книги из ГПНТБ / Технология ремонта танков [учебник]

При анодном травлении матово-блестящих осадков хрома (рис. 175, б) первичные трещины растравливаются преимуществен­ но в ширину, оставаясь неглубокими.

Объем каналов и пор, образующихся при анодном травлении молочно-блестящих и матово-блестящих осадков хрома, различен.

При одинаковой интенсивности анодного травления объем пор точечного хром-а превышает объем каналов канальчатого хрома больше чем в три с половиной раза.

Приработка поверхностей трения при применении точечного хрома происходит намного быстрее, чем при применении канальча­ того, но износостойкость точечного хрома ниже.

Канальчатый хром используют для восстановления деталей, ра­ ботающих на износ в условиях затрудненной смазки трущихся по­ верхностей.

Точечный хром применяют для восстановления деталей, рабо­ тающих в условиях плохой смазки, при значительном нагреве, а также для деталей, требующих быстрой приработки (например, для поршневых колец).

Исследования, проведенные в Военной академии бронетанко­ вых войск показали большую эффективность применения пористохромированных поршневых колец при ремонте танковых двигате­ лей. Постановка даже одного пористохромированного верхнего компрессионного поршневого кольца уменьшает износ верхних ко­ лец в двигателях типа В-2 в среднем в два раза, а всего комплекта поршневых колец — в 1,6 раза. При этом износ сопряженных дета­ л ей — гильз цилиндров — уменьшается в среднем в два раза. Осо­ бенно большое снижение износа имеет место в верхнем поясе зер­ кала цилиндра (рис. 176).

Оптимальные режимы получения пористого хрома приведены в

308

Рис. 176. Характер износа гильз цилиндров двигателей типа В-2:

■л — с комплектом поршневых колец, в котором первое поршневое кольцо порнстохромнровпнное; б —с комплектом поршневых колец, в котором все поршневые кольца нехромнрованные

Хромирование в саморегулирующемся электролите

Саморегулирующийся электролит представляет собой водный раствор хромовой кислоты, содержащей добавки кремнефтористого калия (K2SiFe) и сернокислого стронция (SrSOi). Эти соли вводят в раствор хромовой кислоты в количестве, превышающем их рас­ творимость, и поэтому они находятся на дне ванны в виде нераство­ римого осадка. Присутствие такого осадка гарантирует постоянство концентрации K^SiFe и SrS04 по отношению к концентрации Сг03 к таким образом обеспечивает саморегулирование электролита.

Саморегулирующиеся электролиты допускают применение вы­ соких плотностей тока (см. табл. 29). Благодаря этому скорость осаждения хрома в саморегулирующихся электролитах превышает скорость осаждения хрома в сернокислых электролитах примерно в полтора раза.

Благодаря тому, что зона блестящих осадков у саморегулирую­ щихся электролитов больше, чем у сернокислых, изменение режима электролиза в них меньше сказывается на качестве осадков.

Положительными свойствами саморегулирующегося электроли­ та являются также хорошая рассеивающая способность и малая чувствительность его к загрязнению железом и другими метал­ лами.

Отрицательными сторонами саморегулирующегося электролита являются его агрессивность и ядовитость. Стальные детали, подвес­ ные приспособления, аноды и металлические части ванн разруша­ ются в этом электролите значительно больше, чем в сернокислом.

Для уменьшения разрушения анодов их следует выполнять из сплава 90% свинца и 1 0 % олова.

При использовании саморегулирующихся электролитов необхо­ димо особенно тщательно изолировать непокрываемые поверхности деталей и металлические части подвесных приспособлений.

Это обстоятельство ограничивает область применения данного электролита. В настоящее время в саморегулирующемся электро­ лите хромируют только детали простой формы (например, поршне­ вые пальцы двигателей типа В-2).

Механические свойства осадков, получаемых из этих электро­ литов, не отличаются от обычных.

Хромирование в тетрахроматных электролитах

Тетрахроматный электролит (см. табл. 29) обеспечивает получе­ ние беспористых, мягких осадков электролитического хрома. Твер­ дость осадков электролитического хрома, осажденного из тетрахро­ матных электролитов, составляет 340—380 ИВ. Эти осадки имеют сероватый оттенок, но легко полируются, приобретая зеркальный блеск, характерный для электролитического хрома. В настоящее время тетрахроматные электролиты используют для защитных и защитно-декоративных целей, а также для восстановления посадоч-

310

ных поверхностей деталей, испытывающих небольшие нагрузки. Электролиз можно производить в железных ваннах без футеров­

ки, так как электролит мало агрессивен и не меняет своих свойств ио мере накопления железа до 25—30 г/л.

