П.К. Логинов, О.Ю. Ретюнский - Способы и технологические процессы восстановления изношенных деталей (1038480), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Эти особенности состоят в следующем:• в качестве электролита используют хромовую кислоту (водныйраствор хромового ангидрида СrО3) с небольшими добавками сернойкислоты (H2SO4), а не растворы их солей, как при осаждении других металлов. Концентрация хромового ангидрида в электролите может колебаться в широких пределах – от 100 до 400 г/л, а серной кислоты – от 1до 4 г/л (причем соотношение СrO3: H2SO4 должно находиться в пределах 90...120). В этом случае выход по току хрома наибольший и процессидет устойчиво. Количество трехвалентного хрома в ванне должно быть3...4 % содержания хромового ангидрида;• электролиз в хромовокислых электролитах ведется с нерастворимыми свинцово-сурьмистыми анодами.
Применение растворимыххромовых анодов невозможно ввиду того, что анодный выход по токухрома в 6...8 раз выше катодного;106• процесс осаждения хрома проводится при высокой катоднойплотности тока (Dк = 20...30 А/дм2). При повышении катодной плотности тока увеличивается твердость осадка и хрупкость слоя, а при пониженных значениях Dк осадки получаются пластичными;• обратная зависимость выхода по току от температуры электролита и его концентрации. С повышением концентрации электролита выход по току резко понижается, тогда как в большинстве других гальванических процессов выход по току повышается;• хромовые ванны имеют плохую растворяющую способность,т.
е. толщина осадков оказывается неравномерной в зависимости от положения анода по отношению к детали (катоду). На ближайших к анодуучастках получается большая толщина слоя, а на удаленных – меньшая;• возникновение значительных растягивающих напряжений вэлектролитически осажденном слое. Напряжение тем больше, чем толще покрытие. При определенной толщине растягивающие напряжениядостигают таких значений, которые приводят к отслоению покрытия.В хромовых покрытиях в связи с этим снижается усталостная прочностьна 20...30 %.Указанные недостатки хромовых покрытий накладывают ограничение на максимально допустимую толщину слоя, которая не должнапревышать 0,30 мм.В зависимости от вида хрома выбирают состав электролита и определяют режим нанесения покрытия (табл. 2.18).
Время, необходимоедля получения заданной толщины покрытия, рассчитывают по формуле(2.23). В ремонтной практике наибольшее распространение получилуниверсальный электролит.Таблица 2.18Состав электролитов и режимы хромированияНаименования компонентов параметровХромовый ангидрид (CrO3), г/лСерная кислота(H2SO4), г/лТемпература электролита, С°Плотность тока, А/дм2Выход по току, %Электролит и условия электролизауниверсаль- концентриразведенныйныйрованный120…150200…250350…4001.2…1.52.0…2.53.5…4.040…10020…6015…3050…6545…5540…5016…1813…1510…12При хромировании получают блестящие, молочные или серые покрытия (рис. 2.39).
Блестящий хром характеризуется высокой микротвердостью (600...900 МН/м2), мелкой сеткой трещин, видимой под107микроскопом. Осадки хрупкие, но с высокой износостойкостью. Молочный хром характеризуется пониженной микротвердостью (400...600МН/м2), пластичностью и высокой коррозионной стойкостью. Серыйхром отличается весьма высокой микротвердостью (900...1200 МН/м2)и повышенной хрупкостью, что снижает его износостойкость.В зависимости от того, в каких условиях работает восстановленнаядеталь, стремятся получить тот или иной вид осадка. Например, для деталей неподвижных соединений могут применяться как блестящие, таки молочные осадки.
В подвижных соединениях, работающих при давлениях до 0,5 МПа, рекомендуются блестящие осадки; в деталях, работающих при давлениях свыше 5 МПа и знакопеременной нагрузке, –молочные осадки.Рис. 2.39. Распределение зон хромовых покрытий:1 – блестящий хром; 2 – молочный хромСаморегулирующий электролит. Его применяют для более устойчи-вой работы ванн хромирования.
Это достигается путем введения в ванну труднорастворимого сульфата стронция. Наиболее широкое распространение получил электролит следующего состава (г/л): хромовый ангидрид СrО3 – 200...300, сульфат стронция SrSО4 – 5,5...5,6, кремнефторид калия K2SiF6 – 18...20. Плотность тока Dк = 40...80 А/дм2, температура 55...65 °С. Выход по току в этом электролите равен Э = 17...19 %.Положительные свойства электролита – возможность применения болеевысоких плотностей; скорость осаждения выше, чем в сернокислыхэлектролитах; хорошая рассеивающая способность; меньшая чувствительность к изменению температуры и к загрязнению электролита железом, медью и другими металлами.
Отрицательные свойства: агрессивность и ядовитость электролита; детали подвесных приспособлений,108аноды и детали ванн разрушаются больше, чем в сернокислом электролите.Холодные электролиты в ремонтном производстве применяют двухтипов: электролит с добавкой фтористых солей и тетрахроматные.
