Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Гальванические покрытия
|
|
Напыляемые материалы
При ремонте деталей напылением применяют проволоку или порошковые сплавы.
Проволока применяется при газопламенном, электродуговом и высокочастотном методах напыления.
Порошковые сплавы – при плазменном и детонационном напылении.
Среднеуглеродистая стальная проволока применяется для деталей, работающих в условиях неподвижных посадок (содержание углерода 0, 3 - 0, 8 %).
Стальная проволока с повышенным содержанием углерода – для нанесения износостойких покрытий.
Порошковые сплавы изготавливают:
- на основе никеля;
- на основе железа;
- из композиционных смесей.
Сплавы на основе никеля. ПГ-ХН80СР2; ПГ-ХН80СР3; ПГ-ХН80СР4 и др. Свойства сплавов:
- низкая температура плавления 950 - 1 050˚ С;
- твердость HRCэ= 37 - 61;
- жидкотекучесть (зависит от содержания бора);
- свойство самофлюсования (благодаря содержанию кремния);
- высокая износостойкость.
Недостаток данных сплавов: высокая стоимость.
Сплавы на основе железа с высоким содержанием углерода: ПГ-У30Х28Н4С4, сормайт (ПГ-С1) и др. Свойства сплавов:
- высокая твердость HRCэ= 57 - 64;
- более тугоплавкие (t = 1 250 – 1 300˚ С);
- не обладают свойствами самофлюсования;
- недефицитны;
- дешевле сплавов на основе никеля (в 2 раза).
Стальные порошки типа ПЖ-5М (с добавкой 1–2 % порошка алюминия или 4–5 % медного порошка или 2–3 % никелевого порошка). Используются для восстановления поверхностей под подшипники скольжения в чугунных корпусных деталях.
Технология нанесения покрытий
Техпроцесс включает следующие этапы:
- подготовку детали к напылению;
- нанесение покрытия;
- обработку после напыления.
Подготовка служит для обеспечения прочного сцепления покрытия с поверхностью. Включает в себя:
- обезжиривание и очистку детали от загрязнений;
- механическую обработку и создание определенной шероховатости, для чего применяют дробеструйную обработку или накатывание зубчатым роликом.
Нанесение покрытия производится на переоборудованных токарных станках или в специальных камерах, оснащенных механизмами перемещения детали и установки для напыления. Пост напыления оборудуется вытяжной вентиляцией.
Обработка после напыления:
- деталь медленно охлаждают до температуры окружающей среды;
- окончательная обработка в зависимости от требуемой точности и шероховатости – резанием лезвийными или абразивными инструментами.
Гальванические покрытия
Гальванические покрытия применяются для компенсации износа рабочих поверхностей детали, а также при нанесении на деталь антикоррозионных и защитно-декоративных покрытий.
Наиболее широко применяются хромирование, осталивание (железнение), никелирование, цианирование, меднение.
Сущность процесса гальванического осаждения металла на деталь
Гальванические покрытия получают из электролитов, при прохождении через них постоянного тока. Катодом является восстанавливаемая деталь, анодом – металлическая пластина.
Типы анодов:
- растворимые (изготавливают из металла, который осаждается на деталь);
- нерастворимые (из свинца).
При пропускании тока положительно заряженные ионы (катионы) перемещаются к катоду, где получают недостающие электроны и превращаются в нейтральные атомы металла, которые образуют покрытия на катоде. Отрицательно заряженные ионы (анионы) притягиваются к аноду (+), теряют свой электрический заряд и превращаются в нейтральные атомы.
На катоде выделяются металл и водород, на аноде – кислород и кислотные остатки.
Масса металла, откладывающаяся на катоде, определяется по закону Фарадея
,
где С - электрохимический эквивалент, г/А∙ ч;
I - сила тока, А;
T - время электролиза, ч.
При электролизе возникают потери тока на образование других заряженных частиц (металла и др.), которые учитываются коэффициентом выхода по току
,
где η - выход по току, %;
Q1 - масса детали без покрытия;
Q2 - масса детали после нанесения покрытия.
