Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Нормирование работ по восстановлению деталей автотракторной техники. Лабораторный практикум.pdf
1.
Назначение
2.
Материал
3.
Используемое
4.
От
чего зависит качество наплавленного слоя
5.
Технологический
вибродуговой наплавки
для вибродуговой наплавки
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
.
.
оборудование для вибродуговой наплавки
.
?
процесс восстановления деталей вибродуговой на
-
плавкой
.
51
Лабораторная работа 6
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ
ГАЛЬВАНИЧЕСКИМИ ПОКРЫТИЯМИ (ХРОМИРОВАНИЕМ)
Цель работы
:
ознакомиться с оборудованием для нанесения гальваниче
-
ских покрытий, разработать технологическую карту восстановления заданной
детали хромированием, нанести гальваническое покрытие согласно составлен
ной технологии, а также овладеть методикой расчёта или выбора по нормати
вам режимов восстановления деталей гальваническими покрытиями
Оборудование
12-600М;
слесарный верстак; ванны для химического и электролитического
:
хромировочная установка ОГ
-1349А;
выпрямитель ВАГГ
.
обезжиривания и промывки деталей; материалы для изоляции мест, не подле
жащих покрытию; волосяная кисть; подвески для деталей; сушильный шкаф
микрометры; аналитические весы; прибор ПМТ
ческими покрытиями; детали, подлежащие восстановлению
-3;
эталоны деталей с гальвани
.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Выполнив данную работу, студент должен сделать заключения о том, ка
-
-
-
;
-
-
кие детали и узлы автотракторной техники целесообразнее восстанавливать
рассматриваемым способом, отметить его преимущества по сравнению с дру
гими, а также ограничения на применение; как на основе имеющихся справоч
ных и нормативных материалов провести предварительные расчёты
.
ИЗУЧЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ВЫПОЛНЯЕМОЙ РАБОТЫ
Хромирование получило широкое распространение как для восстановле
ния деталей и повышения их износостойкости, так и для декоративных и про
тивокоррозионных целей
Преимущества электролитического хрома
−
электролитический
микротвёрдостью
400...1200
близкой к микротвёрдости корунда
обладает
−
высокой износостойкостью, особенно в абразивной среде
.
хром
МН/м
:
–
металл серебристо-белого цвета с высокой
2
(в 1,5–2
раза выше, чем при закалке ТВЧ
;
-
-
-
-
),
(в 2–3
52
раза по сравнению с закалённой сталью
);
−
устойчив
в
отношении химических и температурных воздействий, при
-
чём высокая коррозионная стойкость сочетается с красивым внешним видом
−
имеет
−
имеет
Недостатки хромирования и хромового покрытия
−
низкий
−
небольшая
−
высокая
−
большое
тролизе
;
−
толщина
накладывает ограничение на максимально допустимую толщину слоя
−
гладкий
Установка ОГ
100
3
дм
,
выпрямителя, вентилятора, измерительной и пускорегулировочной ап
низкий коэффициент трения (на
высокую прочность сцепления покрытия с поверхностью детали
50%
ниже, чем у стали и чугуна
:
выход металла по току
скорость отложения осадков
агрессивность электролита
количество ядовитых выделений, образующихся при элек
отложения покрытия практически не превышает
(8...42%);
(0,03 мм/ч);
;
0,3 мм,
;
хром плохо удерживает смазочное масло
-1349А (
рис
. 6.1)
состоит из двух ванн вместимостью по
.
;
);
что
.
-
-
паратуры
.
Рис. 6.1. Общий вид установки ОГ-1349А для хромирования:
ванны; 2 – пульт управления; 3 – пакетные переключатели; 4 – амперметр;
1 –
5 – вольтметр; 6 – тумблер электронагревателя; 7 – ползунковый реостат;
8 – выключатели ступенчатого реостата
53
Рис. 6.3. Схема ванны:
1 – электронагреватель; 2 – термопара; 3 – внутренняя ванна; 4 – корпус ванны;
5 – воздуховод; 6 и 10 – продольная и поперечная штанги; 7 – изолятор;
8 – бортовой отсос; 9 – крышка ванны; 11 – термометр; 12 – ручка
Каждая ванна включает в себя корпус
листовой нержавеющей стали. Ванна снабжена крышкой
корпусом и внутренней ванной заполнено минеральным маслом
АКЗ
более
электронагревателя
= 10,
п
АК
170 °С. В
= 10,
АК
= 15,
АС
= 6
п
промежуток между ваннами вмонтированы два трубчатых
1 (
мощностью по
2
4 (
рис
или АС
. 6.3) и
= 10) с
п
внутреннюю ванну
9.
Пространство между
(
АКЗ
3 из
= 6,
п
температурой вспышки
кВт) и температурное реле. Для регули
рования температурного реле и контроля работы в электролит погружен ртут
ный термометр. Внутренняя ванна и корпус электрически изолированы
.
