10.6. Вневднные и безванные способы нанесения гальванических покрытий

Научно-технический прогресс, ус­пехи науки и практики в области гальванотехники нашли отражение в ремонтном производстве. В частно­сти, стали более широко использо­ваться гальванические процессы вос­становления деталей вневанными ме­тодами.

Струйные и проточные способы хромирования деталей характеризу­ются принудительной циркуляцией электролита, что обеспечивает повы­шение производительности процесса в 3,5 — 4 раза но сравнению с обыч­ным хромированием, высокую равно­мерность покрытия по всей поверхно­сти и толщину его до 1 мм на сторону, позволяет наращивать детали "в раз­мер" без последующей механической обработки, снижать насыщенность осадка и основного металла водоро­дом, существенно улучшить качество электролитических слоев. Помимо перечисленных достоинств, проточ­ное и струйное железнение, проточ­ные и струйные методы нанесения хрома, благодаря интенсивному об­новлению электролита, удалению га­зообразных продуктов электролиза из анодно-катодного пространства, а также равномерному распределению тока повышенной плотности, способ­ствуют получению мелкодисперсной структуры, осадков с повышенной твердостью, снижению в них остаточ­ных напряжений. В связи с этим усталостная прочность деталей, восста­новленных струйным и проточным хромированием по сравнению с дета­лями без покрытий, снижается толь­ко на 4 — 5 %.

При восстановлении крупногаба­ритных деталей сложной конфигура­ции (блоки цилиндров, корпуса коро­бок передач и задних мостов, коленчатые валы и др.) возникают трудно­сти. Они связаны с изоляцией мест, не подлежащих покрытию (площадь их поверхности в десятки раз превыша­ет покрываемую площадь), сложной конфигурацией подвесных уст­ройств, необходимостью иметь ванны больших размеров, быстрым загряз­нением электролитов и др.

Для восстановления таких дефек­тов деталей, как, например, восста­новление размеров отверстий под подшипники в корпусах и корпусных деталях, применяют вневанный спо­соб. Сущность вневанного способа нанесения гальванических покрытий заключается в том, что при помощи специальных прижимных приспособ­лений из восстанавливаемых поверх­ностей детали образуется электролитическая ячейка, в которую заливают электролит. По центру образовав­шейся вместимости помещается анод. Восстанавливаемая деталь и анод подключаются к соответствующим клеммам источника тока. Дан­ный способ является весьма эффек­тивным при восстановлении отвер­стий в корпусных деталях или внут­ренних поверхностей других деталей.

Для восстановления гальваниче­ским способом изношенных посадоч­ных отверстий в гнездах под подшип­ники качения картер коробки пере­дач устанавливают на стол (рис. 10.11) и создают ячейки на том отвер­стии, которое подлежит восстановле­нию. Для этого текстолитовый диск с резиновой прокладкой прижимают прижимом к внутренним поверхно­стям коробки передач и устанавлива­ют планку с эбонитовой втулкой под анод, которая крепится к картеру двумя винтами, входящими в резьбо­вые отверстия крепления крышки подшипника. Анод устанавливают по центру восстанавливаемого отвер­стия, в которое заливают электролит. После окончания процесса железнения электролит резиновой грушей от­сасывают из ячейки, извлекают анод и снимают планку. Картер переуста­навливают для восстановления про­тивоположного отверстия.

К безванным способам гальвани­ческого осаждения металлов отно­сятся: струйный, в проточном элект­ролите и злектронатиранием. Все они позволяют местно наносить покры­тия на деталь без погружения их в ванну и особенно эффективны для крупногабаритных деталей.

При струйном способе нанесения гальванических покрытий восстанав­ливаемая деталь присоединяется к отрицательному полюсу источника тока. На нее через специальную насадку, присоединенную к положи­тельному полюсу — аноду, беспре­рывно подается струя электролита, который в течение всего процесса за­полняет сохраняемый постоянным промежуток между деталью и ано­дом. Постоянный ток, пропускаемый от генератора через анод и деталь, замыкается в единую цепь электро­литом (рис. 10.12). Для равномерного покрытия всей восстанавливаемой поверхности деталь или насадку не бходимо в период нанесения покры­тия вращать с частотой вращения 2— 6мин^-1.

