загрузка...
загрузка...
На головну

ТЕМА 14. Відновлення деталей гальванічним покриттям.

  1. Арон А.В. Довідник з проектування деталей
  2. Болт затягнутий, зовнішнє навантаження розкриває стик деталей
  3. Залежно від посадки деталей на вал
  4. Взаємозамінність гладких циліндричних деталей
  5. Відновлення аналізу мовного ряду
  6. Відновлення в попередній стан
  7. Відновлення гідроізоляції і вологісного режиму

Навчальні питання:

1. Сутність процесу нанесення гальванічних покриттів.

2.Технологіческій процес нанесення гальванічних покриттів.

3.Хромірованіе деталей.

4.Железненіе деталей.

5.Електролітіческое і хімічне нікелювання.

6.Електролітіческое натирання.

7.Защітно- декоративні покриття.

8.Організацію робочих місць і техніка безпеки.

1. Сутність процесу нанесення гальванічних покриттів.

У авторемонтному виробництві при відновленні деталей знайшли широке застосування гальванічні і хімічні процеси. Вони застосовуються для компенсації зносу робочих поверхонь деталей, а також при нанесенні на деталі протикорозійних і захисно-декоративних покриттів.

З гальванічних процесів найбільш широко застосовуються хромування і железнение, а також нікелювання, цинкування і меднение. Застосовуються також хімічні процеси; хімічне нікелювання, оксидування і фосфатування.

Гальванічні покриття отримують з електролітів, в якості яких застосовують водні розчини солей тих металів, якими необхідно покрити деталі.

Катодом при гальванічному; осадженні металів з електролітів є відновлювана деталь анодом - металева пластина.

Застосовують два види анодів: розчинні і нерозчинні. Розчинні аноди виготовляють з металу, який осідає на деталі, а нерозчинні - зі свинцю.

При проходженні постійного струму через електроліт на катоді розряджаються позитивно заряджені іони і, отже, виділяються метал і водень. На аноді при цьому відбуваються розряд негативно заряджених іонів і виділення кисню. Метал анода розчиняється і переходить в розчин у вигляді іонів металу замість виділилися на катоді.

Товщина гальванічних покриттів на поверхні деталі зазвичай виходить нерівномірною. Причиною цього є незадовільна рассеивающая здатність електролітів.

Під розсіює здатністю електроліту розуміють його властивість забезпечувати отримання рівномірних по товщині покриттів на деталях. Чим вище рассеивающая здатність електроліту, тим більше рівномірними по товщині виходять покриття на деталях.

Розсіюючої здатність електроліту може бути підвищена за рахунок зміни складу електроліту. Електроліти з малою концентрацією основної солі мають більш високу розсіюють здатність. Більш рівномірний по товщині покриття може бути також отримано при застосуванні фігурних анодів, які копіюють форму деталі; за рахунок раціонального розміщення анодів щодо катода; постановкою додаткових катодів і струмонепровідних екранів.

Металеві покриття, отримані в гальванічних ваннах, мають кристалічну будову. Однак їх кристалічна решітка в значній мірі перекручена. Причинами цього є велика внутрішня напруга і впровадження водню, що виділяється на катоді.

На величину внутрішніх напружень та інші властивості покриттів великий вплив мають режим їх нанесення і складу електроліту. Змінюючи режим електролізу і склад електроліту, можна управляти якістю гальванічних покриттів.

2. Технологічний процес нанесення гальванічних покриттів.

Процес нанесення покриттів на деталі включає в себе три групи операцій - підготовку деталей до нанесення покриття, нанесення покриття та обробку деталей після покриття.

Підготовка деталей до нанесення покриття включає наступні операції: механічну обробку поверхонь, що підлягають нарощуванню; очистку деталей від окислів і попереднє знежирення; монтаж деталей на підвісне пристосування; ізоляцію поверхонь, що не підлягають покриттю; знежирення деталей з наступним промиванням у воді; анодний обробку (активацію).

Попередня механічна обробка деталей має на меті надати відновлюваних поверхонь правильну геометричну форму. Проводиться ця обробка відповідно до рекомендацій по механічній обробці відповідного матеріалу.

