Рис. 1. Схема безванного хромирования
1 — вал; 2 — переносная ванна; 3 — кассета; 4 — анод; 5 — основная ванна; 6 — насос

Защитно-декоративное хромирование выполняется по предварительно нанесенному слою меди и никеля в ваннах с электролитом следующего состава: хромовый ангидрид— 350 г/л, серная кислота —3,5 г/л. Режим работы ванны: температура электролита 35…45°С, плотность тока на катоде 10…60 А/дм2. Подслой из меди толщиной 0,03…0,04 мм, никеля —0,015…0,02 мм необходим также при хромировании деталей, работающих на износ в коррозионных средах.

Хромирование является сложным и дорогостоящим процессом. Получение осадков значительной толщины требует много времени и связано с большим расходом электроэнергии, так как КПД ванны крайне невелик и составляет всего 13…18% при средних скоростях осаждения хрома 0,02…0,25 мм/ч.

Технология восстановления детали хромированием обычно выполняется в такой последовательности:
1) изношенные детали шлифуют для получения правильной геометрической формы и необходимой чистоты поверхности. На поверхности детали, подготовленной к хромированию, не должно быть неметаллических включений, раковин, трещин, глубоких рисок;
2) для удаления жира детали промывают в керосине или бензине с последующей обдувкой сжатым воздухом;
3) изолируют нехромируемые места детали и подвесного приспособления с помощью листового целлулоида, цепон-лака (раствор целлулоида в ацетоне), свинцовой или алюминиевой фольги, резины, хлорвиниловых трубок, винипласта, текстолита и т. п.;
4) детали монтируют на приспособлениях, обеспечивающих надежное и удобное их закрепление при хромировании, хороший электрический контакт и равные расстояния между анодами и всеми частями хромируемых поверхностей. Последнее необходимо для равномерного отложения хрома по всей поверхности;
5) для удаления маслянистых осадков и других загрязнений производят химическое и электролитическое обезжиривание. Химическое обезжиривание выполняют при температуре 80 °С в ваннах со щелочным раствором следующего состава: едкий натр — 70 г/л, углекислый натрий — 30 г/л. Электролитическое обезжиривание более эффективно, оно производится в щелочной ванне из 100 г/л едкого натра и 2…3 г/л жидкого стекла, нагретой до 65…70°С. Для обезжиривания деталь подвешивают в качестве катода в ванну и выдерживают 5…6 мин при плотности тока 5…7 А/дм2. В качестве анодов используются железные пластины;
6) промывают в горячей воде для удаления следов щелочи;
7) с целью удаления оксидов, препятствующих прочному сцеплению хрома с поверхностями деталей, производят химическое или анодное декапирование. Чаще применяют анодное декапирование при котором детали подвешивают в хромовую ванну в качестве анода и после прогрева подвергают действию тока плотностью 30 А/дм2 в течение 40…45 с;
8) наносят хромовое покрытие, при определенном режиме, выбранном в соответствии с условиями- работы детали. Продолжительность хромирования зависит от толщины наносимого покрытия, режима процесса и состава электролита.
9) промывают в дистиллированной воде, чтобы собрать остатки хромового ангидрида, и затем в проточной холодной воде;
10) демонтируют детали из приспособлений, снимают изоляцию и сушат детали;
11) детали, работающие в условиях динамических нагрузок, после хромирования рекомендуется подвергнуть термической обработке в течение 1…2 ч при температуре 150…200°С;
12) доводят до нужных размеров шлифованием абразивными кругами СМ1-С2 зернистостью 36…46 или СМ1-С1 зернистостью 60…80.

Простое хромирование. Покрытия из электролитического хрома имеют высокую микротвердость. Однако хром обладает плохой смачивающей способностью по отношению к маслу, а при недостаточной смазке возможны заедания. В этих случаях применяют пористое хромирование, которое включает те же операции, что и гладкое хромирование. На поверхность детали наносится гладкий, блестящий осадок хрома. При отложении блестящих осадков в слоях покрытий образуются микротрещины. Затем эту поверхность подвергают анодному травлению, т. е. к детали подключают плюс, а к свинцовым пластинам — минус. При этом хром сходит с покрытия неравномерно и главным образом с краев микротрещин, углубляя последние и образуя сеть каналов или точек. Время анодной обработки для получения пористости колеблется в пределах 6… 14 мин, температура электролита 58…60°С, плотность тока 45…S5 А/дм2.

