Строительные машины и оборудование, справочник





Восстановление деталей электролитическими покрытиями

Категория:
   Эксплуатация и ремонт погрузочночных машин


Восстановление деталей электролитическими покрытиями

Восстановление деталей электролитическими покрытиями за­ключается в нанесении на изношенную поверхность детали ме­талла путем электролиза.

Сущность процесса состоит в следующем: подлежащая восстановлению деталь, подсоединенная к отрицательному электроду (катоду), помещается в ванну, наполненную электролитом, через который при помощи элек­тродов, подсоединенных к источнику тока, проходит постоянный ток. При этом на катоде осаждается металл и выделяется водород.

Технологический процесс состоит из трех этапов: подготовки детали к нанесению покрытия (механическая обработка для при­дания поверхности правильной формы и требуемой чистоты, уда­ление наклепанного слоя, изоляции мест, не подлежащих покры­тию, химическое и электролитическое обезжиривание); нанесения слоя металла; обработки детали, после нанесения слоя металла (промывка, снятие с подвесок, удаление изоляции, сушка).



При восстановлении деталей применяют ванное и вневанное хромирование и осталивание. Хромированием восстанавливают детали с небольшими (до 0,3 мм на сторону) износами, поверхность которых должна обладать высокой твердостью и тер­моизносостойкостью.

В качестве электролита применяется водный раствор хромового ангидрида (230— 260 г/л) и серной кислоты (2,3—2,6 г/л). В зависимости от плотности тока и темпе­ратуры электролита при одном и том же его составе могут быть получены раз­личные по физико-механическим свойствам осадки хрома (матовые, молочные и бле­стящие).

Матовые осадки отличаются высокой хрупкостью, низкой износостойкостью и применяются только в качестве антикорро­зионных и декоративных покрытий. Молочные осадки обладают повышенной вязкостью и хорошей износостойкостью, их приме­няют для‘восстановления деталей, воспринимающих значительные знакопеременные нагрузки. Блестящие осадки характеризуются высокой твердостью (НВ 600—900), хорошей вязкостью, исполь­зуются для восстановления деталей, работающих на трение при различных давлениях и окружных скоростях, блестящие осадки получают при плотности тока 35—50 А/дм2 и температуре 53— 57 °С, молочные —соответственно при 55—60 А/дм2 и 65 °С.

Гладкие хромовые покрытия имеют низкую смачиваемость, снижающую их износостойкость и применяются при восстановле­нии неподвижных посадок. Пористый хром (рис. 89) хорошо удерживает масляную пленку и потому обладает высокой износо­стойкостью. Пористость на поверхности достигается анодным травлением, выполняемым в ванне сразу после хромирования переключением детали на анод. Пористым хромом покрывают поршневые кольца дизелей, поршневые пальцы, стержни клапа­нов, прецизионные пары топливной аппаратуры и другие детали.

В качестве анода при хромировании применяется нераствори­мый в электролите сплав свинца и сурьмы (5—10%). Площадь анодов должна быть в 1,5—2 раза больше площади катода, а форма их должна повторять форму детали, что повышает равномерность покрытия.

Хромирование производится в ваннах вместимостью 600 — 800 л, внутренняя поверхность которых облицовывается кислото­стойким материалом. Для удаления вредных испарений ванну оборудуют бортовыми отсосами. Электролит подо­гревается трубчатыми электроподогревателями или паровыми змеевиками.

В качестве источника тока при хромировании и других элек­тролитических процессах применяют низковольтные генераторы (6—12 В), дающие ток 500—250, 1000—500, 1500—750 А, селено­вые и кремниевые выпрямители.

Рис. 89. Схема каналов на поверхности пористого хрома: а — мелкая; б — крупная

Таблица 19

Помимо указанных, хромированием восстанавливают гильзы цилиндров, шейки валов, детали гидросистем и др. Однако вслед­ствие низкой производительности, невысокого коэффициента вы­хода металла по току, высокой стоимости применение этого метода ограничено.

