Электролитическое наращивание

При восстановлении изношенных поверхно­стей деталей электролитическим способом осу­ществляют наращивание следующих металлов: хрома, железа, никеля, меди. Электролитичес­кое наращивание металла основано на явлении электролиза. Электролизом называется хими­ческий процесс, который протекает при про­хождении электрического тока через электролит. Схема процесса электролиза показана на рис. 58. Молекулы электролита распадаются на ионы, обладающие электрическими заряда­ми. Всего образуется два рода ионов, из кото­рых одни заряжены положительно (катионы), а другие отрицательно (анионы). При пропус­кании тока через электролит ионы приходят в движение и начинают перемещаться по двум направлениям: катионы направляются к като­ду, а анионы — к аноду. Соприкасаясь с элект­родами, ионы разряжаются и превращаются в нейтральные атомы или группы атомов, кото­рые выделяются из раствора в виде металла или образуют новые вещества. У кислот, осно­ваний и солей положительно заряженными яв­ляются атомы водорода и металла, а отрица­тельно заряженными — кислотные остатки. Процесс электролиза протекает непрерывно, так как электролит пополняется все время но­выми ионами за счет растворения анода. В ка­честве катода подвешивается в ванне деталь, подлежащая покрытию.

Технологические процессы электролитиче­ского осаждения состоят из трех групп опера­ций: подготовки изношенной поверхности, осаждения и обработки наращенного слоя. Подготовка изношенной поверхности деталей заключается в механической обработке, обез­жиривании, травлении и декапировании. При наращивании используют различные металлы, дающие наименование процессу и обеспечива­ющие необходимые свойства восстановленной поверхности.

Хромирование. Восстановление изно­шенных деталей наращиванием хромового по­крытия возможно при небольших предельных износах. Хромированием не только восстанав­ливают первоначальные размеры деталей, но и увеличивают износостойкость. Применяется оно также и для декоративных покрытий. На катоде (восстанавливаемая деталь) происхо­дит осаждение металлического хрома. Анодом служит пластина, изготовленная из свинца с примесью 5—10% сурьмы. В качестве электро­лита используется раствор хромового ангидри­да, серной кислоты и дистиллированной воды.

Хромирование осуществляется в ванне, состоящей из двух баков, вставленных один в другой, облицованной с внутренней стороны кислотостойким материалом (винипластом или свинцом). Электролиты приготовляют из хромового ангидрида (150…250 г/л) и серной кислоты (1,5…2,5 г/л), растворяя их в дистиллированной воде. Покрытие проходит с наиболее высоким КПД при соотношении CrO3/H2SO4=100.

На бортах ванны с помощью изоляторов укреплены анодные и катодные латунные стержни, к которым подвешены свинцовые аноды и хромируемые детали. В качестве источников питания постоянного тока используют низковольтные генераторы АНД-500/250, АНД-1000/500, АНД-150/750 (в числителе указывается сила тока при напряжении 6 В, в знаменателе — при напряжении 12 В), селеновые выпрямители типа ВСМР, кремниевые выпрямители типа ВАКГ и др.

Необходимая температура электролита поддерживается водой, циркулирующей между двойными стенками ванны. Постоянство химического состава электролита обеспечивается периодическим добавлением в ванну хромового ангидрида.

Меняя температуру и плотность тока при неизменном составе электролита, можно получить три вида осадков хрома: молочные — мягкие, эластичные, обладающие высокой износостойкостью; блестящие — значительной твердости и хрупкости с мелкой сеткой трещин; матовые — высокой твердости, повышенной хрупкости и пониженной износостойкости.

При восстановлении деталей осаждают молочные и блестящие осадки.

Для повышения износостойкости деталей применяют пористое хромирование, которое хорошо удерживает масло, в результа­те чего обеспечивается жидкостное трение в соединениях с зазором. Важным свойством по­ристого хрома является его способность выдер­живать большие удельные давления, а также высокие температуры.

Пористое хромирование применяется для повышения износостойкости рабочих поверхностей поршневых колец и пальцев, гильз ци­линдров, шеек коленчатых валов, зубьев чер­вячных шестерен и других деталей.

Декоративному хромированию подвергают передние и задние буфера легковых автомоби­лей, облицовку радиатора, дверные ручки и другие детали арматуры.

Осталивание. Электролитическое осталивание основано также на явлении электро­лиза. При осталивании наращивание подготов­ленной поверхности детали осуществляется электролитическим железом. Ремонтируемую деталь помещают в ванну с электролитом и подвешивают ее к катоду. В качестве анода ис­пользуют пластины, изготовленные из мало­углеродистой стали. Наибольшее применение получил электролит следующего состава: двух- хлористое железо — 200 г/дм³, хлористый нат­рий—100 г/дм³, хлористый марганец — 10 г/дм³, соляная кислота — 0,5—0,8 г/дм³. Электроды соединяют с источником тока и про­пускают через электролит постоянный ток. Процесс протекает при температуре 60—75°С и плотности тока 5—60 А/дм². Получают слой толщиной до 1,5 мм с микротвердостью поверх­ности 600—650 кгс/мм². Осталиванием можно получить при другом составе электролита слой толщиной до 3 мм и-выше. Можно восстанав­ливать детали с ремонтных до номинальных размеров, обеспечивая сохранение принципа взаимозаменяемости.

Осталиванием восстанавливают цилиндри­ческие поверхности толкателей, клапанов, шейки под подшипники распределительных ва­лов, валиков масляного и водяного насоса, ва­лов сошек руля, поворотных цапф, подшипники скольжения и др.