Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ремонт автомобилей. Практикум
.pdf
0,5
- - 68,60
62,56
1,0
84,20
84,20
84,10
-
1,5
- - 68,60
62,56
2,0
97,80
-
97,80
97,70
2,5
-
99,50 - -
3,0
100,0
100,0
100,0
100,0
Контрольные вопросы
1. Каково назначение технических условий на контроль - сортировку
деталей?
2. Какие виды приборов и измерительных инструментов, применяются при
дефектовке деталей?
3. Перечислите основные дефекты коленчатого вала?
4. Каковы причины, порождающие дефекты коленчатого вала?
5. Дайте характеристику основным методам устранения дефектов
коленчатого вала?
6. Что такое допустимое геометрическое отклонение детали?
7. Каким образом определяют размах величин износа шеек коленчатых
валов?
8. Каким образов определяют репрезентативность выборки?
9. Каково назначение коэффициентов структурного состава ремонтного
фонда?
10. Каким образом строится кривая распределения износа?
11. Как определяются коэффициенты структурного состава ремонтного
фонда?
12. Какой закон положен для расчета плотности распределения износов?
13. Как определяется объем деталей, соответствующий требованиям
минимальной флуктуации?
14. Как определяют количество деталей по площади кривой распределения?
15. Что называют наименьшей и наибольшей величиной нормированного
отклонения?
41
6 Лабораторная работа №5. Исследование влияния факторов
процесса хромирования и осталивания на служебные свойства
восстанавливаемых деталей
Краткие теоретические сведения
Гальванический способ осаждения металлов открыт в 1838 г. в Петербурге
русским академиком Б. С. Якоби. Этот способ получил широкое распространение и
в течение прошлого столетия развился в большой самостоятельный раздел
прикладной электрохимии - гальванотехнику.
Гальванические покрытия основаны на выделении металлов из растворов их
солей под действием электрического тока. Гальванический способ обеспечивает
покрытие деталей чистыми металлами или сплавами с минимальными потерями
металлов, применяемых для покрытий. С помощью гальванических покрытий
можно решать три задачи:
нанесение металлопокрытий на изношенные поверхности при
восстановлении деталей:
нанесение металлопокрытий для защиты поверхности деталей от
коррозии или при цементации;
нанесение защитно-декоративных покрытий.
В условиях ремонтного производства гальваническим путем восстанавливают
детали, утратившие свои первоначальные формы и размеры в результате
естественного износа.
42
Многочисленные исследования подтверждают, что наиболее
распространенным методом гальванических покрытий является хромирование и
осталивание. Что же касается затрат труда, материалов, энергии и денежных
средств, то, как показывают соответствующие расчеты, при восстановлении деталей
гальваническим наращиванием металлопокрытий они оказываются значительно
ниже, чем при восстановлении этих деталей широко распространенным способом
наплавки. К тому же в отличие от наплавки, гальванические металлопокрытия не
оказывают термического воздействия на восстанавливаемые детали.
Электрохимические процессы, протекающие при осаждении металлов
электролитическим методом в количественном отношении подчиняются законам
Фарадея, которые выражаются формулой [8]
(40)
где mT - количество вещества, которое должно теоретически выделиться на
катоде;
с - электрохимический эквивалент, г/а;
I - сила тока, А;
t - продолжительность электролиза, ч.
Отношение количества фактически выделившегося на катоде металла к
теоретическому называется «выходом по току» и выражается в долях единицы или в
процентах [9]
где η - выход по току, %:
- количество вещества фактически выделившегося на катоде, г;
- количество вещества, которое теоретически должно бы выделиться
на катоде, г.
При нанесении металлопокрытий электрическим методом толщина осадка на
поверхности катода неравномерна и обусловлена рассеивающей способность
43
электролита, под которой понимают его способность давать равномерные по
толщине осадки на всей поверхности катода. Чем больше рассеивающая
способность электролита, тем равномернее толщина осадка. Способность
электролитов осаждать покрытие на деталях сложной конфигурации называется
кроющей способностью электролита, тем лучше покрываются углубления и
удаленные от анода участки катода (детали).
6.1 Часть 1. Восстановление автомобильных деталей электрическим
хромированием
Цель лабораторной работы: Изучение технологического процесса
восстановления автомобильных деталей электрическим хромированием
Задачи лабораторной работы:
изучение технологического процесса восстановления изношенных
поверхностей автомобильных деталей электролитическим
хромированием.
