П.К. Логинов, О.Ю. Ретюнский - Способы и технологические процессы восстановления изношенных деталей (1038480), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Он тамнаходится в различных формах и отрицательно влияет на механическиесвойства восстановленных деталей. С целью освобождения от водородав осадке необходимо детали после железнения подвергать низкотемпературному сульфидированию с последующей размерно-чистовой обработкой пластическим деформированием.
В этом случае усталостнаяпрочность деталей повышается на 40...45 %, а износостойкость возрастает в 1,5...2 раза.При восстановлении крупногабаритных деталей сложной конфигурации (блоки цилиндров, картеры коробок передач и задних мостов, коленчатые валы и другие) возникают трудности, связанные с изоляциеймест, не подлежащих покрытию (площадь их поверхности в десятки разпревышает покрываемую площадь), сложной конфигурацией подвесныхустройств, необходимостью иметь ванны больших размеров, быстрымзагрязнением электролитов и т. д.
Для железнения таких деталей применяют вневанный способ.Принцип вневанного железнения – это в зоне нанесения покрытиясоздание местной ванны (электролитической ячейки), при сохранениитрадиционной технологии железнения. В этом случае непокрываемыеповерхности не изолируют, уменьшается обеднение прикатодного слояэлектролита и возможно увеличение плотности тока в несколько раз и,следовательно, повышение производительности процесса.116Способы вневанного осаждения металлов. Струйное железнение.С помощью насоса электролит подают струями в межэлектродное пространство через отверстия насадка.
Насадок одновременно служит анодом и местной ванночкой. Для получения равномерного покрытия деталь вращается с частотой до 20 мин-1. Железнение возможно из концентрированного холодного хлористого электролита при плотности тока Dк = 40...55 А/дм2 с производительностью 0,4 мм/ч. Для упрощениятехнологического процесса применительно к ремонту шеек коленчатыхвалов разработана электролитическая ячейка (рис. 2.41), которая даетвозможность вести железнение и хромирование шеек без вращения детали.
В эту ячейку электролит поступает под давлением через патрубок1 и благодаря наклонному расположению отверстий в цилиндрическоманоде 8 приобретает вращательное движение вокруг катода. Скоростьпротекания электролита в анодно-катодном пространстве принимают100...150 см/с при удельном его расходе 40...45 л/мин на 1 дм2 покрываемой поверхности.Рис.
2.41. Схема электролитической ячейкидля анодно-струйногоосаждения металлов:1 – подводной патрубок; 2 – отводной патрубок; 3 – кабель для подвода тока;4 – верхний корпус ячейки; 5 – уплотняющая прокладка; 6 – катод; 7 – зажим;8 – анод; 9 – нижний корпус ячейкиПроточное железнение. С помощью приспособлений изношенноеотверстие детали превращается в закрытую местную гальваническуюванночку. В ее центр устанавливают анод 5 (рис. 2.42) и через нее прокачивают насосом электролит. Анод и деталь неподвижны. При их подключении к источнику постоянного тока на поверхности отверстия осаждается железо.
Электролит протекает в катодно-анодном пространствесо скоростью 15...18 см/с.Температура электролита – 75...80 °С, катодная плотность тока –25...30 А/дм2. Осаждаются качественные гладкие покрытия со скоростью 0,3 мм/ч, толщиной до 0,7 мм и твердостью 4000...4500 МПа.117Рис. 2.42. Схема электролитической ячейкидля проточного осаждения металлов:1 – подводящий штуцер; 2 – штуцер отвода газов; 3 – токопровод; 4 – верхняякрышка; 5 – анод; 6 – гайка; 7 – картер коробки передач; 8 – нижняя крышка;9 – сливной штуцер; 10 – крышка-плитаИзносостойкость восстановленных данным способом посадочныхповерхностей на 25...50 % выше износостойкости новых.2.8.6.
ЭЛЕКТРОНАТИРАНИЕПри этом способе осаждения металла деталь не опускается в ванну, аустанавливается либо на специальном столе, либо в центрах токарногостанка и присоединяется к катоду источника постоянного тока(рис. 2.43). Анодом служит стержень 4, изготовленный из любого металла или графита и обернутый каким-либо адсорбирующим материалом так, чтобы образовался плотный тампон 5.
Тампон в зависимости оттребуемого покрытия пропитывают электролитом до полного его насыщения и посредством кабеля соединяют с анодом источника тока.Рис. 2.43. Схема процесса электронатирания: 1 – сосуд с электролитом;2 – кран; 3 – выпрямитель; 4 – графитовый анод; 5 – тампон; 6 – пластмассовыйколпачок; 7 – алюминиевый корпус с ребрами для охлаждения; 8 – деталь;9 – ванна для электролита; 10 – гнездо для клеммы;11 – пластмассовая гайка; 12 – клемма кабеля118Анодный тампон, непрерывно смачиваемый электролитом, из сосуда 1 накладывают на деталь 8, которая медленно вращается, и устанавливают требуемую плотность тока. В системе катод (деталь 8) –тампон 5 (своего рода гальваническая ванна) – анод (стержень 4) протекает электрохимическая реакция и на поверхности катода (детали) осаждается тот или другой металл.
Стекающий электролит собирается вванну 9 для повторного использования. Постоянное поступление в зонуэлектролиза свежего электролита и перемещение анода по покрываемойповерхности препятствуют росту зародившихся кристаллов металла,снижают внутренние напряжения в покрытии и уменьшают дендритообразование. Все это позволяет получать мелкозернистые покрытия высокого качества. Этот способ железнения целесообразно применять длявосстановления посадочных поверхностей крупных валов, осей и корпусных деталей.2.8.7. ЦИНКОВАНИЕЦинк – металл серебристо-белого цвета.