Очищення деталей від окислів з метою "оживлення" поверхні виробляють шляхом обробки шліфувальною шкуркою або м'якими колами з полировальной пастою. Попереднє знежирення деталей виробляють шляхом промивки в розчинниках (уайт-спірит, діхлоретане, бензині та ін.).

При монтажі деталей на підвісне пристосування необхідно забезпечити їх надійний електричний контакт з струмопровідної штангою, сприятливі умови для рівномірного розподілу покриття по поверхні деталі і для видалення бульбашок водню, що виділяються при електролізі. Для захисту поверхонь, що не підлягають нарощуванню, застосовують: цапонлак в суміші з нітроемаллю в співвідношенні 1: 2 (його наносять в декілька шарів при пошарової сушінні на повітрі); чохли з поліхлорвінілового пластикату товщиною 0,3 ... 0,5 мм; різні футляри, втулки, екрани, виготовлені з неелектропровідних кислотостойких матеріалів (ебоніт, текстоліт, вініпласт і т. п.).

Остаточне знежирення підлягають нарощуванню поверхонь деталей виробляють шляхом електрохімічної обробки в лужних розчинах наступного складу: їдкий натр -10 кг / м3, Сода кальцинована - 25 кг / м3, Тринатрийфосфат - 25 кг / м3, Емульгатор ОП-7 3 ... 5 кг / м3. Режим знежирення: температура розчину 70 ... 80 ° С; щільність струму 5 ... 10 А / дм; тривалість процесу 1 ... 2 хв.

Після знежирення деталі промивають в гарячій, а потім в холодній воді. Хмарно без розривів плівка води на знежиреної поверхні свідчить про хорошу якість видалення жирів. Активацію (анодний обробку) виробляють для видалення найтонших окисних плівок з поверхні деталі і забезпечення найбільш міцного зчеплень гальванічного покриття з деталлю.

Підвісне пристосування для хромування шийок під підшипники на провідній шестерні заднього моста автомобіля ГАЗ-53А:

1. токоподводящий штанга;

2. гачок;

3. гайка;

4. ізоляційна втулка;

5. хроміруемой поверхні;

6. захисний чохол.

Ця операція безпосередньо передує нанесення покриття.

При хромування анодний обробку виробляють в основному електроліті. Деталі завішують у ванну для хромування і для прогріву витримують 1 ... 2 хв без струму, а потім піддають обробці на аноді протягом 30 ... 45 с при анодної щільності струму 25 ... 35 А / дм. Після цього, не виймаючи деталі з електроліту, перемикають їх на катода і наносять покриття.

При Залізнення активацію також виробляють шляхом анодної обробки деталей в спеціальній ванні з 30% -ним водним розчином сірчаної кислоти протягом 2 ... 3 хв, при температурі 18 ... 25 ° С і анодної щільності струму: для сталевих деталей 60 .. .70 А / дм2, Для чавунних 10 ... 16 А / дм2 і для деталей з алюмінієвих сплавів 1 00 ... 120 А / дм2.

По завершенні активації деталі, що підлягають залізнення, промивають спочатку в холодній, а потім у гарячій воді при температурі 50 ... 60 ° С, де їх одночасно підігрівають до температури, близької до температури електроліту для залізнення. Підігріті деталі завантажують у ванну для залізнення і після витримки протягом 10 ... 20 з включають струм. Нарощування покриття на початку протягом 2 ... 5 хв ведуть при катодного щільності струму 1 ... 5 А / дм2, А потім поступово (протягом 2 ... 10 хв) підвищують щільність струму до величини, встановленої режимом.

Обробка деталей після нанесення покриття включає наступні, операції: нейтралізацію деталі від залишків електроліту; промивку деталей в холодній і гарячій воді; демонтаж деталей з підвісного пристосування і видалення ізоляції; сушку деталей; термічну обробку (при необхідності); механічну обробку деталей до необхідного розміру.

Цей порядок виконання заключних операцій зберігається при нанесенні покриттів з будь-яких електролітів, проте конкретні процеси мають деякі особливості.

Так, якщо деталіпіддаються хромування, то їх спочатку промивають у ванні з дистильованою водою (для уловлювання електроліту), а потім - - в проточній воді, після чого занурюють на 0,5 ...! мінв3 ... 5% -ний розчин кальцинованої соди (для нейтралізації залишків електроліту) і остаточно промивають в теплій воді. Потім деталі знімають з підвісних пристосувань, видаляють з них ізоляцію і сушать в сушильній шафі при температурі 120 ... 130 ° С. У деяких випадках для зняття внутрішніх напружень в хромових покриттях деталі проходять термообробку з нагріванням до 180 ... 200 ° С в масляній ванні і витримкою при цій температурі протягом 1 ... 2 год.

Після залізнення деталі промивають в гарячій воді, потім піддають нейтралізації від залишків електроліту в 10% -ому розчині каустичної соди при температурі 70 ... 80 ° С протягом 5 ... 10 хв, після чого знову промивають в гарячій воді і демонтують з підвісних пристосувань.

3. Хромування деталей.

З усіх гальванічних процесів, застосовуваних в авторемонтному виробництві, найбільш широке застосування отримало хромування, яке застосовується для компенсації зносу деталей, а також в якості антикорозійного та декоративного покриття. Широке застосування хромування пояснюється високою твердістю (НЦ = 4 ... 12ГПа) електролітичного хрому і його великий зносостійкість, яка в 2 ... 3 рази перевищує зносостійкість загартованої сталі 45. електролітичним хром має високу кислотостійкість і теплостійкість, а також міцно зчіплюється майже з будь-якими металами.

Поряд з достоїнствами процес хромування має і недоліки, до числа яких слід віднести: порівняно низьку продуктивність процесу (не більше 0,03мм / год) через малі значень електрохімічного еквівалента (0,324 г / А-ч) і виходу металу по струму (12 ... 15%); неможливість відновлення деталей з великим зносом, так як хромові покриття товщиною понад 0,3 ... 0,4 мм мають знижені механічні властивості; відносно високу вартість процесу хромування. Як електроліт при хромування застосовується водний розчин хромового ангідриду (СгОз) і сірчаної кислоти. Концентрація хромового ангідриду може змінюватися в електроліті в межах 150 .. .400 кг / м3. Концентрація сірчаної кислоти повинна відповідати відношенню №SO4: Сюз = 1: 100 [1: (80 ... 125)].

В процесі хромування на катоді відбуваються відновлення шестивалентного хрому (СгОз) до тривалентного (Спозі), відкладення металевого хрому і виділення водню. На аноді при цьому протікають окисні процеси: окислення тривалентного хрому до шестивалентного і виділення кисню.

Склад електроліту при експлуатації ванни хромування безперервно змінюється за рахунок витрати хромового ангідриду на відкладення металевого хрому, тому його необхідно періодично контролювати і коригувати.

Хромові покриття знижують міцність від утоми деталей на 20 ... 30%.

4. Залізнення деталей.

Залізненням називається процес отримання твердих зносостійких залізних покриттів з гарячих хлористих електролітів.

Як електроліт при Залізнення застосовують водний розчин хлористого заліза (рес1а2-4Н2О), що містить невелику кількість соляної кислоти (НС1), і деякі інші компоненти, які вводяться для підвищення міцності зчеплення покриття з деталлю (хлористий марганець МпС12-4Н2О) або для поліпшення зносостійкості (хлористий нікель NiCl-4H2O).

Концентрація хлористого заліза в електроліті може змінюватися в межах 200 ... 700 кг / м3. Електроліти з низькою концентрацією хлористого заліза (200 ... 220 кг / м) забезпечують отримання покриттів невеликої товщини (до 0,3 ... 0,4 мм), але з високою твердістю. З електролітів високої концентрації (650 ... 700 кг / м3рес1а2-4Н2О) можуть бути отримані покриття товщиною 0,8 ...! мм і більше, однак з меншою твердістю.

Зміст соляної кислоти в електроліті має бути в межах 1,2 ... 3 кг / м3. При більш низькому її змісті знижується вихід металу по струму, і в електроліті утворюється гідроокис заліза, яка, потрапляючи в покриття, погіршує його якість. Підвищення кислотності електроліту не погіршує якості покриття, але знижує вихід металу по струму.

Найбільш раціональним є електроліт середньої концентрації, що містить (400 + 200) кг / м3 рес1а2-4Н2О, (2 + 0,2) кг / м3 НС1 і (10 + 2) кг / м3 МпСЬ * 4Н2О. Цей електроліт стабільний в роботі і майже не вимагає коригування складу за змістом основної солі, забезпечує отримання рівномірних покриттів з необхідною твердістю і товщиною, має високий вихід металу по струму і сприяє підвищенню міцності з'єднання покриттів з поверхнею деталі, тому що містить хлористий марганець.

Процес нанесення покриття при Залізнення проводиться в сталевих ваннах, внутрішня поверхня яких футерована кислотостойким матеріалом.

З огляду на підвищену агресивність хлористих електролітів, як футерування для ванн застосовують графітові плитки, просочені смолою, хороша теплопровідність матеріалу яких дозволяє виробляти нагрів електроліту в таких ваннах через водяну сорочку.

Ванни для залізнення виготовляють також з фаоліту. Цей матеріал має високу кислотостійкість, але має погану теплопровідність, тому нагрів електроліту до необхідної температури в цьому випадку виробляють нагрівачами, поміщеними в електроліт.

Електролізна осередок для залізнення отворів в нижній головці шатунів:

1. верхня плита;

2. прокладки ущільнювачів;

3. анод;

4. нижня плита;

5. шатуни.

5. Електролітичне і хімічне нікелювання.

Процес нікелювання як спосіб компенсації зносу деталей в ряді випадків може успішно замінити хромування, особливо при відновленні деталей, що працюють в корозійному середовищі. Застосовують два способи нікелювання: електролітичний і хімічний.

Електролітичне зносостійке нікелювання - - це процес отримання нікель-фосфорних покриттів, що містять 2 ... 3% фосфору.

Як електроліт при цьому використовують водний розчин, до складу якого входять 175 кг / м3 сірчанокислого нікелю, 50 кг / м3 хлористого нікелю і 50 кг / м3 фосфорної кислоти.

Процес проводиться при розчинних нікелевих анодах. Режим електролізу: щільність струму 5 ... 40 А / дм2, Температура електроліту 75 ... 95 ° С. Залежно від режиму твердість покриття становить НЦ = 3,5 ... 7,2 ГПа.

Процес зносостійкого електролітичного нікелювання * має перед хромуванням наступні переваги: ??високий вихід металу по струму до 90 ... 95%; менша витрата електроенергії; більш високу швидкість нанесення покриття (0,24 мм / год). Зносостійкість покриття досить висока, але вона все ж поступається зносостійкості електролітичного хрому.

Нікель-фосфорні покриття після нагрівання до 400 ° С і витримки при цій температурі протягом однієї години набувають більш високу твердість і зносостійкість і можуть застосовуватися при відновленні деталей замість хромування.

Хімічне нікелювання. Так називається процес отримання нікель-фосфорних покриттів з вмістом фосфору 3 ... 10% з розчинів солей контактним способом без витрати електроенергії. До складу розчину для хімічного нікелювання входять наступні складові: сірчанокислий нікель - 20 кг / м3; гіпофосфіт натрію - 24 кг / м3; оцтовокислий натрій -10кг / м3. Покриття наносять в емальованому сталевій ванні при температурі розчину 90 ... 96 ° С. Швидкість відкладення покриття О, О22 ... 0,024 мм / год. Розчин використовується раз і після нанесення покриття на деталі замінюється новим. З одного розчину можна отримати покриття товщиною 25 .. .ЗОмкм. При необхідності отримати покриття більшої товщини деталі занурюють в свіжий розчин.

Твердість покриття становить hjj, -3,5 ... 4,0 ГПа. Вона може бути підвищена термічною обробкою (нагрів до 350 ... 400 ° С з витримкою 1 ... 1,5 год) до НЦ = 8,0 ... 8,5 ГПа. Покриття має високу щільність і рівномірно по товщині. Хімічне нікелювання застосовують при відновленні деталей з невеликим зносом.

6.Електролітіческое натирання.

