Электролитическое наращивание

/ Литература / Устройство и ремонт тепловозов / Электролитическое наращивание

Процесс электролитического наращивания основан на электролизе, т. е. способности металла осаждаться на катоде при прохождении постоянного тока через электролит. В ванну с электролитом, содержащим металл покрытия, опускают деталь, поверхность которой необходимо нарастить. На ванне укрепляют и соответствующим образом изолируют от нее три штанги, две крайние из них присоединяют к положительному, а среднюю - к отрицательному выводу электрической машины. На средней штанге, на подвеске, укрепляют деталь (катод), а на крайних штангах - металл покрытия (анод).

Известно, что при растворении в воде электролиты диссоциируют, т. е. распадаются на ионы. При прохождении тока через растворы электролитов ионы двигаются к электродам (катоду и аноду). При этом положительно заряженные ионы (катионы) направляются к отрицательному электроду - катоду, а отрицательно заряженные (анионы) - к положительному электроду (аноду). На электродах ионы или совсем теряют заряд, выделяясь в виде нейтральных атомов, или изменяют заряд, образуя новые химические соединения. В результате на катоде осаждается металл покрытия (из раствора солей и щелочей) и выделяется водород (из солей кислот и воды). Количество выделенных при электролизе веществ пропорционально току и времени его прохождения.

В качестве электролита применяют: при хромировании - водный раствор хромового ангидрида (150.250 г/л) и серной кислоты (1,5.2,5 г/л); при осталивании - водный раствор хлористого железа (200 г/л) и соляной кислоты (0,6.0,8 г/л). При хромировании анодами служат свинцовые пластины с добавкой до 8 % сурьмы для повышения механической прочности (нерастворимый анод), а при осталивании - стальные пластины из малоуглеродистой стали (растворимый анод).

В ремонтной практике наибольшее распространение получили хромирование и осталивание. Меднение и никелирование применяют значительно реже и главным образом для вспомогательных целей.

Хромирование. Технологический процесс хромирования состоит из трех этапов: подготовки детали (механическая обработка, изоляция мест, не подлежащих покрытию, монтаж детали на подвеске, обезжиривание и промывка, декапирование), собственно хромирования и обработки после покрытия.

Механическая обработка детали (шлифование и полирование) необходима для придания поверхности правильной формы, иначе при отложении хрома на поверхности детали будут «скопированы» все неровности и изъяны.

Изоляция мест, не подлежащих хромированию, осуществляется целлулоидной лентой, цапонлаком (целлулоид, растворенный в бензине), бакелитовым лаком, резиновыми чехлами, клеем ГЭН- 150В и т. п. Отверстия, имеющиеся в детали, закрывают свинцовыми пробками, чтобы избежать искривления силовых линий у отверстий. Перед изоляцией деталь обезжиривают промывкой в бензине.

Обезжиривание и промывка производятся для лучшего соединения хрома с наращиваемыми поверхностями детали. Предварительное обезжиривание ведется одним из химических способов, а затем электролитическим способом. В последнем случае деталь подвешивают в ванну с водным раствором едкого натра концентрацией 70. 100 г/л, в который добавлено 2.3 г/л жидкого стекла. В процессе электролиза на катоде происходит интенсивное выделение пузырьков газа (водорода), срывающего с поверхности детали жировую пленку, одновременно с этим идут и процессы омыления и эмульгирования жиров.

После обезжиривания деталь промывают горячей или холодной водой для удаления остатков раствора. Качество обезжиривания проверяют по смачиваемости поверхности детали водой.

Декапирование - это процесс удаления тончайшей пленки окислов для получения активной поверхности металла, необходимой для его прочного сцепления с покрытием. Декапирование проводят в течение 1 мин в отдельной ванне или в ванне с электролитом для хромирования, при этом деталь служит анодом, а свинцовая пластина - катодом.

Хромирование ведется до получения необходимого слоя на детали в ванне с электролитом при соответствующем режиме (определенной плотности тока и температуре электролита). Практически толщина наращиваемого слоя хрома при ремонте ограничивается 0,1. 0,2 мм. Слой большей толщины непрочен и имеет структуру низкого качества. Хромовые осадки делятся на гладкие и пористые. Гладким хромом обычно наращивают детали с неподвижными посадками, а пористым - детали трения (поршневые кольца и пальцы, гильзы цилиндров и т. п.). Поры хорошо удерживают масляную пленку, которая предохраняет трущиеся поверхности от сухого и граничного трения.

Преимущества хромирования: возможность наращивания как термически обработанных, так и необработанных деталей без нарушения структуры основного металла, так как процесс ведется при температуре не более 70 °С; высокая твердость хромового покрытия, а у пористого хрома, кроме того, высокая износоустойчивость; хорошая сопротивляемость действию кислот и сернистых соединений, жаростойкость (допускает нагрев до 500 °С).

Недостатки хромирования: длительность процесса и сложность подготовительных операций; возможность восстановления деталей только с относительно небольшим износом, так как при толщине слоя более 0,3 мм осадок хрома становится непрочным; малая производительность (за 1 ч работы ванны наращивается слой 0,015.0,03 мм) и относительно высокая стоимость.

Осталивание. Технологический процесс осталивания (железне-ния) имеет много общего с процессом хромирования. Он также состоит из трех этапов: подготовки, покрытия и последующей обработки детали. Осталивание применяют для восстановления деталей с неподвижной посадкой без дополнительной термической обработки, создания подслоя (при восстановлении деталей с большим износом) при последующем хромировании и восстановления деталей с последующей термообработкой поверхностного слоя.

Преимущества осталивания: сохранение структуры металла детали, так как процесс ведется при температуре не более 100 "С;

возможность получения достаточно твердого слоя без термообработки (при необходимости осталенные детали могут быть подвергнуты цементации, закалке и отпуску); возможность восстановления деталей с относительно большим износом (толщина наращиваемого слоя - 5 мм и более); высокая производительность процесса - примерно в 8. 10 раз выше, чем при хромировании; более низкая стоимость процесса, так как при осталивании применяют менее дефицитные и более дешевые материалы, чем при хромировании.

Недостатки осталивания: сложность подготовительных операций; необходимость частой фильтрации и систематической корректировки электролита; трудность подбора материала ванн и необходимость подогрева электролита.

⇐ | Металлизация | | Устройство и ремонт тепловозов | | Сварка и наплавка | ⇒