Для определения режимов техпроцесса необходимо рассчитывать время процесса электролиза
,
где Дк - катодная плотность тока, А/дм2;
h - толщина покрытия, мм;
γ - плотность металла покрытия, г/см2;
С - электрохмический эквивалент г/(А∙ ч);
η - выход по току, %;
Толщина гальванических покрытий получается неравномерной. Причина заключается в неравномерной рассеивающей способности электролитов.
Рассеивающая способность электролита зависит от степени равномерности распределения силовых линий электрического поля, идущих от анода к катоду, которые концентрируются на краях катода и его выступающих частях, где образуется большая плотность тока, и следовательно, большая толщина покрытия (рис. 8. 24, 8. 25).
Пути повышения равномерности покрытия следующие:
- введение в электролит специальных добавок (спирт, декстрин);
- изменение режима электролиза (уменьшение плотности тока);
- наличие фигурных анодов;
- применение дополнительных катодов - экранов;
- изменение расстояния между деталью и анодом (чтобы форма соответствовала форме детали).
Кроющая способность электролита – это способность покрывать имеющиеся на детали углубления. Она определяется концентрацией электролита, с увеличением которой кроющая способность улучшается.
Технологический процесс нанесения покрытия
Включает в себя 3 этапа: подготовку детали; нанесение покрытия; обработку после нанесения покрытия.
Подготовка деталей к нанесению покрытия включает следующие операции.
Механическую обработку, для придания восстанавливаемым поверхностям правильной геометрической формы и требуемой шероховатости (применяется шлифование, полирование и пескоструйная обработка).
Установку в подвесном приспособлении. Требования к подвесным приспособлениям:
а) надежный электрический контакт с токопроводящей штангой;
б) быстрота установки и надежность крепления;
в) обеспечение равномерного распределения силовых линий на деталях;
г) обеспечение свободного подвода электролита к восстанавливаемым поверхностям.
Обезжиривание:
а) предварительная промывка в растворителях (уайт-спирит, дихлорэтан, бензин);
б) окончательно-электрохимической обработкой в щелочных растворах (едкий натр, кальцинированная сода; эмульгатор), температура 70 – 80 0С, плотность тока 5 - 10 А/дм2, длительность 1 - 2 мин, при электролизе выделяется водород, который срывает жировую пленку (для предотвращения наводораживания в конце процесса изменяют полярность на обратную в течение 0, 2…0, 3 мин).
Детали простой формы обезжиривают протиркой кашицей
венской извести (смесь оксида кальция, оксида магния с добавкой 3 % концентрированной соды и 1, 5 % едкого натра - наносят на деталь волосяными кистями). После обезжиривания детали промывают в горячей, а затем в холодной воде.
Изолирование поверхностей деталей, не подлежащих покрытию (применяют кислотные токонепроводящие лаки и материалы: полихлорвиниловый пластик, раствор целлулоидной пленки в ацетоне и др.).
Очистку от оксидных пленок:
1) обработка шкуркой или мягким кругом с полировочной пастой;
2) декапирование (анодная обработка в основной ванне непосредственно перед нанесением покрытия - выдерживают в ванне для прогрева без тока, затем обрабатывают на аноде в течение
30 - 45 с. при анодной плотности тока 25 - 35 А/дм2 - после этого переключают на катод и наносят покрытие).
Обработка деталей после нанесения покрытий включают в себя следующие операции:
- нейтрализацию деталей от окислов электролита (промывка в дистиллированной воде, потом в проточной воде, далее в 3…5 % растворе кальцинированной соды, окончательная промывка в теплой воде, сушка в сушильном шкафу);
- промывку в холодной и горячей воде;
- демонтаж детали с подвесного приспособления;
- удаление изоляции;
- термообработку (при необходимости снятия внутренних напряжений);
- механическую обработку до требуемого размера.