После анодной обработки детали промывают, сушат и подвергают шлифованию мягкими кругами зернистостью 200…240 при обильном охлаждении обрабатываемой поверхности керосином.

Осталивание в отличие от хромирования позволяет наносить слои металла значительно большей толщины (2…3 мм и более), имеющие мелкокристаллическую структуру и механические свойства, напоминающие сред-неуглеродистые стали.

Скорость осталивания выше в 10…30 раз, а потребность в электроэнергии меньше в 5…6 раз по сравнению с хромированием. Кроме того, осталивание — более дешевый способ восстановления деталей, чем хромирование.

Износостойкость и прочность покрытий, полученных осталиванием, может быть повышена последующей цементацией или хромированием.

Ограниченное применение хромирования и осталивания при ремонте строительных машин объясняется относительной сложностью, длительностью и дороговизной процессов восстановления.

Осталивание имеет ряд преимуществ перед другими процессами электролитического осаждения металлов, так как здесь применяются дешевые и распространенные материалы. Осталивание применяют для наращивания наружных и внутренних поверхностей деталей под неподвижные посадки с небольшим натягом, а также для получения подслоя для тонкого хромового покрытия.

Электролитические стальные покрытия можно подвергать термической обработке (цементации, закалке, цианированию), что позволяет широко применять осталивание при ремонте строительных машин.

Осаждение железа гальваническим способом может проводиться в горячих и холодных электролитах. Наиболее распространены горячие хлористые электролиты, которые приготовляют путем травления стружек из малоуглеродистой стали в соляной кислоте. Электролит № 1 применяется для деталей с неподвижными посадками и деталей, цементируемых после осталивания; электролит № 2 — для получения покрытий повышенной твердости толщиной 2…3 мм; электролит № 3 — для стальных закаленных деталей с толщиной покрытия до 1 мм, работающих на скольжение.

Высокая температура электролита и связанное с этим испарение вредных примесей, а также высокая химическая активность по отношению к стенкам ванны и его загрязнение продуктами окисления заставляют применять для осталивания специальное оборудование.

Осталивание. осуществляют в металлических ваннах, облицованных резиной, асбовинилом, эмалью, либо в неметаллических ваннах из керамики и фиолита. Электролит подогревают до 80…85°С с помощью масла, залитого в кожух, окружающий ванну. Необходимая температура электролита при электролизе поддерживается электронагревателями или паровыми змеевиками, опущенными в ванну.

Ванны оборудованы вентиляционным устройством и циркуляционной установкой, перемешивающей электролит и очищающий его с помощью специальных фильтров.

Подготовка деталей перед осталиванием аналогична подготовке деталей, выполняемой при хромировании.

После осталивания детали промывают в горячей воде и растворе соды, а затем подвергают термической обработке (старению) при 200…250°С и выдержке при этой температуре в течение 1,5…2 ч. Этой обработкой уменьшается хрупкость слоя, снимаются внутренние напряжения и повышается твердость покрытия на 15…20%.

Механическая обработка после осталивания производится на токарных или шлифовальных станках в зависимости от припуска на обработку, требуемой точности и чистоты поверхности детали. Толщина слоя осажденного железа после окончательной обработки должна быть не менее 0,2…0,3 мм.

Указанным способом на поверхности детали получают покрытия невысокой твердости (150…20 НВ). Повышение твердости покрытий достигается применением технологии твердого осталивания, которую производят в электролите следующего состава: хлористое железо FeCl2—200…220 г/л, хлористый натрий NaCl —200…250 г/л, хлористый марганец МпС12— 10 г/л, соляная кислота НС1 – 0.5.Д8 г/л.

Режим твердого осталивания: плотность тока 5… 40 А/дм2, температура 80…85 °С.