Осталивание по сравнению с хромированием отличается высо­кой производительностью и экономичностью и характеризуется следующими данными: толщина осаждаемого слоя до 3 мм, ско­рость осаждения металла 0,4—0,5 мм/ч, что в 15—20 раз выше скорости осаждения хрома, выход по току в 7—8 раз выше, чем при хромировании, высокая прочность сцепления со сталью и чугуном. Твердость покрытия в зависимости от состава электро­лита и режима процесса (табл. 19) находится в пределах НВ 120—650.

В состав электролита входят недорогие и недефицитные мате­риалы.

Осталиванием восстанавливают шейки валов агрегатов транс­миссий, валики привода насосов, шкивы, катки, кронштейны, ступицы, чугунные втулки и другие детали с износом до 3 мм на сторону.

В процессе электролиза необходимо контролировать плотность электролита и при необходимости корректировать его. При оста- ливании применяются растворимые аноды из малоуглеродистой стали толщиной 5—6 мм. Для уменьшения засорения электролита шлаком, образующимся при растворении анодов, их помещают в чехлы из стеклоткани.Нанесение покрытия на небольшие детали простой формы ве­дется в металлических ваннах, футерованных углеграфитовыми или керамическими плитами на кислотостойкой замазке. Ванны оборудуют устройствами для фильтрации электролита (бак-отстой­ник, фильтры, центробежный насос), вытяжной вентиляцией Для отводов газов и пара, обильно образующихся при горячем осталивании. Так как на каче­ство покрытия в значительной мере сказывается колебания температуры электролита, ван­ны оборудуют приспособления­ми для перемешивания электро­лита и; автоматами для под­держания заданной темпера­туры.

Технологический процесс осталивания аналогичен про­цессу хромирования. Для нейтрализации соляной кислоты после осталивания деталь промывают в 10%-ном растворе каусти­ческой соды при температуре 80 °С, а затем в горячей воде.

Детали, работающие на трение в условиях значительных нагрузок и ограниченной смазки, восстанавливают пористым по­крытием, получаемым анодным травлением.

Внедряемое в практику холодное осталиванж на переменном токе повышает производительность труда и качество покрытия, улучшает условия труда.

Для осталивания крупных и сложной формы деталей требуются ванны больших размеров, сложные подвески, кроме того, возни­кает необходимость изолировать поверхности, не подлежащие осталиванию, и др. Для осталивания крупных деталей используют метод вневанного осталивания.

Сущность струйного электролиза (рис. 90) заключается в том, что наращивание изношенной шейки детали 3 (катода), устано­вленной на подставке, производится в струе электролита, пере­качиваемого насосом из основной ванны через отверстия свинцового на­конечника, являющегося анодом. Для обеспечения равномерности отло­жения металла деталь вращается со скоростью 10—15 об/мин. Этот способ применяется для восстановления об­хватываемых поверхностей крупнога­баритных деталей.

Рис. 90. Схема струйного электролиза

Рис. 91. Схема местного осталивания гнезда подшип­ника картера: 1 — крепление стойки; 2 — стойка; 3 — эбонитовая втул­ка; 4 — анод; 5 — зажим; в — электролит; 7 — катодный кон­такт; 8 — прокладка; 9 — при­жим; 10 — гайка; 11— прижим с левой резьбой; 12— картер

Для восстановления обхватывающих поверхностей (отверстия под под­шипник в картере, ступице катка и пр.) применяют местный электролиз (рис. 91), сущность которого заклю­чается в нанесении покрытия детали в объеме электролита, ограниченном восстанавливаемой поверхностью. В от­личие от струйного электролиза здесь вращение придают не катоду, а аноду.

Рис. 92. Схема электронатирания: 1 — резервуар с электролитом; 2 — кран; 3 — выпрямитель; 4 — анод; 5 — анодный тампон; 6 — пластмассовый колпачок; 7 — алюминиевый корпус; 8 — деталь (катод); 9 — ванна для сбора электролита; 10 — выпрямитель; 11 — зажим; 12 — пластмассовая
гайка

Гальваническое натирание применяется при восстановлении неподвижных посадок с износом до 0,1 мм. Схема процесса пред­ставлена на рис. 92. К соединенной с катодом медленно враща­ющейся детали прижимается анодный тампон, непрерывно смачиваемый электролитом, поступающим из резервуара. При включении тока в зоне контакта детали с анодом происходит электролиз, в процессе которого на поверхности детали обра­зуются мелкозернистые и твердые покрытия из хрома, железа, никеля и других металлов. Анод изготовлен из нержавеющей стали по форме восстанавливаемой детали и обтянут тампоном из абсорбирующей ткани толщиной 1—1,5 мм.

