menu
person

05:34
Хромирование Для Восстановления Деталей

Хромирование получило широкое распространение как для восстановления деталей и повышения их износостойкости, так и для декоративных и противокоррозионных целей.

Преимущества электролитического хрома:

  • —    электролитический хром — металл серебристо-белого цвета с высокой микротвердостью 400—1200 МН/м2 (в 1,5— 2,0 раза выше, чем при закалке ТВЧ), близкой к микротвердости корунда;
  • —    обладает высокой износостойкостью, особенно в абразивной среде (в 2—3 раза по сравнению с закаленной сталью);
  • —    устойчивостью в отношении химических и температурных воздействий, причем высокая коррозионная стойкость сочетается с красивым внешним видом;
  • —    имеет низкий коэффициент трения (на 50% ниже, чем у стали и чугуна);
  • —    высокую прочность сцепления покрытия с поверхностью детали.

Недостатки хромирования и хромового покрытия:

  • —    низкий выход металла по току (8—42%);
  • —    небольшая скорость отложения осадков (0,03 мм/ч);
  • —    высокая агрессивность электролита;
  • —    большое количество ядовитых выделений, образующихся при электролизе;
  • —    толщина отложения покрытия практически не превышает 0,3 мм;
  • —    гладкий хром плохо удерживает смазочное масло.

Электролитические осаждения хрома отличаются от других гальванических процессов как по составу электролита, так и по условиям протекания процесса. Эти особенности состоят в следующем: в качестве электролита используют хромовую кислоту (водный раствор хромового ангидрида Сг03) с небольшими добавками серной кислоты (H^SO^), а не растворы их солей, как при осаждении других металлов. Концентрация хромового ангидрида в электролите может колебаться в широких пределах — от 100 до 400 г/л, а серной кислоты — от 1 до 4 г/л (причем соотношение CrO3:HgS0должно находиться в пределах 90—120). В этом случае выход по току хрома наибольший и процесс идет устойчиво.

Количество трехвалентного хрома в ванне должно быть 3— 4% содержания хромового ангидрида; электролиз в хромовокислых электролитах ведется с нерастворимыми свинцовосурьмистыми анодами.

Применение растворимых хромовых анодов невозможно ввиду того, что:

  • —    анодный выход по току хрома в 6-8 раз выше катодного;
  • —    процесс осаждения хрома проводится при высокой катодной плотности тока (DK = 20-30 А/дм2). При повышении катодной плотности тока увеличиваются твердость осадка и хрупкость слоя, а при пониженных значениях А осадки получаются пластичными;
  • —    обратная зависимость выхода по току от температуры электролита и его концентрации. С повышением концентрации электролита выход по току резко понижается, тогда как в большинстве других гальванических процессов выход по току повышается;
  • —    хромовые ванны имеют плохую растворяющую способность, т. е. толщина осадков оказывается неравномерной в зависимости от положения анода по отношению к детали (катоду). На ближайших к аноду участках получается большая толщина слоя, а на удаленных — меньшая;
  • —    возникновение значительных растягивающих напряжений в электролитически осажденном слое. Напряжение тем больше, чем толще покрытие. При определенной толщине растягивающие напряжения достигают таких значений, которые приводят к отслоению покрытия. В хромовых покрытиях в связи с этим снижается усталостная прочность на 20-30%.

Указанные недостатки хромовых покрытий накладывают ограничение на максимально допустимую толщину слоя, которая не должна превышать 0,30 мм.

В зависимости от вида хрома выбирают состав электролита и определяют режим нанесения покрытия (табл. 21). Время, необходимое для получения заданной толщины покрытия. В ремонтной практике наибольшее распространение получил универсальный электролит.

При хромировании получают блестящие, молочные или серые покрытия (рис. 47). Блестящий хром характеризуется высокой микротвердостью (600—900 МН/м2), мелкой сеткой трещин, видимой под микроскопом. Осадки хрупкие, но с высокой износостойкостью. Молочный хром характеризуется пониженной микротвердостью (400—600 МН/м2), пластичностью и высокой коррозионной стойкостью. Серый хром отличается весьма высокой микротвердостью (900— 1200 МН/м2) и повышенной хрупкостью, что снижает его износостойкость. 

Состав электролитов и режимы хромирования

Наименование компонентов и параметров

 

 

Разведенный

Универсальный

Концентрированный

Хромовый ангидрид (СгОэ), г/л

120 1S0

200-250

350-400

Серная кислота (H2SO,), г/л

1,2-1,5

2.0-2.5

3,5-4,0

Температура электролита, °С

40-100

20-60

15.-.30

Плотность тока, А/дм;

50-65

45-55

40-50

Выход по току. %

16-18

13-15

10-12

В зависимости от того, в каких условиях работает восстановленная деталь, стремятся получить тот или иной вид осадка. Например, для деталей неподвижных соединений могут применяться как блестящие, так и молочные осадки. В подвижных соединениях, работающих при давлениях до 0,5 МПа, рекомендуются блестящие осадки; в деталях, работающих при давлениях свыше 5 МПа и знакопеременной нагрузке, — молочные осадки.

Саморегулирующий электролит. Его применяют для более устойчивой работы ванн хромирования. Это достигается путем введения в ванну труднорастворимого сульфата стронция.

Схема установки для струйного хромирования

Рис. 48. Схема установки для струйного хромирования: анод; 2 — устройство для поддержания уровня электролита 3 — наращиваемый вал; 4 — раздвижная кассета; 5 ванна; 6 — электролит; 7 —подогреватель; 8 — насос

Положительные свойства электролита:

  • —    возможность применения более высоких плотностей;
  • —    скорость осаждения выше, чем в сернокислых электролитах;
  • —    хорошая рассеивающая способность;
  • —    меньшая чувствительность к изменению температуры и к загрязнению электролита железом, медью и другими металлами.

Отрицательные свойства:

  • —    агрессивность и ядовитость электролита;
  • —    детали подвесных приспособлений, аноды и детали ванн разрушаются больше, чем в сернокислом электролите.

Холодные электролиты в ремонтном производстве применяют двух типов:

  • —    электролит с добавкой фтористых солей,
  • —    тетрахроматные.

Наибольшее распространение для восстановления изношенных деталей получил тетрахроматный электролит следующего состава (г/л):

  • —    СЮз — 350-400,
  • —    NaOH — 40-50,
  • —    H2S04 — 2-2,5,
  • —    сахар — 1—2.

Режим электролиза:

  • —    катодная плотность тока Dk = 50—100 А/дм2,
  • —    температура раствора — 17-23 “С.

Этот электролит позволяет получать качественные осадки с большой производительностью (выход по току 30-33% ), имеет меньшие внутренние напряжения. Покрытия получаются более мягкие, беспористые (без трещин), серого оттенка, легко полируемые до зеркального блеска. Применяют для получения защитно-декоративных покрытий. Особенность тетрахроматных электролитов — малая агрессивность к углеродистым сталям. Поэтому вполне допустимо изготовление ванн для хромирования из малоуглеродистой листовой стали без дополнительной футеровки.

Саморегулирующийся холодный электролит — наиболее перспективный электролит. Его состав (г/л):

  • —    хромовый ангидрид — 380—420,
  • —    кальций углекислый — 60—75,
  • —    кобальт сернокислый — 18—20.

Режим электролиза:

  • —    катодная плотность Dk = 100—300 А/дм2,
  • —    температура электролита — 18—25°С.

Преимущества электролита — высокий выход по току (35-40%).

Недостаток — требуются мощные холодильные агрегаты для достижения 18-25 'С при высокой плотности тока (до 200 А/дм2).

Специальные процессы хромирования. Пористое хромирование. Применяют для повышения износостойкости деталей, работающих при больших давлениях и температурах и недостаточной смазке. Пористый хром представляет собой покрытие, на поверхности которого специально создается большое количество пор или сетка трещин, достаточно широких для проникновения в них масла. Его можно получить механическим, химическим и электрохимическим способами. Наиболее широко применяют электрохимический способ, который заключается в том, что хром осаждается при режиме блестящего хромирования, обусловливающем появление в покрытии сетки микротрещин.

Для их расширения и углубления покрытие подвергают анодной обработке в электролите того же состава, что и при хромировании. В зависимости от режима хромирования и анодного травления можно выполнить пористость двух типов: канальчатую и точечную. Для получения пористых покрытий деталь хромируют в универсальном электролите при плотности тока 40— 50 А/дм2, а затем переключают полярность ванны и проводят анодное травление при той же плотности тока. Канальчатую пористость получают при температуре электролита 58—62 'С и продолжительности травления 6-9 мин, а точечную — при 50—52 “С и 10—12 мин. Пористые покрытия используют при размерном хромировании, например поршневых колец. Их толщина составляет 0,1-0,15 мм. Пористое хромирование колец увеличивает их износостойкость в 2—3 раза, а износостойкость гильзы — в 1,5 раза. Детали, покрытые пористым хромом, обычно подвергают термообработке в масле при температуре 150—200 “С в течение 1,5—2 ч для устранения водородной хрупкости и насыщения пор маслом.

Струйное хромирование. Его проводят в саморегулирующемся электролите при температуре 50—60 “С в широком диапазоне плотности тока, достигающей 200 А/дм2. Скорость протекания электролита 40—60 см/с, катодно-анодное расстояние — 15 мм. При этом получают блестящие покрытия. Выход по току достигает 22%, что вместе с высокой плотностью тока ускоряет процесс осаждения хрома: при t = 50 ”С и Dfc = 100 А/дм2 скорость осаждения составляет ОД мм/ч. При струйном хромировании в тетрахроматном электролите высококачественные покрытия осаждаются при DK = 150— 160 А/дм2 со скоростью 0,25 мм/ч. В универсальном электролите хромируют: при температуре — 50 'С, плотности тока — 70—90 А/дм2, скорости протекания электролита — 100— 120 см/с, катодно-анодном расстоянии 15 мм. Скорость осаждения хрома составляет 0,08—0,10 мм/ч. Схема установки для струйного хромирования показана на рис. 48.

Проточное хромирование. Оно обеспечивает блестящие покрытия повышенной твердости и износостойкости и улучшенной равномерности покрытия в универсальном электролите с повышенным содержанием серной кислоты (3-7 г/л) при температуре — 55—65 “С, плотности тока — 100— 150 А/дм2, скорости протекания электролита — 100—120 см/с и межэлектродном расстоянии — 15—30 мм. Выход по току составляет 20—21%. Способ эффективен для хромирования цилиндров и коленчатых валов двигателей.

Категория: Способы Восстановления Деталей | Просмотров: 60 | Добавил: autodromcar | Теги: электролит, выход, Хромирование, хром, плотность, покрытие, деталь, хромовый, Ток, температура | Рейтинг: 0.0/0

Похожие материалы

Всего комментариев: 0
avatar