28.Восстановление деталей электролитическими покрытиями.

Гальванические покрытия широко применяются в ремонтном произ­водстве. Они имеют ряд преимуществ перед наплавкой металлов: про­цесс не вызывает структурных изменений в металле детали, так как практически отсутствует нагрев детали; процесс позволяет восстанав­ливать незначительные износы с минимальным припуском на меха­ническую обработку, одновременно восстанавливать большое количест­во деталей; процесс поддается механизации и автоматизации.

Схема установки для -электролитического

осаждения металла: 1 - анод; 2 - катод (деталь); 3 - ванна; 4 - электролит

В основу процесса положен электролиз металлов. При прохождении постоянного электрического тока через электроды, опущенные в элек­тролит, в последнем образуется положительно и отрицательно заряжен­ные ионы (рис. 3.1.). Ионы несущие положительный заряд (катионы), перемещаются к отрицательному элек­троду - катоду, а ноны, несущие отрица­тельный заряд (анионы), движутся к по­ложительному электроду- аноду. Дости­гая поверхности электродов, ионы разря­жаются, превращаясь в нейтральные атомы. При этом на аноде происходит растворение металла (переход его в раствор) с выделением кислорода, на катоде выделяется металл и водород.

По закону Фарадея теоретически ко­личество металла, выделяющегося на ка­тоде, определяется по формуле:

g = C·J·t, гр

где

С - электрохимический эквивалент, выделяющегося на катоде ве­щества, г/а. ч. (для хрома 0,323, для железа 1,043, для никеля 1,095 и для меди 1,186);

J - сила тока, A;

t - продолжительность электролиза, ч. Но так как на катоде одновременно с осаждением металла выделяется водород и могут протекать другие процессы, то фактически осажденного металла будет меньше теоретически возможного. Отношение действи­тельно полученного на катоде металла g_д к теоретически возможному называется катодным выходом металла по току, который выражается в Процентах:

η=g_д/g_m·100%

Физический смысл выхода металла по току заключается в том, что он представляет собой коэффициент использования электрического тока. Например, при хромировании η = 10. ..18%, при железнении η =85...95%.

В ремонтном производстве получили распространение процессы электролитического наращивания хрома (хромирование), железа (железнение), реже никеля (никелирование), меди (меднение), цинка (цин­кование).

29. Хромирование. Технологический процесс хромирования. Область применения. Электролиты. Оборудование.

Хромирование - электролитический процесс получения хрома для компенсации износа, а также использования его в качестве антикор­розийных и декоративных покрытий. Восстановление изношенных автотракторных деталей хромированием получило распространение благодаря тому, что покрытия имеют высокую твердость (Нц = 4000...12000 МПа), большую износостойкость, которая в 2...3 раза превышает износостойкость закаленной стали 45. Электролитичес­кий хром обладает также высокой кислостойкостью и теплостой­костью.

Наряду с достоинствами следует отметить и недостатки: плохая сма­чиваемость покрытия маслом, сравнительно низкая производительность процесса (не более 0,03 мм/ч) из-за низкого электрохимического экви­валента и малых значений выхода по току, невозможность восстанов­ления деталей с большим износом (более 0,3...0,4 мм), сравнительно высокая стоимость.

В качестве электролита при хромировании применяется водный раствор хромового ангидрида (СгО3) и серной кислоты. Концентрация серной кислоты должна соответствовать H2SO4:CrO3 = 1:100. В ремонт­ной практике применяются разные электролиты: Разведенный, универсальный, концентрированный.

Для приготовления электролита необходимое количество СгО3 за­гружают в ванну и заливают подогретой до 50...60°С водой

Разведенный электролит характеризуется лучшей рассеивающей способностью и более высоким выходом по току. (Рассеивающая способ­ность - это равномерность распределения металла по покрываемой поверхности). Покрытия, полученные с использованием разведенного электролита, обладают наибольшей твердостью и износостойкостью. Этот электролит применяют для получения износостойких покрытий и восстановления изношенных деталей.

Концентрированный электролит обладает низким выходом по току и плохой рассеивающей способностью. Покрытия, полученные с исполь­зованием концентрированных электролитов, плотные и менее напряженные. Хромированные защитно-декоративные покрытия наносятся на детали сложной конфигурации.

Универсальный электролит позволяет получать как твердые, изно­состойкие покрытия, так и покрытия защитно-декоративные.

Технологический процесс хромирования включает подготовитель­ные операции, хромирование, обработку деталей после хромирования.

Подготовительные операции выполняют в такой последователь­ности:

- механическая обработка поверхностей, подлежащих хромирова­нию, для выведения следов износа и получения правильной геометри­ческой формы;

- промывка деталей в органических растворителях (бензине, ке­росине, бензоле, трихлорэтане и др.);

- монтаж деталей на подвеску;

- электролитическое обезжиривание в растворе: едкий натр (NaOH) - 30...50 г/л, кальцинированная сода (Na2SiO3) - 10...20 г/л при температуре электролита 60...70°С и плотности тока 5...15 А/дм2, время выдержки на катоде 2...3 мин, на аноде 1...2 мин;

- промывка в горячей (60...80°С), а затем в холодной воде;

- изоляция мест, не подлежащих хромированию, перхлорвиниловым лаком, лаком АК-20, целлулоидом, винипластом, изоляционной хлорвиниловой лентой и др.;

-декапирование (травление) - процесс обработки в хромовом электролите в течении 30...90 с при плотности тока 25...40 А/дм². Наз­начение декапирования окончательное удаление с поверхности деталей окислов, образующихся во время переноса деталей из одной ванны в другую и выявления структуры основного металла.

Внутренняя поверхность ванны хромирования футеруется листовым свинцом или эпоксидной смолой. Электролит подогревается паром или водой до определенной температуры. Источником тока являются генера­торы низкого напряжения АНД 500/250, АНД 750/375, АНД 1000/500, выпрямители типа ВСМР, ВАГГ, ВАКГ.