ознакомление с оборудованием и приспособлениями, применяемые при
хромировании.
приобретение практических навыков по выбору режима и осаждению
хромовых металлопокрытий электролитическим методом.
исследование равномерности хромового покрытия.
Применяемое оборудование, приспособления и инструмент
1. Ванна хромирования с электролитом средней концентрации.
2. Ванна уловитель.
3. Ванна химического декапирования
4. Ванна для промывки в воде.
5. Ванна с бензином.
6. Ванна электролитического обезжиривания.
7. Сушильный шкаф.
44
8. Источник питания (низковольтный генератор или выпрямитель).
Показатели
Размерность
Величина
Плотность
г/см
3
6,9-7,1
Температура плавления
°C
1750-1830
Твердость
кгс/мм
2
600-1300
Сцепляемость
--
35-40
Коэффициент долговечности по отношению к стали 45
-
1,5-2,5
Снижение предела усталостной прочности
%
20-30
Электрохимический эквивалент
г/Ач
0,324
Выход по току
%
10-35
Предельное значение толщины покрытий восстанавливаемых
деталей
мм
0,3-0,5
9. Электрощит.
10. Монтажный стол.
11. Весы технические.
12. Подвесные приспособления для хромирования.
13. Тиски.
14. Мерительный инструмент.
15. Детали, подлежащие хромированию.
Особенности процесса электрического хромирования
Хромирование — процесс нанесения на поверхность изделия тонкого слоя
металлического хрома для придания требуемых характеристик. Физико –
механические свойства хрома приведены в таблице 9.
Таблица 9 – Физико-механические свойства хрома
Металлические покрытия могут быть осаждены на поверхность деталей
электролитическим и химическим методами. Осаждение металлопокрытий
электролитическим методом производится из водных растворов солей под действием электрического тока напряжением от 6 до 24 В. При химическом методе
восстановления деталей металлические покрытия образуются в результате
взаимодействия поверхности детали с растворами солей металлов в присутствии
45
восстановителя.
Наименование компонентов
и режим процесса
Концентрация г/л
электролит низкой
концентрации
электролит средней
концентрации
электролит высокой
концентрации
Хромовый ангидрид, СгО
3
150
250
350-400
Серная кислота, H2SO4
1,5
2,5
3,5/4,0
Плотность тока, Na м2
45-100
15-16
10-30
Температура ,°C
55-65
45-55
35-45
Процесс хромирования основан на законах электролиза, т.е. прохождения
постоянного тока через электролиты. Состав электролитов для электролитического
хромирования приведен в таблице 10 [8].
Прохождение тока через электролит связано с передвижением электрически
заряженных частиц-ионов. Ток поступает в электролит от источника через
проводники, называемые электродами. Электрод, присоединенный к положи-
тельному полюсу источника тока, называется анодом, а присоединенный к
отрицательному полюсу - катодом. При прохождении тока через электролит
происходит движение ионов в определенном направлении. Отрицательно заря-
женные ионы, называемые анионами, движутся к аноду, а положительно
заряженные ионы, называемые катионами - к катоду.
Таблица 10 – Характеристики электролитов для электролитического хромирования
На электродах происходит соприкосновение положительного и
отрицательного зарядов, сопровождающееся разрядом. При этом ионы теряют свой
заряд электричества и выделяются на электродах в виде нейтральных атомов. В
процессе электролиза на катоде происходит разряд ионов металлов, а металл анода
растворяется, и его атомы образуют новые ионы металла, переходящие в раствор
взамен выделившихся на катоде.
Катодами являются детали, подлежащие покрытию, а анодами пластинки из
металлов, подлежащих осаждению. Помимо низкого выхода по току, процесс
хромирования отличается от других электролитических процессов еще и другими
особенностями к числу которых относятся:
46
применение нерастворимых анодов;
высокая плотность тока (сила тока, отнесенная к единице площади);
плохая рассеивающая способность.
Процесс хромирования производится с применением свинцовых анодов
(причем для стойкости свинца против разъедания к нему прибавляют от 5 % до 10 %
сурьмы).
Растворимые аноды не применяются по той причине, что они легко
растворяются, вследствие чего в электролите, ввиду низкого выхода по току,
получается избыток хрома и нормальная работа ванны нарушается. Таким образом
осаждение хрома на катоде происходит за счет понижения концентрации хрома в
электролите. Поэтому электролит необходимо систематически разбавлять хромовым
ангидридом.
Свойство хромовых покрытий зависит от режима хромирования и прежде
всего от плотности тока и температуры электролита.
Изменяя соотношение плотности тока и температуры электролита, можно
получить три вида хромовых покрытий, отличающихся своими свойствами:
«матовые», «блестящие» и «молочные» (рисунок 8) [10].
Рисунок 8 – Расположение зон различных хромовых покрытий для
47
электролита средней концентрации
Блестящие хромовые покрытия отличаются высокой твердостью
(микротвердость от 600 до 900 кгс/мм
2
) повышенной износостойкостью и
хрупкостью. На поверхности покрытия имеется сетка пересекающих трещин.
Молочные покрытия имеют также высокую износостойкость, большую
вязкость и пониженную твердость (микротвердость от 400 до 600 кгс/мм2). Сетка
трещин на этом покрытии присутствует.
Матовые покрытия хрома отличаются очень высокой твердостью
(микротвердость от 900 до 200 кгс/дм
2
) хрупкостью и пониженной
износостойкостью.
Хромовые покрытия снижают усталостную прочность деталей от 20 % до 30
%, что объясняется наличием в них растягивающих внутренних напряжений.
Покрытия, полученные в универсальном электролите при температурах от 50°C до
60°C и катодной плотности тока от 50 до 80 А/дм
2
, оказывают наименьшее влияние
на усталостную прочность деталей, т.к. в таких покрытиях внутренние напряжения
реализуются в виде мелких трещин.
Описание ванны электролитического хромирования
Ванна хромирования (рисунок 9) сварена из листовой стали и футерована
изнутри свинцом 8. Для равномерности нагрева электролита 7, ванна хромирования
помещена в корпус 12 с водой, нагреваемой электрическими элементами 14.
Заданный температурный режим ванны хромирования поддерживается постоянным
включением в электрическую цепь нагревательных элементов, терморегулятора,
состоящего из датчика - термобаллона 15 и термосигнализатора 16.
48
Показатели
Размерность
Величина
Объем ванны
л
140
Габариты
длина
мм
800
ширина
мм
680
высота
мм
800
Рисунок 9 - Ванна электролитического хромирования
На рисунке 9 обозначены: 1 – анодная штанга; 2 – подвесы; 3 –
нерастворимый анод; 4 – катодная штанга; 5 – термобалон; 6 – текстолитовая
колодка; 7 – электролит; 8 – свинцовая футеровка; 9 – рубашка охлаждения; 11 –
внутренний корпус ; 12 – корпус; 13 – двухстороння бортовая вентиляция; 14 –
электрические нагревательные элементы; 15 – термобалон; 16 - термосигнализатор.
Краткая техническая характеристика ванны для электролитического
хромирования приведена в таблице 11.
Таблица 11 – Краткая техническая характеристика ванны для электролитического
хромирования
49
Футеровка ванны
-
свинец
Аноды - свинец
Нагрев - электрический
-
-
Количество нагревательных элементов
шт.
4
Мощность одного нагревательного элемента
кВт
3,4
Регулирование температурного режима
автоматическое
Тип терморегулятора
ТС-100
Порядок выполнения работы
Изучив правила по технике безопасности и применяемое оборудование,
приступить к выполнению практической части лабораторной работы в следующем
порядке:
1. Получить у лаборанта восстанавливаемую деталь с предварительно
выполненными следами износа и исправленной геометрической формой.
2. Получить у преподавателя индивидуальное задание (режимы работы ванны
анодного декапирования, хромирования, толщина хромового покрытия, количество
и расположение поясов замера восстанавливаемой детали).
3. Определить вид хромового осадка и подсчитать необходимую силу тока при
декапировании и хромировании
где I - сила тока, А;
D - анодная или катодная плотность тока, А/дм2;
F - площадь покрываемой поверхности детали, дм2/
4. Взвесить деталь на весах с точностью до 10 мг.
5. Произвести замер диаметра детали в 2-х плоскостях, предварительно
закрепив подвеску с деталью в тисках.
6. Обезжирить деталь в бензине и протереть насухо ветошью.
7. Изолировать участки поверхности детали, не подлежащие хромированию.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]