Восстановление поверхностей методом гальванического наращивания. Классификация, технология. Электролитическое хромирование, осталивание деталей.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ ГАЛЬВАНИЧЕСКИМ НАРАЩИВАНИЕМ

Гальваническое наращивание металла на поверхность детали основано на процессе электролиза. Под действием посто­янного электрического тока, поступающего в электролит через проводники-электроды, положительно заряженные ионы (катио­ны) движутся к катоду, а отрицательно заряженные ионы (анио­ны) - к аноду (рис. 10.14).

При электроосаждении металлов, стоящих в ряду напряжений выше водорода, одновременно с ними происходит выделение во­дорода, который в большинстве случаев ухудшает качество по­крытий, придавая им хрупкость, и увеличивает продолжитель­ность электролиза, так как часть электрической энергии расходу­ется на его выделение Восстановление деталей гальваническими покрытиями обладает следующими достоинствами в сравнении с другими способами восстановления:

отсутствием термического воздействия на детали, вызывающего в них нежелательные изменения структуры и механических свойств;

получением с большой точностью заданной толщины покрытий, что позволяет снизить до минимума припуск на последующую механическую обработку и ее трудоемкость;

осаждением покрытий с заданными непостоянными по толщине физико-механическими свойствами;

одновременным восстановлением большого числа деталей, что снижает трудоемкость и себестоимость ремонта единицы изделия; автоматизацией технологического процесса.

Гальванические и химические покрытия классифицируют по назначению, способу получения и характеру защиты. По назначению их делят на покрытия для компенсации износа, защиты, защитно-декоративные и специальные покрытия. Назначение первых — обеспечить возможность повторного использования деталей в результате компенсации износа их рабочих поверхностей. Основная цель защитного покрытия — защита поверхности от атмосферной коррозии. Защитно-декоративные покрытия защищают детали от коррозии и придают им эстетический вид. Специальные покрытия применяют для придания деталям поверхностной твердости, износо- и жаростойкости, отражательной способности, электропроводности, изоляционных и других специальных свойств.

Хромирование

Данный способ ремонта относится к ремонту деталей гальваническим наращиванием, основанным на процессе электролиза. Под действием постоянного тока, поступающего в электролит ч/з проводник. В результате на катоде выделяются металл и Н2, а на аноде кислотные и водные остатки.

Кол-во вещ-ва.выделяемого на катоде:

,

где С-электрохим эквивалент; I-сила тока; Т-время эликтролиза.

Средняя толщина металла, осажденного на катоде:

где Dк-плотность тока; a-выход металла по току; r-плотность осажденного металла.

Хромирование применяется при восстановлении размеров, получении декоративных коррозионностойких и износостойких покрытий. После хромирования снижается усталостная прочность. Различают хром гладкий по накатке и пористый. Гладкий по накатке следует применять в условиях достаточной смазки при небольших скоростях. А пористый – в условиях граничного трения. Электрохим-ое осаждение хрома отличается по составу электролита и по условию протекания процесса. Хромовый ангидрид растворяется в дистиллированной воде и после отстаивания переливается в ванну, в которую затем добавляют серную кислоту. При хромировании применяют нератстворимые аноды из свинцово-алюминиевого сплава. Величина зазора м/у деталью и анодом должно быть не менее 30 мм, а между деталью и дном ванны – не менее 50 мм.

Хромовые покрытия разделяют на 3 вида:

1) молочные – наиболее мягкие и вязкие без трещин и обладают большой износостой-тью;

2) блестящие – отличаются высокой плотностью, износо-тью, хрупкостью и имеют на пов-ти мелкую сетку трещин;

3) матовые – имеют повышен твердость и хрупкость, низкую износостойкость и наличие трещин на пов-ти.

Преимущества: высокая прочность сцепления, высокая износостойкость, химич стойкость.

Недостатки: длительность процесса электролиза, его сложность, трудоемкость, ограниченная толщина покрытия, высокая себестоимость.

Электролитическое осталивание

При прохождении пост тока низкого напряжения ч/з раствор солей железа происходит осаждение на катоде электролитического железа. Прочность и твердость осаждаемого слоя приближается к свойствам углеродной стали, поэтому процесс назвали осталиванием. Для электролит-ого осталивания прмен-ся несколько типов электролитов: хлористые, бор-хлористо-водородные на основе железа. Для осталивания примен холодные и горячие электролиты. Аноды изготовляются из малоуглерод стали. Для приготовления электролит очищают, загружают в раствор НСL c дистиллированной водой. Затемзасыпают остальные соли. И после осталивания 12…18 ч фильтруют и корректируют кислотность и содержание железа. Введение хлористого натрия обеспечивает снижение напряжения, уменьшение испарения электролита и повыш твердость покрытия. А введение хлористого марганца – увеличивает сцепление.

В зависимости от состава электролита и режима осталивания получают мягкие покрытия с твердостью, соответствующей углеродистой незакаленной стали (НВ 120—220), и твердые покрытия с твердостью, соответствующей зака­ленной стали (НВ 250—600).

Преимущества: исходные материалы, входящие в состав электролита, дешевы; выход металла по току составляет 75…95%; скорость осаждения металла и толщина покрытия значительно выше, чем при хромировании; механическую обработку покрытия после осталивания производят при обычных режимах резания; процесс осталивания легко регулируется и может быть автоматизирован.

Недостатки: высокая коррозионная активность электролита; сложность техпроцесса; необходим-ть частой фильтрации электролита.