Преимущество этого способа по сравнению с ванным электро­лизом заключается в простоте оборудования, применении высо­ких плотностей тока (100—150 А/дм2) и высоких температур (до 80 °С), что повышает производительность процесса. Этот спо­соб также целесообразно применять для восстановления изно­шенных поверхностей крупногабаритных деталей.

—-

Восстановление деталей электролитическими покрытиями заключается в нанесении на изношенную поверхность детали металла путем электролиза. Технология процесса состоит в следующем: подлежащую восстановлению деталь (рис. 53), подсоединенную к отрицательному электроду (катоду), помещают в ванну, наполненную электролитом. Второй электрод (анод) подсоединен к положительному полюсу источника тока. При прохождении через электролит постоянного тока на катоде осаждается металл.

Для восстановления деталей широкое распространение получили железнение (осталивание) и хромирование. Осталивание отличается высокой производительностью и экономичностью и характеризуется толщиной осаждаемого слоя (до 3 мм) и скоростью осаждения металла (0,4—0,5 мм/ч), а также высокой прочностью сцепления осаждаемого металла со сталью и чугуном. В состав электролита входят недорогие и недефицитные материалы.

При осталивании применяют аноды из малоуглеродистой стали толщиной 5—6 мм, материал которых постепенно переносится на поверхность детали. Для уменьшения засорения электролита шлаком, образующимся при растворении анодов, последние помещают в чехлы из стеклоткани. В процессе электролиза необходимо контролировать плотность электролита и при необходимости корректировать его.

Осталиванием восстанавливают отверстия в корпусных деталях, шейки валов агрегатов трансмиссий, валики привода насосов, шкивы, катки, кронштейны, ступицы, чугунные втулки и другие детали с износом до 3 мм на сторону.

Хромированием восстанавливают детали (с износом до 0,3 мм на сторону), работающие при значительных удельных давлениях, больших скоростях скольжения, поверхности которых должны обладать высокой твердостью, термо- и коррозионной износостойкостью.

Рис. 53. Схема установки для электролитического осаждения металла:
1 — ванна; 2 — электроды; 3 — деталь; 4 — электролит

В качестве электолита применяют водный раствор хромового ангидрида (230— 260 г/л) и серной кислоты (2,5—2,6 г/л). В зависимости от плотности тока и температуры электролита при одном и том же составе могут быть получены различные по физико-механическим свойствам осадки (матовые, молочные и блестящие).

Матовые осадки отличаются высокой хрупкостью, низкой износостойкостью и применяются только в качестве антикоррозионных и декоративных покрытий. Молочные осадки обладают повышенной вязкостью и хорошей износостойкостью, их применяют для восстановления деталей, воспринимающих значительные знакопеременные нагрузки. Блестящие осадки характеризуются высокой твердостью (НВ 600—900), хорошей вязкостью, используются для восстановления деталей, работающих на трение при различных давлениях и окружных скоростях. Блестящие осадки получают при плотности тока 35—50 А/дм2 и температуре 53—57 °С, молочные — соответственно при 55—60 А/дм2 и 65 °С.

В качестве анода при хромировании применяют нерастворимый в электролите сплав свинца и сурьмы (5—10%). Площадь анодов должна быть в 1,5—2 раза больше площади катода, а форма их должна повторять форму детали, что повышает равномерность покрытия. Требуемое расположение анодов в ванне относительно катодов обеспечивается с помощью подвесных приспособлений.

Технологический процесс восстановления деталей электролитическими покрытиями состоит из трех этапов. Первый — предварительная обработка деталей — включает механическую обработку поверхности (придание поверхности правильной геометрической формы и требуемой шероховатости, удаление наклепанного слоя), промывку детали органическими растворами, изоляцию мест, не подлежащих хромированию, монтаж на подвесные приспособления, обезжиривание, промывку в горячей и холодной воде, декапирование; второй этап — электроосаждение покрытий; третий — промывка, снятие с подвесок и удаление изоляции, сушка, механическая обработка.