Над ваннами на текстолитовых изоляторах укреплены четыре токоподво
дящие продольные штанги, которые соединяются между собой попарно тремя
попеременными передвижными штангами, служащими для подвешивания де
талей и анодов. К продольно токоподводящим штангам подведены провода от
выпрямителя. Питание ванн постоянным током осуществляется от выпрямите
ля ВАГГ
-12-600М.
-
-
-
-
-
Для удаления вредных паров, образующихся в процессе работы, внутри
корпуса установки помещены четырёхсторонние бортовые отсосы
тор ЭВР
-2 с
электродвигателями мощностью
1
кВт. В центральном воздуховоде
8 и
вентиля
установлены две дроссельные заслонки для регулирования скорости воздушно
го потока
54
.
-
-
В средней части установки ОГ
-1349А
расположен пульт управления, в
котором размещён реостат для плавного регулирования тока
.
Пакетные выключатели служат для изменения полярности на шинах ванн
отключения их от выключателя, включения и выключения вентилятора и пода
чи напряжения на установку. На пульте управления размещены два амперметра
с пределами измерения от
до
30 В.
0 до 200 А и
вольтметр с пределами измерения от
0
На уровне приборов расположены тумблеры для выключения и включе
ния электронагревателей. В левой задней части установки находится аппарату
ра защиты электроприёмников от токов короткого замыкания и управления
электронагревателями
.
Технологический процесс восстановления деталей гальваническими по
крытиями (хромированием) состоит из подготовки деталей, нанесения покры
тия и последующей обработки
.
Подготовка детали включает в себя очистку её от грязи и масла, мойку
,
-
-
-
-
-
детали, механическую обработку поверхности, установку детали на подвеску
изоляцию мест, не подлежащих покрытию, обезжиривание и декапирование
(
травление
).
Механическая обработка поверхностей деталей проводится на шлифо
вальных и полировальных станках в целях удаления следов износа, а также
придания деталям правильной геометрической формы и чистоты
.
Подвесные приспособления служат для загрузки деталей в ванны и под
вода к ним тока. При этом детали не должны экранировать друг друга; должен
обеспечиваться надёжный электрический контакт их с токопроводящими эле
ментами подвески. Детали, как правило, должны располагаться вертикально
для лучшего удаления пузырьков водорода с их поверхности
.
Участки поверхности, не подлежащие электролитическому покрытию
должны быть изолированы. Изоляция осуществляется цапон-лаком, хлорвини
ловыми пластиками и эмалями, резиной, изоляционной лентой, съёмными фут
,
,
-
-
-
,
-
-
лярами и втулками и др
.
Детали обезжиривают в целях удаления с их поверхностей жировых плё
нок. Можно применять химическое и электролитическое обезжиривание. Хи
мическое обезжиривание проводят венской известью
кальция в отношении
1:1,
разбавленной водой до кашицеобразного состояния
или в специальных щелочных растворах, нагретых до
(
смесь окисей магния и
60...70 °С.
Известь нано
-
-
)
-
55
сят на деталь и тщательно протирают её волосяной щёткой. Время обезжирива
-
ния составляет
щелочных растворах, нагретых до
1,5…2,0
мин. Электролитическое обезжиривание проводят в
60...70 °С.
При этом деталь можно устанав
ливать как на катоде, так и на аноде. Катодное обезжиривание более произво
дительно, но приводит к насыщению водородом поверхностей деталей, в ре
зультате чего повышается хрупкость и снижается усталостная прочность чу
гунных и стальных деталей. Поэтому обычно обезжиривание ведут сначала на
катоде, а затем
– 1...2
мин на аноде
.
После обезжиривания детали тщательно промывают сначала горячей
(60…70 °С), а
ется, смачивая всю поверхность, то деталь хорошо обезжирена
затем холодной водой. При этом, если вода равномерно растека
.
Травление или декапирование поверхностей деталей проводят для удале
ния окисной плёнки и обнажения кристаллической структуры металла. Приме
няют химическое и электролитическое травление или декапирование. химиче
ское декапирование чёрных металлов проводят в смеси серной и соляной ки
-
-
-
-
-
-
-
-
-
слот
(3...5%-
держке от
ный раствор каждой кислоты) при комнатной температуре и вы
3 с до 3
мин. Условия для анодного травления выбирают с учётом
природы металла и его окислов. Так, перед хромированием стальных деталей
их декапируют в течение
плотности тока
8…10 А/
0,5...2,0
2
дм
.
мин в обычном хромовом электролите при
После травления или декапирования детали промывают холодной, а за
тем горячей водой
(60...70 °С).
Подготовив поверхности деталей, проводят электролитическое осажде
ние. В зависимости от назначения покрытия выбирают различные концентра
ции электролитов и режимы электролиза
.