Плотность цинка 7,1г/см , температура плавления 470 °С. Цинковые покрытия обычно бывают мягкими (500...600 МПа), пластичными и хорошо выдерживаютизгибы, развальцовку, но плохо – запрессовку. Однако при температуревыше 250 °С и ниже 70 °С покрытия становятся хрупкими.Цинк легко растворяется в растворах всех кислот и едких щелочей.В атмосферных условиях цинковые покрытия подвергаются коррозии,образуя различные химические соединения цинка.Электролитическое цинкование широко используется для защитыдеталей от коррозии.
Цинковые покрытия хорошо защищают черныеметаллы от атмосферной коррозии, воздействия бензина, дизельноготоплива, масел, а также от непосредственного воздействия пресной воды. В морской воде, а также в средах, содержащих сероводород и сернистые соединения, цинковые покрытия нестойки. Большое распространение электролитического цинкования объясняется тем, что цинкимеет более отрицательный нормальный потенциал, чем железо, т. е.цинковое покрытие по отношению к железу является анодным, и в образующейся гальванической паре «цинк–железо» разрушению подвергается покрытие, а основной металл сохраняется. Поэтому цинковое покрытие эффективно защищает черные металлы от атмосферной коррозии.
Скорость коррозии цинкового покрытия зависит от условий эксплуатации изделий и в промышленных районах составляет 1,0...1,5 мкмв год.3119Таблица 2.19Параметры режимов цинкованияЭлектролитКислотность, рНТемпература электролита,°СПлотность тока, А/дм2:без перемешиванияс перемешиваниемВыход цинка по току, %ЭлектролитКислотность, рНТемпература электролита, °СПлотность тока, А/дм2:без перемешиванияс перемешиваниемВыход цинка по току, %13,5...4,515...2523,5...4,515...2533,0...4,040...601...23...695...984—15...30––3...898... 1005—50...60––50—65,9...6,515...301...45...870...800,5...
1,22,0...2,595...960,5...1,5—97...98Процессцинкованияобладаетнекоторымитехникоэкономическими преимуществами: исходные материалы недефицитны,дешевы, технологический процесс прост.Цинкованию при ремонте подвергаются детали электрооборудования, трубопроводы, пружины и большинство крепежных деталей.Для деталей, работающих в условиях трения, цинковые покрытиянепригодны. Для цинкования используются кислые, цианистые, цинкатные, аммиакатные электролиты. Наиболее распространенные электролиты приведены в табл. 2.20.Электролиты 1...2 называются сернокислыми (сульфатными), электролит 3 – хлористым, 4 – цианистым, 5 – цинкатным, 6 – аммиакатным.Электролиты 1...3 являются представителями кислых электролитов,электролиты 4...6 – щелочными.Кислые электролиты обладают плохой рассеивающей способностью, что является основным их недостатком.
Покрытия, полученные вэтих электролитах, имеют более грубую структуру и меньшую коррозионную стойкость, чем в щелочных. Кислые электролиты устойчивы, допускают применение высокой плотности тока (особенно в процессе перемешивания) при высоком выходе цинка по току. Покрытия приобретают светлый цвет, характеризуются повышенной пластичностью,прочным сцеплением с основным металлом и могут выдерживать различную механическую обработку. Поэтому кислые электролиты широко применяют для покрытия малорельефных деталей.120Таблица 2.20Состав электролитовКомпонентыСодержание компонентов, г/л, в электролитахэлектролита123456Цинк200...300 215...430––––сернокислыйНатрий50...100 50...100––––сернокислыйАлюминий3030...35––––сернокислыйДекстрин8... 10––––––2...3––––КислотадисульфонафталиноваяЦинк хлористыйНатрийхлористыйАммонийхлористыйОкись цинкаНатрийцианистыйНатрий едкийОлово (в видестаннатанатрияNa2SnО3)КислотаборнаяКлеймездровый––135...150–––––200...230–––––20...25––200...300––––––40...4580...858...10–10...20–––––—–40...60–70...
1000,25...0,5–––––––25...30–––––1...2Щелочные электролиты обладают хорошей рассеивающей способностью, а покрытия, полученные в них, более высокой коррозионнойстойкостью. Однако они менее устойчивы, допустимая плотность тока вних ниже, и с ее повышением заметно снижается выход цинка по току.Щелочные электролиты применяют в основном для цинкования деталейсложной формы.121Из кислых электролитов наиболее распространены сернокислые,наиболее простым и дешевым из которых является электролит 1. Егоиспользуют для цинкования деталей простой формы в стационарных,колокольных или барабанных ваннах.Электролит 2 применяют для получения блестящих покрытий. Приэтом его необходимо перемешивать и часто фильтровать (лучше непрерывно).Цианистый электролит 4 обладает высокой коррозионной стойкостью и рассеивающей способностью, и его широко используют дляцинкования изделий сложной формы в стационарных, колокольных ибарабанных ваннах.
Но цианистые электролиты, кроме отмеченныхвыше недостатков, очень ядовиты, и обращаться с ними необходимоосторожно.Для замены токсичных цианистых электролитов разработаны и получили широкое применение цинкатные, аммиакатные электролиты.Цинкатные электролиты неядовиты, просты по составу и дешевы. Ониобладают высокой электропроводностью и хорошей рассеивающей способностью.Их применяют для цинкования деталей сложной формы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