Наибольшее распространение для восстановления изношенных деталей получил тетрахроматный электролит следующего состава (г/л): СrО3 –350...400; NaOH – 40...50; H2SO4 – 2...2,5; сахар – 1...2. Режим электролиза: катодная плотность тока DК = 50...100 А/дм2, температура раствора – 17...23 °С. Этот электролит позволяет получать качественные осадки с большой производительностью (выход по току 30...33 %), имеетменьшие внутренние напряжения.
Покрытия получаются более мягкие,беспористые (без трещин), серого оттенка, легко полируемые до зеркального блеска. Применяют для получения защитно-декоративных покрытий. Особенность тетрахроматных электролитов – малая агрессивность к углеродистым сталям. Поэтому вполне допустимо изготовлениеванн для хромирования из малоуглеродистой листовой стали без дополнительной футеровки.Саморегулирующийся холодный электролит – наиболее перспективный электролит.
Его состав (г/л): хромовый ангидрид – 380...420,кальций углекислый – 60...75, кобальт сернокислый – 18...20. Режимэлектролиза: катодная плотность Dк = 100...300 А/дм2, температураэлектролита – 18...25 oС. Преимущества электролита – высокий выходпо току (35...40 %). Недостаток – требуются мощные холодильныеагрегаты для достижения 18...25 oС при высокой плотности тока(до 200 А/дм2).Пористое хромирование. Применяют для повышения износостойкости деталей, работающих при больших давлениях и температурах и недостаточной смазке. Пористый хром представляет собой покрытие, наповерхности которого специально создается большое количество порили сетка трещин, достаточно широких для проникновения в них масла.Его можно получить механическим, химическим и электрохимическимспособом. Наиболее широко применяют электрохимический способ, который заключается в том, что хром осаждается при режиме блестящегохромирования, обусловливающем появление в покрытии сетки микротрещин.
Для их расширения и углубления покрытие подвергают анодной обработке в электролите того же состава, что и при хромировании.В зависимости от режима хромирования и анодного травления можновыполнить пористость двух типов: канальчатую и точечную.Для получения пористых покрытий деталь хромируют в универсальном электролите при плотности тока 40...50 А/дм2, а затем переключают полярность ванны и проводят анодное травление при той же109плотности тока. Канальчатую пористость получают при температуреэлектролита 58...62 °С и продолжительности травления 6...9 мин, а точечную – при 50...52 °С и 10...12 мин. Пористые покрытия используютпри размерном хромировании, например поршневых колец.
Их толщинасоставляет 0,1...0,15 мм. Пористое хромирование колец увеличивает ихизносостойкость в 2...3 раза, а износостойкость гильзы – в 1,5 раза. Детали, покрытые пористым хромом, обычно подвергают термообработкев масле при температуре 150...200 °С в течение 1,5...2 ч для устраненияводородной хрупкости и насыщения пор маслом.Струйное хромирование.
Его проводят в саморегулирующемсяэлектролите при температуре 50...60 °С в широком диапазоне плотноститока, достигающей 200 А/дм2. Скорость протекания электролита40...60 см/с, катодно-анодное расстояние – 15 мм. При этом получаютблестящие покрытия. Выход по току достигает 22 %, что вместе с высокой плотностью тока ускоряет процесс осаждения хрома: при t = 50 °С иDк = 100 А/дм2 скорость осаждения составляет 0,1 мм/ч.
При струйномхромировании в тетрахроматном электролите высококачественные покрытия осаждаются при Dк = 150...160 А/дм2 со скоростью 0,25 мм/ч.В универсальном электролите хромируют при температуре 50 °С,плотности тока 70...90 А/дм2, скорости протекания электролита100...120 см/с, катодно-анодном расстоянии 15 мм. Скорость осажденияхрома составляет 0,08...0,10 мм/ч. Схема установки для струйного хромирования показана на рис. 2.40.Рис. 2.40. Схема установки для струйного хромирования:1 – анод; 2 – устройство для поддержания уровня электролита;3 – наращиваемый вал; 4 – раздвижная кассета; 5 – ванна;6 – электролит; 7 – подогреватель; 8 – насосПроточное хромирование.
Оно обеспечивает блестящие покрытияповышенной твердости и износостойкости и улучшенной равномерно110сти покрытия в универсальном электролите с повышенным содержанием серной кислоты (3...7 г/л) при температуре 55...65 °С, плотности тока100...150 А/дм2, скорости протекания электролита 100...120 см/с и межэлектродном расстоянии – 15...30 мм. Выход потоку составляет 20...21 %.Способ эффективен для хромирования цилиндров и коленчатых валовдвигателей.2.8.3.
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕНИКЕЛИРОВАНИЕНикель – металл серебристо-белого цвета; плотность 8,8 г/см3, температура плавления 1452 °С. Микротвердость никелевых покрытий изменяется в зависимости от условий электролиза в широких пределах идостигает 7000 МПа. Прочность на разрыв от 600 до 1750 МПа. Покрытия характеризуются мелкокристаллической структурой, равномернымраспределением по профилированной поверхности, хорошей обрабатываемостью. Никель химически стоек к атмосферному воздуху, щелочами органическим кислотам. Никелевые покрытия толщиной до 25 мкмобладают пористостью, которая уменьшается с увеличением их толщины. По отношению к железу никель имеет менее электроотрицательныйпотенциал, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
