Технология капитального ремонта машин, страница 26

Прочность сцепления можно повысить напылением на деталь «подслоя» из тугоплавких металлов (молибден), а также путем напыления покрытия в среде защитных газов или в вакууме. Усталостная прочность детали при металлизации почти не снижается. Однако, дробеструйная обработка и накатка зубчатым рожком перед металлизацией снижает усталостную прочность (как и самой детали без покрытия), хотя они и хороши с точки зрения обеспечения сцепления покрытия с подложкой. Исследования показали, что рваная резьба и электроискровая обработка снижает предел выносливости деталей, поэтому не рекомендуются.

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ.

Электролитические (Гальванические) покрытия широко применяются при восстановлении деталей, выбраковываемых при сравнительно малых износах. При гальванических процессах не происходит значительного нагрева деталей структурных изменений и изменений физико-механических свойств металла деталей.

Припуски на механическую обработку при гальванических покрытиях очень малы по сравнительно с наплавкой, твердость покрытий зависит от режима и металла покрытий: она может быть очень малой (50-70 HV для цинковых) и очень велика (1200НV для хромовых). Широкое распространение в ремонтной практике нашли гальваническое хромирование и осталивание, меньшее - никелирование, меднение и цинкование. Из химических покрытий применяются процессы химического никелирования, оксидирования и форматирования.

СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ

МЕТАЛЛА.

Растворы, в которых при прохождении электрического тока происходят химические процессы, называются электролитами.

Химические процессы, происходящие при пропускании тока через электролиты, называются электролитами.

В качестве электролита при гальваническом осаждении металла на поверхность деталей используют водные растворы солей тех металлов, которые необходимо получить на детали в покрытии. В молекуле соли подвергаются электролитической диссоциации на положительно заряженные ионы металла и на отрицательно заряженные ионы кислотного остатка. В состав электролита также входит кислота, которая при диссоциации образует, кроме ионов кислотного остатка еще и положительно заряженные ионы водорода.

Вода также подвергается электролитической диссоциации с образованием положительно заряженных ионов водорода и отрицательно заряженных ионов гидроксильной группы.

Катодом при гальваническом осаждении металлов из электролитов является восстанавливаемая деталь, а анодом - металлическая пластинка.

Применяют два вида анодов: растворимые, которые изготовляют их того же металла, который необходимо осадить на деталь; и нерастворимые - из свинца и других кислостойких металлов. При прохождении постоянного тока через электролит на катоде разряжается положительно заряженные ионы, и, следовательно, выделяется металл и водород. На аноде при этом происходит разряд отрицательно заряженных ионов и выделяется кислород. Металл анода растворяется и переходит в раствор в виде ионов металла, осаждавшихся на катоде (деталь). В соответствии с законом Фарадея масса вещества, выделившегося при электролизе на катоде, может быть определена по Формуле:

s_ф=СJt₀ ,где

С - электрохимический эквивалент, г/А-Ч, J - сила тока, А, t_o - продолжительность процесса, Ч.

Ввиду того, что при электролизе ток расходуется не только на осаждение металла, но и на выделение других веществ (водорода) и на нагрев электролита, фактическое количество металла, выделившегося на катоде, будет меньше:

s_ф=as_Т = aСJt₀

a-коэффициент выхода металла по току. Этот коэффициент можно определить:

q₂-q₁

q₁,q₂ - соответственно масса детали до покрытия и после покрытия её металлом. При восстановлении детали гальваническим наращиванием необходимо знать продолжительность процесса электролиза. Её определяют, исходя из требуемой толщины покрытия, которая зависят от величины износа детали и необходимого припуска на обработку.

Фактическая масса металла, которая должна быть нанесена на деталь при её восстановлении, может быть определена из выражения:

s_ф=hF_K g ,