают состав электролита, плотность тока и температура электролита.

Температура электролита при хромировании не должна коле­ баться относительно установленной более чем на 2°.

предприятий начинают'применять автоматическое регулирование температуры электролита, плотно­ сти тока, времени покрытия, кислот­ ности электролита и заданной тол­ щины покрытия.

Блок-схема ванны в комплекте с автоматическими регуляторами, из­ мерительными приборами, вспомо­ гательными устройствами приведе­ на на рис. 107.

Электроды ванны 7 питаются от источника постоянного тока 6, на

тельности процесса 5. Температура ванны контролируется термоэлемен­

тами 2, определяется программным регулятором 3 и усредняется устройством 11 для перемешивания. Толщина покрытия измеряется и записывается во времени прибором 10. Кислотность электролита

235

сохраняется постоянной при помощи регулятора 8. Уровень элек­ тролита в ванне поддерживается устройством 4. Желаемые про­ граммы изменения температуры и плотности тока по времени на­ носятся тушью на ленточную диаграмму регулирующих устройств с учетом получения заданной толщины и определенных свойств покрытия.

Автоматизация процессов нанесения покрытия в гальваниче­ ских ваннах обеспечивает повышение качества покрытия, сокра­ щает время его осаждения и повышает производительность труда.

Платность т ока DH) а /д н 2

блестящих осадков; 4 — область матово­ блестящих шлифующих осадков; 5 — область матовых осадков

Зная, какой вид покрытия нужно получить (молочный, блестя­ щий или матовый), по диаграмме (рис. 108) зависимости вида по­ крытия от режима электролиза выбирают режим хромирования.

Наиболее целесообразно электролиз вести при температурах электролита 50—60° и при плотностях тока 35—50 а/дм2.

Необходимое количество хромового ангидрида можно опреде­ лить по формуле

236

По окончании хромирования детали промывают в дистиллиро­ ванной воде (для экономии хромового ангидрида), затем в про­ точной воде, в щелочном (3—5-процентном) растворе и в горячей воде, после чего детали сушат. По окончании сушки с них удаляют изоляцию, подвергают термообработке, сводящейся к нагреву деталей до температуры 150-^200° и выдержке их при этой тем­ пературе в течение 1,5-^-2 час с целью удаления из пор металла водорода.

После этого детали, на которые наносилось покрытие, шли­ фуют и подвергают полированию или хонингованию, а детали с

декоративным хромовым покрытием шлифуют и полируют, затем подвергают контролю.

Для восстановления деталей, сопрягаемых подвижными посад­ ками, часто применяется п о р и с т о е хромирование. При этом способе деталь после наращивания на нее слоя хрома подвергается анодной обработке в той же ванне с применением тока обратного направления плотностью 40—50 а/дм2 при температуре 50—60°.

В этом случае хром сходит с поверхности неравномерно и об­ разует в зависимости от принятого режима сетчатую или точечную пористость. Кроме того, пористость хромового покрытия можно создавать механическим или химическим путем. При механиче­ ском способе перед хромированием на поверхности детали делают точечные углубления, которые остаются на хромовом покрытии.

Получение пористости химическим путем сводится к травле­ нию поверхности хрома в соляной кислоте с ускорителем — окисью ртути.

При восстановлении хромированием цапф валов экскаваторов и других машин приходится учитывать крупные габариты валов и то, что хромированию у них подвергаются лишь незначительные участки. В этом случае целесообразно применять безванное или струйное хромирование (рис. 109).

237

Восстановление дефектного места производится поливкой его электролитом, который подогревается в ванне 5 и подается насо­ сом в наконечник 2 (анод). Электролиз ведут при плотности тока 50—ПО а/дм2. Безванное и струйное хромирование позволяет значительно сократить стоимость восстановления крупных де­ талей.

Основные преимущества восстановления деталей хромирова­ нием состоят в том, что при этом не нарушается термическая обра­

покрытий. В этом случае снижается катодная поляризация и на­ пряженность покрытий, что позволяет применять более высокие

плотности тока (рис. ПО).

Ультразвуковое поле в электролите создается вибратором, пи­ таемым высокочастотным генератором. Вибраторы вводят непо­

238

средственно в электролит или устанавливают в водяной рубашке ванны. Для этих целей чаще всего применяют ультразвук частотой 20—40 кгц при интенсивности поля от 0,8 до 5 вт на 1 см2.

Осталивание

Осталиванием восстанавливают детали с величиной износа от нескольких сотых мм до 1,0 мм на сторону. Этот процесс позволяет получить твердость покрытий от 200 до 800 кг!мм2 без термиче­ ской обработки. Скорость осаждения металла 0,3—0,5 мм/ч. Про­ изводительность осталивания в 10 раз выше хромирования, а стои­ мость восстановления деталей в 2—3 раза ниже.

Рекомендуемые составы электролитов, используемых при осталивании, приведены в табл. 55.

Хлористые электролиты применяются для восстановления де­ талей широкой номенклатуры, твердость покрытия достигает 200— 520 кг/мм2.

Электролиты с фосфоросодержащими добавками применяют для восстановления деталей, требующих более высокой твердости и износостойкости. Причем покрытия из электролита 4 (см. табл. 55) лучше работают при статических нагрузках, а из элек­ тролита 5 — при циклических нагрузках.

Учитывая, что процесс осталивания происходит при высокой температуре электролита, интенсивном его испарении и высокой химической активности хлористого электролита по отношению к стенкам ванны, в качестве материалов для ванн могут быть реко­ мендованы кислотоупорная пластмасса — фаолит, антегмитовые плитки АТМ-1, пасты-на основе эпоксидных смол.