Для нейтрализации соляной кислоты после осталивания деталь промывают в 10%-ном растворе каустической соды при 80 °С, а затем в горячей воде. При такой технологии получаются гладкие покрытия, которые обладают неудовлетворительной смачиваемостью’ смазочными веществами. Для повышения износостойкости деталей в подвижных соединениях применяют пористые покрытия, которые хорошо удерживают масляные пленки. Пористость на поверхности достигается анодным травлением, выполняемым в ванне сразу после нанесения покрытия переключением детали на анод. Пористым хромом покрывают поршневые кольца дизелей, поршневые пальцы, стержни клапанов, прецизионные пары топливной и гидравлической аппаратуры и другие детали.

На небольшие детали простой формы покрытие наносят в металлических ваннах, футерованных углеграфитовыми или керамическими плитами на кислотостойкой замазке. Ванны оборудуют устройствами для фильтрации электролита (бак-отстойник, фильтры, центробежный насос), вытяжной вентиляцией для отводов газов и пара, обильно образующихся при горячем осталивании, приспособлениями для перемешивания электролита и автоматами для поддержания заданной температуры.

Для восстановления электролитическими покрытиями крупных и сложных деталей требуются ванны больших размеров, сложные подвески, возникает необходимость изолировать большие поверхности, не подлежащие восстановлению. В этих случаях применяют вневанное электролитическое покрытие.

Сущность струйного электролиза (рис. 54) заключается в том, что наращивание изношенной части детали (катода) производится в струе электролита, перекачиваемого насосом из основной ванны через отверстия свинцового наконечника, являющегося анодом. Для обеспечения равномерности отложения металла деталь вращается со скоростью 10—15 об мин. Этот способ применяется для восстановления обхватываемых поверхностей крупногабаритных деталей.

Рис. 54. Схема струйного электролиза:
1 — насос; 2 — свинцовый наконечник; 3 — деталь; 4 — подставка; 5 — ванна

Рис. 55. Схема местного электролиза гнезда подшипника в картере:
1 — крепление стойки; 2 — стойка; 3 — эбонитовая втулка; 4 — анод; 5 — зажим; 6 — электролит; 7 — катодный контакт; 8 — прокладка; 9 — прижим; 10 — гайка; И — прижим с левой резьбой; 12 — картер

Рис. 56. Схема электролитическбго натирания:
1 — резервуар с электролитом; 2 — кран; 3 — анод; 4 — анодный тампон; 5 — пластмассовый колпачок; 6 — алюминиевый корпус; 7 — деталь (катод); 8 — ванна для сбора электролита; 9 — выпрямитель; 10 — гнездо клеммы; 11 — пластмассовая гайка; 12 — гибкий кабель

Для восстановления обхватывающих поверхностей (отверстия под подшипник в картере, ступице катка и др.) применяют местный электролиз (рис. 55), сущность которого заключается в нанесении покрытия детали в объеме электролита, ограниченном восстанавливаемой поверхностью. В отличие от струйного электролиза здесь вращение придают не катоду, а аноду.

Для восстановления неподвижных посадок с износом до 0,1 мм на сторону в деталях из стали, чугуна, алюминия применяют электролитическое натирание, схема которого показана на рис. 56. Непрерывное поступление свежего электролита, вращение катода (при восстановлении обхватывающих поверхностей) или анода, перемещение анода вдоль этой поверхности разрешают применять высокую плотность тока (до 200 А/дм2), что повышает производительность процесса, дает возможность получить мелкозернистые, высокой износостойкости, плотные и твердые осадки (в зависимости от состава, концентрации электролита и режима процесса) хрома, железа, меди, цинка и др. Электролитическое натирание применяется при восстановлении шеек валов и отверстий в корпусных деталях под подшипники качения, втулок и др.

Читать далее:

Категория: - Эксплуатация и ремонт погрузочночных машин

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины