Пантелеенко Ф.И. и др. - Восстановление деталей машин (1038481), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Подобный электролит отличается повышенными стабильностью и выходом по току. Катодная плотность тока при хромировании в таких условиях 35...100 А/дм, а выход по току 2 35...40 Т. При использовании хлоридных электролитов выход по току достигает 55...60 %. Малоконцентрированный электролит № ! отличается лучшей рассеивающей способностью и удовлетворительным выходом по току. Покрытия, полученные в нем, характеризуются высокой твердостью и износостойкостью. Однако электролит нуждается в частом добавлении хромового ангидрида.
Электролит № 2 называют универсальным, с его помощью получают как твердые износостойкие покрытия, так и покрытия с хорошими защитно-декоративными свойствами. Концентрированный электролит № 3 используют при защитно-декоративном хромировании деталей сложной формы. Ему свойственны низкий выход по току и плохая рассеивающая способность. Электролит № 4 является саморегулирующимся, хотя он не получил широкого распространения. Саморегулирующийся электролит № 5 обладает высоким выходом по току и скоростью осаждения хрома ~0,!8...0,50 мм/ч).
Однако для поддержания указанной температуры при высокой плотности тока требуется мощный холодильны Й аппарат. Во время хромирования на катоде одновременно протекают три процесса: восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного Сг"' + Зе = Сг", выделение водорода 2Н + 2е = Н2, осаждение металлического хрома Сг" + бе = Сг. На аноде выделяется газообразный кислород и окисляется трехвалентный хром до шестивалентного Сг'' — 3е = -- Сгб. Электролитический хром по внешнему виду бывает блестящий, молочный или серый.
Блестящий хром имеет высокие твердость (6000... 9000 МПа) и износостойкость, хрупкость и внутренние напряжения. На его поверхности видны под микроскопом мелкие пересекающиеся трещины. Молочный хром отличается повышенной износостойкостью, большой вязкостью и пониженной твердостью (4000...6000 МПа). Сетка трещин на нем отсутствует. Серый хром — очень твердый ~9000... !2 000 МПа) и хрупкий металл, имеющий из-за хрупкости пониженную износостойкость. При восстановлении деталей используют блестящие и молочные осадки.
Глава 3. РЕМОНТНЫЕ ЗАГОТОВКИ Иолучение осадков различных видов обусловлено условиями электролиза, Блестяшие покрытия получаются при температуре элек.гролита 45...65 'С, а молочные — при температуре = 65 'С в широком диапазоне плотностей тока. Серый хром получают при низкой температуре электролита и высокой плотности тока. Иористые износостойкие хромовые покрытия получаются в результате дополнительной анодной обработки после нанесения покрытия перед извлечением заготовок из ванны.
3.11.7. Цинкование 3.79. Состав электролитов и режимы аинкавання Номер электролита Компонент и параметр режима Сернокислый цинк, г/л Оксид Цинка, г/л Едкий натр, г/л Сернокислыи натрий, г/л Сернокислый алюминий, г/л Хлористый аммоний, г/л Декстрин, г/л Борная кислота, г/л Мездровый клей, г/л Иолиэтиленполиамин, г/л Тиомочевина, г/л Кислотность, рН Температура электролита, С Илотность тока, А/дм~ 12...15 50...100 30...
50 200...300 5,9...6,5 15...30 0,5... 1,5 3,5 15...25 Цинковые покрытия характеризуются пластичностью и невысокой твердостью (500...600 МИа). Их применяют для зашиты деталей из черных металлов от коррозии и для восстановления поверхностей отверстий малонагруженных деталей. Электролиты Цинкования приведены в табл. 3.79. Аноды иинкования выполняют из Цинка ЦО, Ц! и $Я. )ЛЕКТРОЛИЗ В ПРОЦЕССАХ СОЗДАНИЯ РЕМОН'!'! !ЫХ ЗАГО ГОВОК 429 В восстановительном производстве применя~от кислые (№ !) и щелочные (№ 2 и 3) электролиты.
В свою очередь, электролит № 2 является цннкатным, а электролит № 3 — аммиакатным. Для увеличения плотности гока электролит перемешивают. Кислые электролиты обладают плохой рассеивающей способностью, а покрытия, полученные из них, меньшей коррозионной стойкостью, чем полученные в щелочных электролитах. В го же время кислые электролиты более долговечны и допускают применение токов большей плотности с выходом по току, близким к единице. Сейчас чаще применяют щелочные цинкатный (№ 2) и аммиакатный (№ 3) электролиты.
Они просты по составу, дешевы, обладают высокой ~лектропроводностью и хорошей рассеивающей способностью. При создании ремонтных заготовок распространено электроконгактное цинкование в электролите, содержащем 280...300 г/л сернокислого цинка и 20...40 г/л борной кислоты. Процесс начинают при плотности тока 30...50 А/дм', которую постепенно доводят до 200 А/дм'. Скорость перемещения анодного тампона относительно восстанавливаемой поверхности 10 м/мин.