При нанесении износостойкого хромового покрытия обычно применяют
универсальный электролит, содержащий
(
СгО
) и 2,0…2,5 г/
3
(
плотность тока и температуру электролита
2
дм
серной кислоты (Н
200...250 г/
S
О
).
2
Изменяя режимы электролиза
4
),
можно получать серо-матовые
3
дм
хромового ангидрида
-
-
-
-
,
блестящие и молочные осадки
.
Тип хромового осадка выбирается с учётом его физико-механических
свойств. Серо-матовые осадки обладают высокой хрупкостью, блестящие
сокой твёрдостью и молочные
–
меньшей твёрдостью и пористостью, но доста
– вы-
точной пластичностью. При восстановлении деталей применяют блестящее из
носостойкое покрытие
56
.
-
-
Для улучшения смачивания хрома маслами и его прирабатываемости ис
-
пользуют пористое хромовое покрытие. Его получают путём анодного элек
тролитического травления ранее осаждённого слоя хрома, не вынимая деталь
из ванны (переключают полярность тока
).
Травление поверхности детали проводят в том же электролите при плот
ности тока
составляет
45...50 А/
6...10
мин для получения точечного пористого хрома и
дм
2
и
температуре электролита
58...62 °С.
Время выдержки
12...14
мин
–
для получения канальчатого хрома. Состав электролитов и режимы хранения
представлены в табл
. 6.1.
При хромировании применяют нерастворимые аноды, изготовленные из
свинца или свинца с
дом должно составлять
анодов
– 8…15 мм.
ну их обрабатывают раствором
кой в воде и зачисткой металлической щёткой
6%
сурьмы. Соотношение площадей между анодом и като
1,5...2,0,
расстояние между ними
30…35 мм,
толщина
Для удаления плёнки с поверхности анодов один раз в сме
(1:1)
соляной кислоты с последующей промыв
.
Обработка деталей после осаждения складывается из операций промывки
-
-
-
-
-
водой, нейтрализации
70...80 °С в
течение
термической и механической обработок деталей
10%-
3...5
ным раствором каустической соды при температуре
мин, демонтажа подвески, удаления изоляции, сушки
.
Термическую обработку проводят для уменьшения остаточных внутрен
них напряжений и удаления водорода. С этой целью хромовые покрытия нагре
вают до
150…200 °С в
течение
1,5...2,0 ч.
После этого проверяют качество по
крытия путём внешнего осмотра, определения твёрдости и прочности сцепле
ния
.
6.1. Состав электролитов хромирования и режимы электролиза
Компоненты раствора и
режимы электролита
Хромовый ангидрид
Серная кислота
(H2SO4), г/л 1,2…1,5 2,0…2,5 3,5…4,0
(CrO3), г/
разведённый
л
120…150 200…250 350…400
Электролит
универсальный концентрированный
,
-
-
-
-
Температура раствора
Плотность тока
(Dк), А/
Выход по току (η
, °С 40…100 20…60 15…30
2
дм
50…65 45…55 40…50
), А 16…18 13…15 10…12
57
При выполнении лабораторной работы перед нанесением хромового по
2
t
-
крытия измеряют микротвёрдость и диаметр образцов, взвешивают их на ана
литических весах и монтируют на подвески. Затем образцы обезжиривают вен
ской известью, промывают холодной водой, устанавливают на подвески ванны
с универсальным хромовым электролитом и выдерживают без тока
для подогрева их до температуры электролита. Включают ток
разце) и проводят декапирование в течение
40 А/
дят хромирование в течение
2
дм
.
После этого переключают полярность
60
мин при температуре электролита
30...60 с
(«
минус» на образце) и прово
при плотности тока
(«
Температуру электролита определяют по термометру, а плотность тока
выбирают из табл
. 6.1
или находят по формуле, А/дм
2
:
1…2
мин
плюс» на об
30…
50...55 °С.
(D
к(а)
I
D = , (6.1)
( )
ак
S
( )
ак
где
I –
сила тока, проходящего через электролит, А
венно катода (образца) и анода, дм
2
.
; S
к(а)
–
площади соответст
-
-
-
-
)
-
Сила тока регулируется реостатом и определяется по показаниям ампер
метра. По истечении времени наращивания выключают ванну, вынимают обра
зец, промывают его водой, демонтируют с подвески и просушивают в сушиль
ном шкафу при температуре
80...100 °С в
течение
3...5
мин. Затем вновь изме
ряют микротвёрдость и диаметр, взвешивают образец и определяют толщину
(h)
покрытия (мм
формулам
:
),
скорость
(v)
осаждения (мм/ч) и выход по току (η
dd
h−= ; (6.2)
12
) (%) по
h
=v ; (6.3)
М
д
, (6.4)
М
т
; t –
продолжитель
где
d1 и d2 –
=η
диаметры образцов до и после наращивания, мм
-
-
-
-
-
ность хромирования, ч
соответственно, г
.