Вентиляция ванны осуществляется бортовыми отсосами, как и

ется допускать менее 0,2—0,3 мм.

Внутренние поверхности можно восстанавливать местным ос­ таливанием, не порружая деталь в ванну. В этом случае электро­ лит наливают внутрь осталиваемой детали. Таким способом вос­ станавливают посадочные поверхности под подшипники в корпусах редукторов.

Технологический процесс местного осталивания заключается в следующем. Поверхности, подлежащие восстановлению, очищают крацевальной щеткой, промывают холодной проточной водой, на­ сухо протирают, зачищают наждачным полотном и еще раз про­ мывают водой.

С внутренней стороны корпуса редуктора гнездо под подшип­ ник закрывают приспособлением, которое образует ванну местного

239

осталивания (рис. 111). После образования ванны местного осталивания гнездо обезжиривают венской известью или ацетиленовым шламом, промывают холодной водой и проводят электрохимическое травление. Для этого гнездо заполняют 30%-ным раствором сер­ ной кислоты и при плотности тока 15—20 а/дм2 в течение 1— 1,5 мин производят анодное травление и тщательно промывают холодной водой. Затем в гнездо заливают электролит (500 г/л двухлористого железа и 1,5—2,0 г/л соляной кислоты), устанавли­ вают электрод и подключают источник тока (минус на деталь,

плюс на электрод). Отношение площади анода к площади катода должно быть 2 : 1. В первые 5—10 мин процесс ведут при плотно­ сти тока 3—5 а/дм2, а затем ее повышают до 15—20 а/дм2.

Продолжительность электролиза зависит от толщины слоя и скорости осаждения металла. Обычно скорость осаждения металла принимают 0,01 мм в минуту.

По окончании электролиза электролит сливают для повторного использования, гнездо промывают горячей водой, нейтрализуют 10%-ным раствором щелочи, промывают водой и протирают насухо

покрытую поверхность.

Благодаря большой универсальности процесса осталивания об­ ласти применения его в ремонтном производстве очень обширны.

В отличие от хромирования осталиванием можно восстанавли­ вать не только детали с малыми, но и со средними и большими из-

носами. Осталивание может применяться для восстановления как неподвижных, так и подвижных посадок сильно изношенных де­ талей. В последнем случае слой осталивания является или под­ слоем под хромирование, или он должен термически обрабаты­ ваться для увеличения его твердости, или, наконец, нужно приме­ нить режим «твердого осталивания». В некоторых случаях остали­ вание с успехом может заменить наварку изношенных деталей, так как процесс осталивания (без дополнительной термической об­ работки, с последующим покрытием хромом и при применении «твердого осталивания») не нарушает термообработки восстанав­ ливаемой детали.^.

Меднение

Меднение применяется для восстановления бронзовых втулок, наращивания изношенных деталей, улучшения нрирабатываемости трущихся поверхностей, предохранения от коррозии и получения подслоя при декоративном хромировании. При меднении могут применяться кислые и щелочноцианистые электролиты. Однако при применении кислых электролитов (медный купорос и серная кислота) поверхность деталей покрывается медью плохо, и осадок меди легко отслаивается.

Во избежание этого стальные детали должны быть предвари­ тельно покрыты подслоем — никелем толщиной 1—3 мк. Приме­ нение цианистых электролитов также не всегда удобно, так как требует при приготовлении раствора остродефицитных, дорогих и ядовитых веществ (цианистый натрий, цианистая медь и др.). В по­ следнее время эти вещества с успехом заменяют пирофосфатными растворами для ванн. В ремонтных предприятиях применяют фос­ форнокислый электролит следующего состава:

Режим работы: плотность тока jк=0,5—1 а/дм2; температура 25—35°; загрузка деталей производится под током при первона­ чальной (в течение 5—10 сек) плотности 5—6 а/дм2; через пять минут после начала электролиза рекомендуется перемешивание раствора сжатым воздухом.

Для более прочного сцепления слоя меди с основным металлом рекомендуется предварительная анодная обработка деталей в элек­ тролите при плотности тока на аноде 5—6 а/дм2 и комнатной тем­ пературе. Продолжительность обработки 0,5—1 мин.

Перед меднением наружную поверхность детали очищают, обезжиривают, промывают в горячей и холодной воде, подвергают

2 4 2

декапированию в слабом растворе серной кислоты и снова промы­ вают в холодной воде. После меднения детали промывают в хо­ лодной и горячей воде.

Цинкование

Вкачестве защитного покрытия применяется гальваническое покрытие мелких деталей цинком. Цинкование ведут во вращаю­ щихся, наклоненных под углом 30° барабанах, в которые заливают электролит, состоящий из 250 г!л сернокислого цинка, 30 г\л сер­ нокислого алюминия и 2,5 г/л дисульфонафталиновой кислоты.

Схема цинкования приведена на рис112.

Вкачестве анодов при цинкова­

тока 3—12 а/дм2. Продолжительность цинкования 1,5—2 час. Тол­

щина покрытия, обеспечивающая надежную защиту от коррозии, около 0,02 мм.

щихся в твердом состоянии, посредством расплавленного припоя. Этот процесс имеет некоторое сходство со сваркой. Принципиаль­ ное отличие пайки от сварки заключается в том, что основной металл соединяемых деталей при этом не расплавляется. Соедине­ ние деталей при пайке осуществляется за счет взаимной диффузии металла основы и припоя, образования твердых растворов припоя в металле детали или интерметаллических соединений при молеку­ лярном взаимодействии припоя и металла.

Учитывая это, припой должен плавиться при температуре, меньшей, чем температура плавления металла деталей, легко диф­ фундировать в основной металл или растворять его, растекаться по поверхности детали и хорошо смачивать ее, а также образовы-