Впроцессе электролиза тетрахроматный электролит необходимо охлаждать, чтобы температура электролита не превышала

20—22°С.

Вкачестве анодов используют стержни или пластины из свин­ ца или из сплава, состоящего из 95% свинца и 5% сурьмы.

Положительными свойствами тетрахроматного электролита яв­ ляются высокий выход хрома по току (30—33%) и хорошая рассеи­ вающая способность.

Внастоящее время этот процесс внедряется для хромирования наружной поверхности гильз цилиндров вместо цинкования.

ХИМИЧЕСКОЕ НИКЕЛИРОВАНИЕ

При химическом никелировании процесс нанесения покрытия происходит без тока за счет восстановления никелевых солей с по­ мощью гипофосфита натрия (NaH2P 0 2). Процесс восстановления протекает только на таких металлических поверхностях, которые, будучи погруженными в раствор, оказывают на него каталитиче­ ское действие.

Этот процесс схематически можно представить в виде следую­ щих реакций:

NaH2PO, + Н ,0 -> NaH2P 0 3 + 2Н;

Ni++ -f 2H ->Ni + 2H+.

В процессе никелирования водород восстанавливает также и фосфор из гипофосфита до атомарного состояния. Фосфор частич­ но вступает во взаимодействие с никелем, образуя фосфид никеля; поэтому в покрытии содержится от б до 14% фосфора, значительно улучшающего его механические свойства.

К положительным сторонам процесса химического никелирова­ ния следует отнести то, что он протекает без тока, а получающиеся при этом осадки имеют высокую твердость и износостойкость (пос­ ле термообработки) и откладываются равномерно по всей поверх­ ности деталей.

Недостатками этого процесса являются нестабильность раство­ ров и необходимость проведения термической обработки никельфосфорных покрытий (нагрев до температуры 380—400°С в тече­ ние одного-полутора часов).

Процесс химического никелирования возможен как в щелоч­ ных, так и в кислых электролитах. В практике ремонта наиболее хорошие результаты дает кислый электролит следующего состава:

311

Кислотность этого раствора должна быть 4,5—5,5 pH, а темпе­ ратура 92 ± 1°С.

Электролит указанного состава позволяет осаждать никельфосфорные покрытия толщиной до 15—17 мк при удельной загрузке, равной 0,5 дм2 покрываемых поверхностей на 1 л раствора в течение одного часа. Затем этот электролит заменяют, так как он не под­ дается корректировке.

Осаждение никель-фосфорного покрытия производят в эмалиро­ ванных или фарфоровых ваннах, оборудованных терморегулятора­

В настоящее время химическим никелированием восстанавли­ вают прецезионные детали топливной аппаратуры танковых дизе­ лей: плунжеры топливных насосов п иглы распылителей форсунок.

ЖЕЛЕЗНЕНИЕ (ОСТАЛИВАНИЕ)

Электролитическое железо имеет мелкокристаллическую струк­ туру, повышенную твердость и прочность по сравнению с железом, полученным термическим путем. Поэтому часто процесс электро­ литического осаждения железа называют осталиванием.

Твердость электролитического железа зависит от условий элек­ тролиза и изменяется в широких пределах. Повышение твердости осадков сопровождается повышением хрупкости. Электролиз же­ леза можно осуществлять как в сернокислых, так и в хлористых электролитах (табл. 31).

Наиболее распространенными являются хлористые электроли­ ты, которые обеспечивают скорость осаждения металла в восемьдесять раз большую, чем при хромировании. Выход металла по току в этих электролитах составляет 96—98%•

При осталивании используют растворимые аноды из малоугле­ родистого трансформаторного железа (С <0,02% ).

Мягкие покрытия применяют для наращивания деталей, рабо­ тающих при небольших удельных давлениях, для наращивания на­ ружных поверхностей медных и бронзовых втулок.

Твердые покрытия применяют для восстановления изношенных поверхностей трения стальных и чугунных деталей (с последующим хромированием), а также для наращивания посадочных поверхно­ стей под подшипники.

