- •С.Ю. Жачкин восстановление деталей машин композитным хромовым покрытием
- •Воронеж 2009
- •Введение
- •1.2. Характеристики электролитов, используемых при восстановлении деталей хромированием
- •1.3. Способы, применяемые для интенсификации процесса восстановления с одновременным повышением качества покрытий
- •1.3.1. Стандартные комбинированные покрытия
- •1.3.2. Покрытия, получаемые с одновременным механическим воздействием на деталь
- •1.4. Область применения восстановления хромированием
- •2.Теоретические вопросы восстановления гальваническим хромом по методу гко
- •2.1. Теория осаждения гальванического хрома
- •2.2. Теоретические предпосылки разработки метода гко
- •2.3. Особенности моделирования механического контакта при восстановлении методом гальвано контактной обработки
- •2.4. Методы корректировки механических параметров при гальваноконтактном восстановлении
- •3. Расчет режимов технологического процесса восстановления деталей гальвано контактным методом.
- •3.1. Расчет электрических и химических параметров
- •3.2. Расчет механических параметров обработки
- •3.3. Приготовление и корректировка рабочих сред
- •3.4. Расход рабочей среды
- •3.4.1. Пути уменьшения уноса электролита
- •4. Оборудование для применения метода
- •4.1. Ванны
- •4.2. Источники питания
- •4.3. Схемы электрических соединений
- •4.4. Регулирующая аппаратура
- •4.5. Оборудование для очистки электролита
- •4.6. Вентиляция
- •4.7. Специальное оборудование
- •5. Исследование физико-механических свойств получаемых покрытий
- •5.1. Исследование влияния режимов гко на наводороживание основного металла
- •5.2. Исследование влияния режимов гко на микротвердость покрытий
- •5.3. Исследование влияния основных показателей гко на остаточные напряжения в покрытии
- •5.4 Экспериментальные исследования остаточных напряжений в покрытии при восстановлении деталей методом гко
- •6. Влияние технологии восстановления на эксплуатационные характеристики деталей
- •6.1. Методика исследований
- •6.2. Исследование коррозионной стойкости покрытия
- •6.3. Исследование износостойкости покрытий
- •6.4. Исследование отражательной способности
- •6.5. Исследование герметичности покрытий
- •7. Опыт использования результатов в производстве
- •7.1. Особенности восстановления различных типов поверхностей
- •7.2 Типовые детали, восстанавливаемые методом гко
- •7.2.1. Восстановление штоков амортизаторов шасси
- •7.2.2. Восстановление штоков гидропневморегулирующей
- •7.2.3. Восстановление силовых гидравлических штоков
- •7.2.4. Восстановление штамповой оснастки
- •7.3. Технологические показатели процесса восстановления методом гко
- •7.4. Типовой технологический процесс восстановления деталей методом гко
- •7.5. Организация гальванического восстановительного участка
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
1.3. Способы, применяемые для интенсификации процесса восстановления с одновременным повышением качества покрытий
1.3.1. Стандартные комбинированные покрытия
Электрохимические хромовые покрытия, применяемые в производстве и ремонте машин, можно классифицировать по целому ряду признаков. Однако наиболее часто их рассматривают как однослойные монометаллические (или «чистые»), комбинированные электрохимические покрытия и сплавы [43; 64]. Комбинированные электрохимические покрытия по характеру формируемой структуры осадка в процессе электролиза разделяются на слоистые комбинированные электрохимические покрытия (СКЭП) и композиционные электрохимические покрытия (ККЭП). Слоистые комбинированные покрытия делятся на полиметаллические, образующиеся путем последовательного осаждения осадков, отличающихся по химическому составу (ПСКЭП), и монометаллические покрытия, образующиеся путем последовательного осаждения осадков, имеющих один и тот же или незначительно отличающийся химический состав (МСКЭП).