Действительная масса осадка определяется как разность масс образца со
ответственно до и после осаждения, а теоретическая
58
; Мд и Мт –
действительная и теоретическая масса осадка
– по
формуле
-
γ
где
C –
М
= СIt, (6.5)
т
электрохимический эквивалент металла (для хрома
C = 0,324 г/(
А·ч
);
для железа
= 1,22 г/(
– C = 1,042 г/(
А·ч
)); t –
продолжительность электролиза, ч
Основное время для нанесения гальванического покрытия
где
h –
толщина слоя покрытия (не более
металла (для железа γ
= 6,9 г/
η
–
выход металла по току
см
3
;
для цинка
= 7,8 г/
– γ = 7,13 г/
определяется по формуле
Основное время на нанесение покрытий при хромировании
Подготовительные и заключительные операции обычно выбирают из карт
А·ч
);
, % (
(6.4),
для никеля
– C = 1,095 г/(
А·ч
);
для цинка
– C =
.
Т
3
см
;
для никеля
см
о
3
); Dк –
, (6.6)
η
СD
к
0,3 мм); γ –
– γ = 8,8 г/
плотность тока, А/дм
плотность осаждаемого
3
см
;
для хрома
3
(см.
табл
– γ =
. 6.1);
h
1000
=
при наличии экспериментальных исследований
при отсутствии
–
выбирается по табл
. 6.1).
64,1Dh
Т ≈ . (6.7)
о
к
технологического процесса или инструкций
.
Под вспомогательным понимают время, затрачиваемое на загрузку под
весок с деталями в ванны и выгрузку их, переходы рабочего с подвесками от
ванны к ванне и т.д. Вспомогательное, а также оперативное время на выполне
ние подготовительных и заключительных операций подразделяется на пере
крываемое и неперекрываемое время
Неперекрываемое
время
–
.
это оперативное время, затрачиваемое на вы
полнение операций, непосредственно связанных с основной ванной (нанесени
ем покрытия
ты основной ванны
), т.е.
операции, которые не могут быть выполнены во время рабо
(
травление и активирование, последующая промывка, за
грузка деталей в основную ванну и выгрузка из неё, выдержка без тока, выход
на режим и промывка после покрытия
).
Многие операции (монтаж и демонтаж
деталей, их изоляция, обезжиривание, нейтрализация и промывка) непосредст
венно не связаны с основной операцией и могут быть выполнены рабочим во
-
-
-
-
-
-
-
-
время работы основной ванны. Время, затрачиваемое на их выполнение, назы
вается
оперативным перекрываемым временем.
-
59
Поскольку в условиях ремонтного производства один или несколько ра
вп
о
≥
+
вп
о
≤
+
-
бочих совместно выполняют все операции технологического процесса, то нор
му времени устанавливают на весь технологический процесс в целом, а не на
каждую операцию. Подготовительные и заключительные операции условно
считают вспомогательными по отношению к операции нанесения покрытия
а затрачиваемое на них время
неперекрываемым
– (Твн)).
–
вспомогательным
(
перекрываемым
– (Твп) и
В зависимости от соотношения основного и вспомогательного перекры
ваемого времени норму времени на одну деталь определяют по формулам
)(
K
где
при
ТТ
=
Т
nN
ТТ
ТТ
при
ТТ
=
Т
nN
Т
и
Т
–
вп
вспомогательное перекрываемое и неперекрываемос время, мин
вн
η
η
пдвно
; (6.8)
идв
)(
K
пдвнвп
, (6.9)
идв
:
-
,
-
;
Kпд –
заключительное время (для холодных электролитов
чих
хромирования
талей, одновременно загружаемых в одну основную ванну; η
коэффициент, учитывающий дополнительное и подготовительно
Kпд = 1,10…1,15;
– Kпд = 1,15…1,25); Nв –
),
обслуживаемых рабочим или бригадой рабочих
число основных одноимённых ванн
;
п
–
коэффициент
и
д
–
для горя
(
например
число де
использования ванн, учитывающий потери времени в начале и конце смены
(
при односменной работе η
даче оборудования от смены к смене в рабочем состоянии
= 0,8…0,9;
н
при двух- и трёхсменной работе и пере
–
η
= 0,93…0,95).
и
Отчёт о проделанной работе
Привести и описать схему технологического процесса восстановления де
тали гальваническими покрытиями (по форме табл
. 6.2),
привести режимы ра
боты, защитить результаты работы и сдать отчёт. Уметь объяснить выполнен
-
,
-
-
-
-
-
ные расчёты и принятые технологические решения по восстановлению деталей
гальваническими покрытиями, а также знать основные характеристики исполь
зуемого оборудования и инструмента
60
.
-