5. Ремонт деталей электролитическим покрытием

В ремонтном деле для получения покрытий электролитические способом используют соли хрома, никеля, меди и железа. Соот­ветственно процессы покрытия будут называться хромированием никелированием, меднением и осталиванием.

Восстановление деталей хромированием применяется наиболее часто в ремонтной практике. Это объясняется тем, что из всех металлических осадков хромовый осадок обладает наибольшей твердостью (700—800 единиц по Бринеллю) и износостойкостью Процесс хромирования состоит из подготовительных работ, самого хромирования и заключительных работ.

При подготовке деталей к хромированию в них сначала шлифовкой устраняют искажение формы и производят полирование. Для снятия полировочной пасты и смазки детали промывают, в тетрахлорэтилене и обезжиривают электролитическим путем в ванне с раствором едкого натра (50 г в 1 л воды). Обезжиривание длится 1—2 мин при плотности тока 5 А/дм² и температуре раствора 15—20 °С. Наилучшие результаты обеспечивает электрохимическое обезжиривание с подвеской детали на катоде. В каче­стве электролита используют щелочной раствор следующего со става (в г/л): 10 едкого натрия, 2.5 кальцинированной соды 2,5 тринатрийфосфата, 2—5 эмульгатора ОП-7. Обезжиривание протекает при температуре раствора 70—80 °С, плотности тока 5— 10 А/дм², длительности процесса 1—2 мин.

Анодная обработка (декапирование) выполняется с целью удаления с поверхности детали тончайших пленок окислов. Эта опе­рация осуществляется путем погружения детали вместе с подвес­кой в ванну для хромирования, но при включении обратного тока, т. е. анодом служит деталь. Процесс сводится к электролитиче­скому растворению металла и одновременно к механическому отрыву окислов выделяющимся кислородом. После помещения де­тали в ванну ее предварительно подогревают без тока 1—2 мин, а затем ведут анодную обработку в течение 30—45 с при плот­ности тока 30—35 А/дм².

После анодной обработки деталь, не вынимая из ванны, пере­ключают на катод и наносят покрытие.

Хромирование осуществляют в ванне, состоящей из двух баков (вставленных один в другой), облицованной с внут­ренней стороны кислотостойким материалом (винипластом или свинцом). В качестве электролита используется водный раствор хромового ангидрида CrO(100—400 г/л) и химически чистой серной кислоты НS0(1,5—3,5 г/л).

Соотношение между концентрацией хромового ангидрида и серной кислотой (СгО/ НS0) должно находиться в пределах от 90 до 120. В этом случае обеспечивается наибольший выход по току хрома.

В зависимости от назначения покрытия применяют электро­литы различных составов.

Электролит № 1, называемый разведенным, обеспечивает наи­более высокую износостойкость покрытия, отличается относи­тельно высокие выходом хрома по. току (16—18 %) и лучшей рас­сеивающей способностью. Электролит № 2 является защитным и характеризуется достаточно надежной толщиной покрытия при средней его износостойкости. Электролит № 3, называемый кон­центрированным, используют для защитно-декоративных целей.

После хромирования для удаления электролита детали про­мывают в воде, сушат в шкафах при температуре 105—110 °С. Далее хромовое покрытие подвергают термической обработке, для этого деталь погружают на 2,5—3 ч в масло, нагретое до темпе­ратуры 150—200 °С. Завершающей операцией является шлифова­ние хромированных поверхностей электрокорундовыми кругами с зернистостью 60—120 и твердостью М1—МЗ. Припуск на шли­фование оставляют 0,08—0,1 мм. Хромовые покрытия, нанесенные с декоративной целью, подвергают полированию с применением паст ГОИ.

Электролитическое натирание заключается в перемещении анода, выполненного в виде тампона и пропитанного электроли­том, по поверхности катода (детали). В процессе наращи­вания анодный тампон с угольным электродом удерживают вручную за рукоятку и медленно перемещают вдоль обрабаты­ваемой поверхности при непрерывном смачивании тампона электролитом. Остатки электролита собирают в ванне. При натирании анод нагревается, поэтому алюминиевый корпус анода делают ребристым. Состав электролита: 200 г/л FеС1, 20 г/л NiCl, 1 г/л НС1.

Перед электролитическим натиранием поверхность подготавли­вают так же, как и перед ванным покрытием. Процесс электроли­тического натирания производителен, так как в связи с переме­щением анода по покрываемой поверхности плотность тока может достигать 150—200 А/дм². Покрытие получается мелкозернистое, но Слоистое. Наиболее эффективен этот процесс при зосстановле-нии посадочных мест под подшипники в корпусных деталях, на валах, в бронзовых втулках при износах до 0,1 мм. Используют железные, цинковые и медные покрытия.

Перспективен также электролитический сплав, содержащий: 265 г/л хрома сернокислого, 112 г/л никеля сернокислого, 56 г/л железа сернокислого, 25 г/л борной кислоты и 180 г/л мочевины.

Восстановление деталей меднением применяют обычно как пер­вую стадию ремонта для образования подслоя между стальной деталью и другим покрытием. Меднение может применяться также для изготовления биметаллических пластин и стержней.

Меднение производят в Кислых или цианистых электролитах, Кислый медный электролит является водным раствором сернокис­лой меди (медного купороса) и серной кислоты. Цианистые элек­тролиты состоят из водного раствора цианистой медной соли, циа­нидов и карбонатов.

Аноды при меднении изготавливают из чистой электролитиче­ской меди. Процесс меднения состоит из тех же операций, из ко­торых состоит и процесс хромирования деталей. Плотность тока при меднении может, колебаться от 0,3 до 30 А/дм². Температура электролита изменяется в пределах 20—55 °С.

Никелирование применяют для защиты деталей от коррозии и для декоративной отделки поверхности. Никелевые покрытия устойчивы против воздействия атмосферного воздуха, щелочей и некоторых кислот.

Электролит для никелирования приготовляют из водного рас­твора простой или двойной никелевой соли. Содержание солей никеля в электролите может колебаться от 60 до 420 г/л. Чаще для электролитов применяют простую соль, так как двойная соль имеет весьма низкую растворимость (60—75 г/л) и поэтому про­цесс может идти при малой плотности тока.

Кроме никелевых солей, для повышения электропроводности в электролит добавляют соли щелочных металлов. Кислотность электролитов для никелирования поддерживают, добавляя в них борную кислоту. Аноды для никелирования изготавливают раство­римыми из никеля. Для лучшего растворения аноды содержат до 10 % железа, однако при декоративной отделке деталей добавка железа нежелательна, поэтому растворимость никелевых пластин обеспечивается добавлением /в раствор хлористых или фтористых солей.

Практикой установлено, что расход металла уменьшается, если аноды применяют не литые, а из проката никеля.

Осталивание — процесс электролитического осаждения же­леза. Осталивание намного производительнее и экономичнее хро­мирования, так как скорость осаждения металла составляет 0,3—0.5 мм/ч, а выход по току достигает 85—90 %. т. е. в 5—6 раз выше, чем при обычном хромировании. Сцепляемость железного покрытия с поверхностью стальной детали достаточно высокая (400—450 МПа). К недостаткам процесса относится снижение усталостной прочности деталей, достигающее 30% при покры­тии стальных деталей. Это обусловлено наличием растягивающих внутренних напряжений в покрытии.

Осталивание применяют для наращивания поверхностей дета­лей под неподвижные посадки, для восстановления деталей с большим износом (до 2—3 мм), а также с целью получения подслоя в 1—3 мм для тонкого хромового покрытия (0,02— 0,03 мм).

Процесс осталивания обычно протекает в хлористых электро­литах, основным компонентом которых является хлористое железо FеС14НО. Концентрация хлористого железа в электролитах может быть в пределах от 200 до 700 г/л. Наиболее стабилен в работе электролит средней концентрации, содержащий (400 ± 20) г/л. FеС14НО, (2±0.2) г/л НС1 и (10±2) г/л МnС14НО. Наличие соляной кислоты необходимо для устойчивой работы ванны; хлористый марганец способствует повышению сцепляемости покрытия с основным металлом.

При осталивании деталь является катодом. В качестве анода используют низкоуглеродистую сталь марки 08 или 10. В про­цессе электролиза анод постепенно растворяется.

Осталивание ведется либо в ваннах из фаолита керамики и кислотоупорного бетона, либо в металлических с кислотостойким покрытием. Электролит в ваннах подогревается электрическим током.