Електролітичне натирання застосовують при відновленні циліндричних поверхонь деталей, що мають невеликий знос. Відновлювану деталь, яка є катодом, встановлюють в патроні токарного верстата або іншого пристрою, що забезпечує її обертання зі швидкістю 10 ... 20 м / хв. Анодом служить графітовий стрижень, покритий адсорбуючим матеріалом (сукно, скляне волокно, бавовняна тканина і ін.). На анод безперервно подається електроліт, який просочує адсорбує матеріал. Процес здійснюється при відносному переміщенні анода і катода. Залежно від застосовуваного електроліту можна наносити покриття з хрому, цинку, міді, заліза та інших металів.

Електролітичне натирання цинком застосовують при відновленні посадочних поверхонь отворів в корпусних чавунних деталях. При цьому використовується електроліт наступного складу: сірчанокислий цинк - - 700 кг / м3; борна кислота - 30 кг / м3. Процес натирання починають при щільності струму 30 .. .50 А / дм2, Поступово підвищуючи її до 200 А / дм2. Швидкість нанесення покриття при цьому становить 8 ... 10 мкм / хв. Міцність зчеплення покриття з чавунною деталлю невисока і не перевищує 20 МПа. Електролітичне натирання залізом проводиться із застосуванням хлористого електроліту високої концентрації (до 600 кг / м1 хлористого заліза) при щільності струму;

200 А / дм. Покриття виходить з твердістю НЦ -5,8 ... 6,0 ГПа.

Схема установки для нанесення покриттів електролітичним натиранням:

1.бак з електролітом;

2 .анод;

3.деталь;

4. защитно- декоративні покриття.

Гальванічні покриття широко застосовуються в авторемонтному виробництві для захисту деталей від корозії і надання їм красивого зовнішнього вигляду. За родом захисної дії гальванічні покриття підрозділяються на анодні і катодні.

В автомобілебудуванні найбільше застосування знайшли багатошарові катодні захисно-декоративні покриття. Найбільшою стійкістю володіють чотирьохшарові покриття, які отримують шляхом послідовного нанесення шарів нікелю, міді, нікелю та хрому.

Технологічний процес нанесення захисно-декоративних покриттів не відрізняється від процесу нанесення зносостійких покриттів. Однак в процес підготовки деталі до покриття і обробки її після покриття необхідно включити операцію полірування, яка виробляється повстяними колами з пастою ГОІ.

Меднение. Електролітичне міднення застосовують як підшар при захисно-декоративному нікелювання і хромування, а також для захисту поверхонь деталі від цементації.

Найбільш часто при меднении застосовують простий і недорогий сірчанокислий електроліт, що складається з водного розчину мідного купоросу (200 ... 250 кг / м3) І сірчаної кислоти (5 0 ... 75 кг / м3). Нанесення покриття проводиться при використанні розчинних мідних анодів при режимі: щільність струму 1 ... 3 А / дм; температура електроліту 18 ... 2 0 ° С.

Нікелювання. Електролітичне нікелювання застосовують як підшар при декоративному - хромуванні. Електролітом при нікелювання служить водний розчин сірчанокислого нікелю в який вводять різні добавки: сірчанокислий натрій для збільшення електропровідності, сірчанокислий магній для отримання більш світлих покриттів і хлористий натрій або калій для підвищення розчинності нікелевих анодів. Процес здійснюється при кімнатній температурі електроліту і щільності струму 0,5 ...! А / дм.

Цинкування в авторемонтному виробництві застосовується головним чином для захисту від корозії дрібних кріпильних деталей. Найбільше застосування при цинкування знайшли сірчанокислий електроліти, до складу яких входять: сірчанокислий цинк (200 ... 250 кг / м3), Сірчанокислий амоній (20 .. .30 кг / м3)'Сірчанокислий натрій (50 ... 100 кг / м3) І декстрин (8 ... 12 кг / м3). Нанесення покриттів проводиться в спеціальних обертових барабанах або дзвонах при кімнатній температурі електроліту і щільності струму 3 ... 5 А / дм2

Оксидування сталевих деталей проводиться шляхом їх обробки в гарячих лужних розчинах, що містять окислювачі. При цьому на поверхні деталей утворюється оксидна плівка товщиною 0,6 ... 1,5 мкм, яка має високу міцність і надійно захищає метал від корозії. Оксидуванню піддають нормалі і деякі деталі арматури кузова.

