Осталивание - студопедія

Сталеве гальванічне покриття характеризується високою зносостійкістю. Як показали дослідження це пояснюється тільки високою твердістю покриття, а й особливістю його структури (мелкоігольчатая). Крім того, великий вплив на збільшення зносостійкості покриття надають окисні плівки, що утворюються на поверхні покриття в процесі тертя і діють подібно мастилі. Міцність зчеплення покриття з основним металом досить висока, в результаті чого забезпечується надійна робота відновленої деталі при значних динамічних навантаженнях.

Устаткування для осталивание застосовують таке ж, як і для хромування. Разом з тим установки для осталивание мають свої особливості і додаткові пристрої, що відрізняють їх від ванн хромування.

Відновлення деталей осталиванием виробляють в гарячих хлористих електролітах, що складаються з водного розчину хлористого заліза, хлористого марганцю, хлористого натрію (повареної солі) і соляної кислоти. Ці електроліти мають високу агресивністю по відношенню до більшості металів і їх сплавів, для захисту металевої ванни від агресивної дії електроліту її футеруют кислотостойкими матеріалами - вуглеграфітові або кислотостойкими силікатними (кераміка, діабаз, скло) плитками на кислотостойкой замазки. На деяких підприємствах застосовують ванни, емальовані зсередини кислотостойкой емаллю, а також ванни, виготовлені з фаоліту представляє собою феноло-формальдегідних пластмасу. Листовий фаоліт може бути використаний для футерування сталевих ванн. Фаоліт характеризується поганою теплопровідністю. Тому в ваннах, виготовлених з нього або футерованих їм, пристрої для нагріву встановлюють всередині ванни, безпосередньо в середовищі електроліту.

При осталивание використовують розчинні аноди з маловуглецевої сталі. Розчинення анодів в процесі електролізу викликає забруднення електроліту анодним шламом (нерозчинні частки), який у вигляді включень потрапляє в гальванічне покриття, погіршуючи його якість. Тому установка для осталивание повинна мати пристрій для фільтрації електроліту. Застосовують періодичну або безперервну фільтрацію.

Пристрій для періодичної фільтрації (відстоюванням) складається з відстійного бака, встановленого над ванною, і насоса, за допомогою якого забруднений електроліт з ванни осталивание перекачується в бак. У баку електроліт відстоюється протягом 12-18 год і потім самопливом зливається в ванну, пройшовши попередньо через матерчатий фільтр, в якому затримуються окремі частинки домішок, що потрапили в струмінь електроліту.

Пристрій для безперервної фільтрації складається з відцентрового насоса і фільтрпрессамі, включених послідовно. Частина електроліту безперервно відкачується з ванни і, пройшовши фільтр-прес (очистившись від забруднень), знову надходить у ванну. Таким чином забезпечується 3 ... 4-кратний обмін всього електроліту в ванні протягом зміни. Насоси для перекачування електроліту виготовляються з фаоліту та інших кислотостійких матеріалів.

Висока температура електроліту в процесі осталивание 60-80С сприяє його випаровуванню. В результаті випаровування зменшується кількість води і вільної соляної кислоти. Крім того, частина соляної кислоти бере участь в хімічних реакціях при електролізі. Все це викликає зміна концентрації складу електроліту і, як наслідок, властивостей покриття. Тому установки для осталивание повинні мати пристрої для поповнення електроліту водою (замість випаровується) і соляною кислотою. Велике значёніе при осталивание має підтримку постійної температури електроліту. Не можна допускати різкого коливання температури верхніх і нижніх шарів електроліту. Тому в процесі осталивание рекомендується перемішувати електроліт і підтримувати задану температуру з точністю 1С. Промисловість випускає автоматичні пристрої для підтримки постійної заданої температури електроліту, які рекомендується використовувати в процесі роботи гальванічёскіх ділянок ремонтних заводів.

Технологічний процес осталивание має багато спільного з технологічним процесом хромування. Він також складається з трьох стадій: підготовки деталей до нанёсенію покриття, нанесений покриття і обробки деталей після нанесення покриття.

Механічна обробка поверхні деталі. Основне призначення цієї операції - отримання однорідної структури, на відміну від хромування, де вона виконується з метою отримання правильної геометричної форми поверхні деталі. Це пов'язано з тим, що в експлуатації на окремих ділянках поверхні деталі утворюється наклеп, який може привести до нерівномірного травленню при декапирование і відшарування покриття на окремих ділянках поверхні деталі.

Ізоляція місць деталей і пристосування, що не підлягають покриттю. Ця операція необхідна для того, щоб зменшити втрати електричного струму на зайве виділення металу на місцях, що не підлягають покриттю, і таким чином підвищити продуктивність ванни осталивание. Крім того, ізоляція захищає внутрішні поверхні деталей і підвісних пристосувань, на яких щільність струму дорівнює нулю, від агресивної дії електроліту. Без ізоляції вони будуть розчинятися в гарячому кислому електроліті. В якості ізоляційного матеріалу використовують цапонлак, емаль, клей БФ-2, бакелітовий лак, листової целулоїд (змиту кінофотоплівки), гуму, хлорвінілові пластикати і емалі. У ряді випадків окремі поверхні деталей ізолюють за допомогою знімних футлярів (ковпаків), виготовлених із пластмас (текстоліту, вініпласту, карболіту і т.п.). Такі футляри використовують багаторазово.

Декапірованіе (електрохімічне) виробляють у ванні з електролітом.

Нанесення покриття. Пасивна плівка, що утворилася на поверхні деталі в результаті декапірованія, безпосередньо перед осталиванием повинна бути зруйнована для міцного зчеплення обложеного металу з деталлю, з цією метою деталі занурюють у ванну осталивание і витримують в ній без струму в тёченіе 10-50 сек. Потім включають струм щільністю Так 5А / кв.дм і протягом 5 ... 10 хв доводять його щільність до заданого значення.

При виборі режимів роботи ванни слід враховувати конфігурацію відновлюваних деталей, умови їх роботи і необхідну товщину покриття. Для деталей складної конфігурації в зв'язку зі схильністю хлористих електролітів до утворення наростів на гострих гранях і виступаючих частинах, щільність струму слід знижувати. Більш низьку щільність струму потрібно призначати також в тих випадках, коли необхідно отримати більш товсті покр. з гладкою поверхнею.

Час витримки деталей в ванні осталивание залежить від необхідної товщини шару покриття. Швидкість осадження металу на деталі 0,25-0,3 мм / год. Гладкі покриття при твердому осталивание виходять товщиною до 1,0-1,2 мм. У разі необхідності отримання покриттів більшої товщини процес осталивание слід проводити в кілька прийомів. При цьому пёрёд кожним новим осадженням металу необхідно виконати всі операції підготовки деталей до осталивание.

Пористе осталивание. Гладке тверде покриття має безліч мікроскопічних тріщин. Це дає можливість отримати шляхом анодної обробки (як і при хромування) пористу поверхню, яка при роботі сполучених деталей в умовах недостатнього змащення забезпечить створення стійкого мастильного шару. Глибина пір (каналів) досягає величини 0,07 0,1 мм. Густота сітки каналів залежить від концентрації електроліту і режиму роботи ванни осталивание.

Термічна обробка складається з нагріву деталі в масляній ванні (або в сушильній шафі) до температури 100-150 ° С. Метою її є збільшення корозійної стійкості покриття і зниження його водневої крихкості.

Переваги: ​​1) Висока твердість (650 кг / мм і зносостійкість покриття (рівна зносостійкості загартованої сталі марки 45) дозволяє використовувати цей спосіб для відновлення деталей: широкої номенклатури.

2) Висока міцність зчеплення твердого покриття з основним металом забезпечує надійну роботу деталей в важких умовах експлуатації. -

3) Невисока температура електроліту (до 100 ° С) при осадженні Металу не робить термічного впливу на відновлювану деталь (чи не порушує структуру металу і термічну обробку).

4) Отримання опадів товщиною 1,0-1,2 мм і більше (при повторенні процесу) дає можливість відновлювати деталі з біль 1вім зносом.

5) Вища рассеивающая здатність електролітів хлористого заліза в порівнянні з електролітами, використовуваними при хромування.

6) Високий вихід по струму (85-95%)

7) Висока продуктивність процесу (значно вище, ніж процесу хромування). -

8) недефіцитним матеріалів, використовуваних для приготування електроліту.

9) Вартість процесу осталивание нижче вартості процесу хромування.

10) Можливість автоматизації процесу, як і при хромування.

До недоліків осталивание слід віднести деяку складність підготовки деталей до нанесення покриття і необхідність частої фільтрації і систематичного коригування електроліту.

На закінчення необхідно відзначити, що застосування на ремонтних заводах твердого осталивание технічно можливо і економічно доцільно.