Преимуществами струйного спосо­ба являются:

возможность восстанавливать крупногабаритные детали с исполь­зованием постоянного тока малой мощности;

малые габариты установки и возможность ее изготовления в перенос­ном исполнении, что особенно ценно при восстановлении крупных дета­лей;

эффективная возможность контро­лировать процесс осаждения во вре­мя работы;

относительная легкость нанесения покрытия;

увеличение выхода по току и рас­ширение диапазона получения бле­стящих осадков;

отсутствие надобности в большом количестве электролита.

Метод струйного нанесения покры­тий по своей технологичности дает возможность ввести операцию нане­сения покрытия в единую линию тех­нологического процесса с использо­ванием электролитов, применяемых в гальванике.

Проточный способ нанесения галь­ванических покрытий заключается в том, что в зоне восстанавливаемой по­верхности создается местная, ванна, через которую насосом прокачивают электролит. Аноды располагают внутри ванны (рис. 10.13).

Наибольшая производительность при проточном осаждении металлов достигается тогда, когда создается турбулентный режим течения элект­ролита, который достигается при ско­рости протекания электролита более 1 м/с. В этом случае при определен­ных условиях плотность тока может быть увеличена в 10 раз и более (при железнении до 300 — 500 А/дм²). Од­нако при турбулентном режиме воз­никают серьезные трудности (необхо­димы тщательная герметизация ячейки, специальный насос и т. д.). Поэтому при железнении внутренних поверхностей деталей в ваннах (например, отверстий шатунов) для со­здания турбулентного режима вме­сто протекания электролита его ин­тенсивно перемешивают перфориро­ванной пластмассовой втулкой. Она расположена между анодом и де­талью и вращается с окружной ско­ростью 1,2 — 1,5 м/с. Катодная плот­ность тока достигает 200 А/дм², а ско­рость осаждения покрытий —2 мм/ч. Сущность электролитического на­тирания заключается в электроосаждении металла из микрованны, обра­зуемой в зоне контакта покрываемой детали с анодом, обернутым адсорби­рующим материалом, пропитанным электролитом. В качестве материала используются войлок, фетр, сукно и др. Конструктивное исполнение анодных головок представлено на рис. 10.14.

Наиболее удачными являются кон­струкции анодных головок, приведен­ные на рис. 10.14, виг, поскольку электролиз с анодными головками, показанными на позициях рис. 10.14, о и б, протекает нестабильно, адсор­бирующая ткань заполняется шла­мом, который проникает в покрытие. Ткань изнашивается быстрее, что ча­сто приводит к замыканию электри­ческой цепи и нарушению процесса.

Процесс с анодными головками, показанный на рис. 10.14, в, протека­ет при скорости потока электролита 0,5— 1,5 м/с с одновременным вра­щением анодной головки с частотой 60— 100 мин"¹в зависимости от ее диаметра и межэлектродном зазоре 1,1 — З мм. Зазор уменьшается по ме­ре увеличения толщины покрытия.

Минимальное его значение ограничи­вается толщиной натирающего там­пона.

Электролиз с анодными головка­ми, показанный на рис. 10.14, г, при восстановлении опор коренных под­шипников блока цилиндров ЗИЛ-130 протекает при частоте вращения ано­да 0,7 с~', скорости потока электро­лита — 1,2 — 2 мм/с и его расходе — 8,4 — 13,4 м³/с. Тампон при этом вы­полнен в виде круглой щетки из кап­роновых нитей, что обеспечивает ме­ханическую активацию поверхности, способствует уменьшению дендрито-образования и уплотнению структу­ры осаждаемого металла.