Оксидування виробляють в розчині, що містить 700 ... 800 кг / м3 їдкого натру з добавкою в якості окислювачів 200 ... 250 кг / м3 азотнокислого натрію і 50 ... 70 кг / м азотистокислого натрію при температурі розчину 140 ... 145 ° С з витримкою 40. ..50 хв. Після такої обробки деталі промивають у воді і для того, щоб закрити пори в покритті, просочують в машинному маслі при температурі 110 ... 115 ° С.

Фосфатирование - це хімічний процес створення на поверхні деталей захисних плівок, що складаються з складних солей фосфору, марганцю і заліза. Захисна плівка має товщину від 8 до 40 мкм, має пористість, має невелику твердість і добре прірабативаются.

Фосфатирование виробляють в 30 ... 35% -ному водному розчині препарату "Мажеф" при температурі 95 ... 98 ° С протягом 30 ... 50 хв. Його застосовують в якості грунту при фарбуванні деталей кузова і для поліпшення прірабативаемості деталей.

8.Організацію робочих місць і техніка безпеки.

Основне обладнання ділянки гальванічних покриттів складається з ванн для нанесення покриттів і допоміжних ванн для знежирення, травлення і промивання деталей. Ванни необхідно встановлювати в суворій відповідності з технологічним процесом. З огляду на, що в авторемонтному виробництві застосовують кілька різних процесів нанесення покриттів, з метою економії площі рекомендується основні ванни встановлювати біля стін ділянки, а допоміжні - посередині.

Якщо в якості джерел живлення застосовують випрямлячі, то їх слід встановлювати поблизу від ванн - споживачів струму.

Для завантаження і вивантаження деталей, а також для транспортування від однієї ванни в іншу зазвичай застосовують електротельфери.

Найбільш шкідливими для здоров'я працюючих на гальванічних дільницях, є електроліти. Більшість кислотних і лужних електролітів дуже токсична і негативно діє на дихальні шляхи і шкірні покриви працюючих. Гальванічні процеси протікають, як правило, з виділенням кисню і водню. Виділяються гази захоплюють з собою найдрібніші частинки електроліту і таким чином насичують повітря в приміщенні шкідливими парами.

З огляду на це, при обладнанні гальванічних ділянок особливу увагу приділяють вентиляції приміщень.

На гальванічних дільницях рекомендується мати загальну припливно-витяжну вентиляцію з 8 ... 10-кратним обміном повітря на годину. Крім загальної вентиляції, кожна ванна з шкідливими виділеннями повинна мати двосторонній бортовий відсмоктувач повітря. Потужність бортових відсмоктувачів визначають виходячи з обсягу повітря, що забирається з 1 м2 поверхні ванни на годину. Для ванн хромування цей показник повинен бути 6000 м3/ Ч, для залізнення 4800, для нікелювання 2500, для міднення 2000, для електролітичного знежирення 3000 мэ/ Ч.

При роботі на гальванічних дільницях необхідно застосовувати гумове взуття, рукавички і фартухи. У приміщенні повинні встановлюватися фонтанчики з водою для обмивання шкірних покривів, на які може випадково потрапити електроліт. Підлоги і стіни гальванічного ділянки повинні бути покриті керамічною плиткою і щодня промиватися.

З метою охорони навколишнього середовища стічні води після промивання деталей необхідно перш, ніж спускати в каналізацію, пропускати через очисні споруди.



Попередня   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   Наступна

ТЕМА 3. Прийняття автомобілів і агрегатів в ремонт і їх зовнішня мийка. | ТЕМА 4. Розбирання автомобілів і агрегатів. | ТЕМА 5. Дефектация і сортування деталей. | ТЕМА 6. Комплектування деталей. | ТЕМА 7. Складання і випробування агрегатів. | ТЕМА 8. Класифікація способів відновлення деталей. | ТЕМА 9. Відновлення деталей слюсарно - механічної обробкою. | ТЕМА 10. Відновлення деталей способом тиску (пластичного деформування). | ТЕМА 11. Відновлення деталей зварюванням і наплавленням | ТЕМА 12. Відновлення деталей паянням. |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати