4 Електролітичне насталювання

4.1. Властивості електролітичного заліза:

• можливість отримання товстих шарів (2-3 мм та більше);

• добре зчеплення з основним металом;

• дешевизна та недефіцитність матеріалів для електроліту та анодів;

• висока швидкість осадження заліза v = 0,2 – 0,5 мм/год.;

• високий вихід металопотоку;

• підлягає термічній та термохімічній обробці;

• міцністні властивості близькі до властивостей середньо-вуглецевої незагартованої сталі;

• добре покривається шаром хрому.

4.2. Галузь використання електролітичного насталювання

Виходячи з позитивних властивостей електролітичного заліза, відновлення деталей електролітичним насталюванням доцільно, якщо:

• знос деталей більший за допустимий при електролітичному хромуванні; у цьому випадку, шар хрому наноситься на підшар заліза;

• твердість шару, що хімічно або термохімічно оброблюється, забезпечує нормальну роботу вузла;

• необхідне зміцнення робочих поверхонь деталей з маловуглецевих сталей.

4.3. Технологічний процес електролітичного насталювання

Головним компонентом електроліту є хлористе або сірчанокисле залізо чи їхня суміш. Температура електроліту в залежності від його типу може змінюватися від 20 до 98^оС. Анодами служать пластини з маловуглецевої сталі, які при електролізі розчинюються. Припуск на механічну обробку шару, що осаджується, приймається у межах 0,2-0,3 мм. Як приклад, у таблиці 3 додатку наводиться технологічний процес насталювання.

При електролітичному насталюванні, взагалі, використовується таке ж технологічне обладнання, як і при електролітичному хромуванні.

Представляє інтерес відновлення зношених поверхонь отворів в корпусних деталях способом позаванного насталювання. Своєрідна гальванічна ванна утворюється поверхнею отвору, який відновлюється, і резиновою пластиною, що підтискується в торцевій частини отвору знизу. У ванну встановлюється сталевий пруток, що утворює анод і заливається електроліт.

Приклад 3.

Для деталі, що відновлюється електролітичним хромуванням визначити:

• час t хромування;

• швидкість v осадження металу;

• кількість М_ф осадженого металу;

• вихід Y металу по енергії.

Виконати ескіз ділянки деталі, що хромується.

Вихідні дані:

• діаметр цапфи, що хромується d = 50 мм;

• довжина l = 75 мм;

• товщина шару металу h = 0,2 мм.

Рішення:

1. Час t хромування визначається за формулою (21)

t = 1000  h/D_к с ,

де  - густина хрому, г/см³;

h – товщина шару металу, мм (задана);

D_к – катодна густина току, А/дм²;

с – електрохімічний еквівалент хрому, г/Агод.;

 - катодний вихід по струму, %.

При хромуванні для відновлення зношених поверхонь застосовують молочні або блискучі осади. У цьому випадку середнім D_к = 30 – 100 А/дм².

Прийнято D_к = 50 А/дм².

Для хрому с = 0,324 г/Агод. (див. додаток, табл.2),

 = 6,9 г/см³;

 =15-16 %, .

Прийнято  =15 %.

Тоді

t = 1000  6,9 0,2 / 50  0,324 15 = 5,67 год.

2. Швидкість осадження хрому визначається за формулою (22)

v = c D_к  / 1000 = 0,324  50  15/ 1000  6,9 = 0,035 мм/год.

Перевірка: У відповідності з визначенням

v = h / t = 0,2 / 5,67 = 0,035 мм/год.

3. Кількість металу, що осаджується визначається за формулою (20)

М_ф = s h ,

де s – поверхня (циліндрична) осадження, см²;

s = dl =   5  7,5 =118 см².

Тоді

М_ф = 118  0,02  6,9 = 16 г.

4. Вихід металу по енергії визначається за формулою (19)

,

де U – робоча напруга на ванні, В.

При хромуванні U = 6 – 9 В,.

Прийнято U = 8 В.

Тоді

ВАгод./г.