Мелкие крепежные детали цинкуют во вращающихся колокольных нли барабанных ваннах. Частота их вращения 8...15 об/мин. 3.11.8. Гальванические композиционные покрытия Активно внедряется в восстановительное производство нанесение гальванических композиционных хромовых, никелевых и железных покрытий. Возможно получение композиционных слоев из многих известных электролитов в присутствии мелкодисперсных порошков полимеров, карбидов, оксидов, боридов и др.
При максимальной концентрации порошков в электролитах можно получить до 30...40% гетерогенности покрытий, что положительно сказывается на их физико-механических и эксплуатационных свойствах. Технология электроосаждения позволяет получать композиционные покрытия толщиной > 100 мкм с возможным регулированием их структуры и свойств. При нанесении композиционных электрохимических покрытий на основе хрома используют ультрадисперсные алмазные добавки размером - 4 нм, массовая доля которых в покрытии достигает 2 %.
Добавки обеспечивают большой эффект упрочнения. На режимах блестящего хромирования частицы модификатора внедряются в покрытие в виде скоплений размером 100...200 нм. Возможно, что это связано с агрегатированием частиц под действием ионных сил электролита. Глава 3. РЕМОНТНЫЕ ЗАГОТОВКИ 'ЭЛЕКТРОЛИЗ В ПРОЦЕССАХ СОЗДАНИЯ РЕМОНТНЫХ ЗАГОТОВОК 431 На рабочие поверхности деталей, работающих в жестких условиях коррозионно-механического изнашивания, целесообразно наносить тонкие полимерные пленки. Это способствует снижению изнашивания на 45...48 'Ъ такого материала по сравнению с базовым покрытием при трении в условиях граничной смазки, износ контртела при этом уменьшается в 1,5...3,0 раза.
3.11.9. Микродуговое оксидирование Микродуговое оксидирование основано на использовании особенностей электрохимических и микроплазменных процессов и позволяет получать на поверхности вентильных металлов (алюминия, титана, циркония, тантала и др.) оксидные покрытия. В восстановительном производстве нашло применение микродуговое оксидирование деталей из алюминиевых сплавов (Д16Т, АМг, АМц и др.). На поверхности деталей формируются керамические покрытия, в состав которых входят оксиды аА120з . уА120з. Толщина покрытий достигает 60 мкм, а шероховатость поверхности Ла 0,63 мкм. В ряде случаев механическую обработку после нанесения покрытий не проводят.
При микродуговом оксидированни используют три вида электролитов: 1) растворы кислот или щелочей, в которых преобразование слоев металла направлено вглубь за счет его окисления; 2) растворы жидкого стекла, анионы которого формируют покрытие, растущее наружу„ 3) смесь растворов первого и второго видов, где покрытие формируется как вглубь металла, так и наружу за счет окисления металла и осаждения анионов. Наиболее перспективным оказался электролит третьего вида из щелочи КОН (0,5...3,0 г/л) и жидкого стекла На2%0з (6...20 г/л). Температура электролита 40...50 'С, его кислотность рН = 7...12, плотность тока 10...25 А/дм, а продолжительность процесса 1,5...2,0 ч.
Анодная составляющая напряжения на третьей — восьмой минутах должна быть - 200 В„ а катодная -60 В. По мере протекания процесса анодная составляющая напряжения должна возрастать. В этом случае можно восстанавливать малоизношенные детали и упрочнять их большую номенклатуру. Микротвердость покрытий 5 000...11 000 МПа, а их износостойкость в несколько раз превышает износостойкость неупрочненных сплавов. Для восстановления деталей из сплава АЛ9 применяют электролит состава: 0,9...1,1 КОН, 10...14 г/л Иа2%Оз. При плотности тока 25...
30 А/дм" скорость осаждения покрытия достигает 30...50 мкм/ч. Расстояние между электродом и деталью 10...15 мм. После 2 ч нанесения покрытия и снятия внешнего рыхлого слоя остается твердое покрытие толщиной 50 мкм. По причине значительного тепловыделения при микродуговом оксидировании электролит может нагреться до кипения, поэтому ванну снабжают рубашкой водяного охлаждения. При испарении электролита его уровень повышают добавлением дистиллированной воды. Механическую обработку покрытий ведут абразивным инструментом на эластичной связке. 3.11ЛО. Средства интенсификации ироцессов нанесения иокрытий Скорость электрохимической реакции определяется массой осажденного металла или ростом толщины покрытия в единицу времени. Последний показатель ~„мм/ч, найдем, если разделим обе части выражения (3.47) на ~: Ь СВ„а У= — = 10у (3.53) Электрохимический эквивалент С и плотность у зависят от природы осаждаемого металла и для каждого металла постоянны.
Таким образом, производительность гальванического процесса будет тем выше, чем выше плотность тока и выход металла по току. Имеются два основных направления повышения качества и производительности процесса: — совершенствование и разработка новых электролитов и технологических процессов, способствующих повышению О„и а; — сокращение числа подготовительных и заключительных операций. Как средство повышения производительности процесса (за счет повышения катодной плотности тока) и качества покрытий применяют: новые электролиты, принудительную циркуляцию электролита в зоне электролиза и повышение его температуры, нестационарные токи, наложение на зону осаждения покрытия ультразвуковых колебаний или электромагнитного поля (в том числе с переменной напряженностью), изменение давления на зеркало ванны, механическое и гидроабразивное активирование.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