Рис.1.2. Изменение активности осадков хрома в зависимости от продолжительности хромирования в универсальном
сульфатном (График 1) и саморегулирующемся
сульфатно-кремнефторидном (График 2) электролитах.
Композиционные комбинированные электрохимические покрытия (ККЭП) разделяются на однослойные (ОККЭП) и многослойные композиционные комбинированные электрохимические покрытия (МККЭП). В свою очередь, многослойные композиционные комбинированные электрохимические покрытия делятся на полиметаллические (ПМККЭП) и монометаллические (ММККЭП).
Комбинированные покрытия придают поверхностям деталей такие ценные качества, как стойкость против изнашивания, коррозии, температурных воздействий, а также декоративный вид. Ввиду этого масштабы использования комбинированных покрытий в производстве все время возрастают.
Под монометаллическим слоистым комбинированным электрохимическим покрытием следует понимать покрытие, состоящее из двух и более одинаковых по химическому (или незначительно отличающихся) составу осадков, но отличающихся друг от друга характером формируемой структуры: хром молочный (мол) + хром блестящий (Б); хром матовый (М) + хром зеркально блестящий (ЗБ) и т. д. [39].
Слоистые монометаллические комбинированные электрохимические покрытия (МСКЭП) можно получить в одной или нескольких ваннах (установках) при изменяющихся параметрах процесса. В том случае, если изменяются температура электролита и его состав, то для получения покрытия нужного качества необходимо иметь в цеху несколько ванн (установок). МСКЭП можно получить, изменяя один или несколько параметров одновременно. Из практики работы гальванических цехов известно, что резкое изменение параметров процесса приводит к растрескиванию, отслаиванию, шелушению и другим видам брака [37]. Поэтому параметры процесса необходимо изменять плавно, чтобы обеспечить получение осадков, характеризующихся постепенным переходом от одной структуры к другой.
Композиционные комбинированные электрохимические покрытия представляют собой электролитические осадки, в состав которых входят различные инородные включения. Они могут быть однослойными и многослойными. ККЭП совмещают в себе свойства электрохимически осажденных металлов (электро- и теплопроводность, износостойкость, пластичность и др.), а также металлов и неметаллов (жаростойкость, химическая стойкость, твердость и др.), которые могут быть включены в осадок при наложении поляризующего тока.
Технология получения ККЭП, главным образом для хромирования, железнения и никелирования, беспрерывно совершенствуется. ККЭП имеют неоспоримые преимущества перед «чистыми» и комбинированными слоистыми электрохимическими покрытиями. Появляется возможность более широкого использования керамических, металлокерамических и других естественных и искусственных химических соединений и простых веществ, а также природных пылевидных материалов (пылевидных кварцев — маршалита, речного песка, слюды, каолина и т. д.) [74]. ККЭП можно получать при низких температурах, что исключает воздействие их на физико-механические свойства материала, из которого сделана деталь, и т. д. [74]. Несмотря на незначительное включение вещества второй фазы в матрицу влияние мелкодисперсных частиц на физико-механические свойства осадка велико [43]. В последнее время появилось сообщение [64] о том, что удалось получить ККЭП на основе хрома с включением в осадок 12—18% мелкодисперсных частиц, и освоено восстановление 18 наименований деталей. Износостойкость покрытий при этом ниже, чем это теоретически и практически доказано для других ККЭП.
Монометаллические КЭП на основе хрома используются для восстановления и упрочнения деталей машин, работающих в агрессивных средах и в условиях интенсивного изнашивания, для ускорения и улучшения приработки трущихся пар [42], повышения стойкости деталей против коррозии. В случае, когда эти покрытия используются для защиты деталей от коррозии и повышения износостойкости, коррозионная стойкость их возрастает в 2—3 и более раза, а износостойкость в 10 и более раз. [64].
Композиционные хромовые покрытия позволяют повысить износостойкость в 20 и более раз, при этом усталостная прочность хромированных образцов снижается приблизительно на 10% [74].