Основными недостатками процесса железнения, ограничиваю­ щими его применение при ремонте деталей, являются недостаточно хорошее приставание покрытия к основному металлу и сравни­ тельно низкая его прочность.

Вследствие большой агрессивности хлористых электролитов для железнения применяют ванны, выполненные целиком из пластмасс или кислотостойкой керамики. На рис. 177 показана схема уста-

312

Рис. 177. Схема установки для железнения (осталивания):

раствора; 5 — понижающий трансформатор: 6 — фаолитовый фильтр; 7 — элект­ родвигатель; 8 — кислотостойкий насос

313

новки для железнення, основные узлы которой выполнены из кис­ лотостойкой пластмассы — фаолита.

Нагрев электролита производится здесь за счет тепла, выделяю­ щегося при прохождении 'через электролит переменного тока без­ опасного напряжения (36 в). Для снижения напряжения обычноиспользуют сварочные трансформаторы СТЭ-24 или СТЭ-32.

Удаление паров электролита производится через бортовые воздуховоды при помощи вентилятора.

МЕДНЕНИЕ

Электролитическое меднение применяют чаще всего для предо­ хранения поверхностей стальных деталей от науглероживания при цементации, для восстановления бронзовых и медных деталей, для нанесения промежуточных слоев при декоративных покрытиях, для улучшения прирабатываемости некоторых деталей и для создания токопроводящих слоев на угольных н меднографитовых щетках.

Меднение деталей чаще всего производят в сернокислых элек­ тролитах следующего состава:

—сернокислая медь (CuS04 5Н20) — 200 г/л;

—серная кислота (H2SO4) — 50 г/л;

—этиловый спирт (С0Н5ОН) — 10 г/л.

Режим электролиза: температура электролита 18—20°С, плот­ ность тока 3—5 а/дм2. Выход меди по току в сернокислых электро­ литах составляет 98—99%.

При меднении применяют растворимые аноды из меди марки М-1 (Си >99,7% ).

Существенным недостатком сернокислых электролитов является то, что в них невозможно покрывать детали из черных металлов без промежуточного подслоя. Это объясняется выпадением контактной меди, которая непрочно сцепляется с поверхностью детали. Чтобы исключать осаждение контактной меди, стальные детали обычно предварительно никелируют, а затем покрывают медью в сернокис­ лых электролитах.

В последнее время для непосредственного меднения черных ме­ таллов применяют пирофосфорные электролиты, в которых реак­ ция замещения меди не происходит и осадки меди получаются плот­ ными, мелкокристаллическими, с хорошим приставанием к основ­ ному металлу.

Состав пирофосфорного электролита:

—сернокислая медь (CuS04 -5H 20 ) — 35 г/л;

—пирофосфорный натрий (Na4P20 7 - ЮН20) — 140 г/л;

— фосфорнокислый натрий двузамещенный (Na2H P 0 4 •

- 12Н20) — 95 -е/л.

Режим электролиза: температура электролита 25—40°С, плот­ ность тока 0,5—0,75 а/дм2.

При 'меднении в пирофосфорных электролитах выход меди ПО' току составляет 70—80%.

314

Для цинкования крупных деталей применяют ванны, облицо­ ванные винипластом, хлорвиниловым пластикатом или полиизобу­ тиленом. Иногда ванны изготовляют из твердых пород дерева, но

они недолговечны.

Для цинкования мелких деталей применяют специальные ванны колокольного (рис. 178) или барабанного (рис. 179) типов.

Рис. 178. Ванна колокольного типа для, цинкования мелких деталей:

1 —станина; 2 —электродвигатель; 3 — анодная пластина на штативе; •/ — колокол

При вращении барабанов и к о л о к о л о в детали, засыпанные в них, соприкасаются с токоподводящими катодными контактами и равномерно покрываются цинком. Анодные стержни при цинкова­ нии в колокольных ваннах погружают внутрь колокола, а при цин­ ковании в барабане опускают в ванну по обе стороны от него.

Толщина цинковых покрытий устанавливается техническими требованиями на ремонт детален и колеблется в пределах 15— 30 мк.

Антикоррозионные свойства цинковых покрытий можно в зна­ чительной степени улучшить за счет последующей химической об­ работки: осветления и пассивирования.

-316