Восстановление деталей гальваническим способом и методом наплавки

При цинковании используют цинковые аноды марок ЦО, Ц1, и Ц2, которые во избежание загрязнения электролита необходимо помещать в чехлы из кислотостойкой ткани. Детали предварительно обезжиривают, промывают и подвергают химическому травлению в растворе серной кислоты.

Меднение.

Меднение - это процесс гальванического нанесения слоя меди толщиной от 1 мкм до 300 мкм и более.

Медные покрытия обладают высоким сцеплением (адгезией) с различными металлами, высокой пластичностью и электропроводностью.

Меднение металла часто применяется в реставрационных работах при восстановлении хромированных частей автомобильной или мото-техники, выступая как подслой, для других покрытий, а так же для восстановления втулок после обжатия.

Технология меднения

Различают 2 типа медных электролитов: кислые и щелочные.

Кислые электролиты меднения

Наиболее распространены электролиты двух видов - сернокислые и борфтористоводородные.

Наибольшее применение нашли сернокислые электролиты, отличающиеся простотой состава, устойчивостью и высоким выходом по току (до 100%).

Перед меднением стальных деталей в кислых электролитах их предварительно меднят в цианистых электролитах или осаждают тонкий подслой никеля.

Недостатком этих электролитов является невозможность непосредственного покрытия стальных и цинковых деталей вследствие контактного выделения меди, имеющей плохое сцепление с основным металлом, а также их незначительная рассеивающая способность и более грубая структура осадков по сравнению с другими электролитами.

Технологический процесс меднения аналогичен процессу хромирования и состоит из следующих операций: крепления детали нa подвесное приспособление, обезжиривания, промывки в воде, декапирования, промывки в воде, меднения, промывки в воде и снятия детали с подвесного приспособления.

Втулка из цветных сплавов, а также стальные детали, предварительно покрытые слоем никеля, меднят в сернокислом электролите следующего состава (в г на 1 л воды): сернокислая медь CuSО4·5H2O- 200-250; серная кислота H2SO4 -- 50--75. Режим меднения рекомендуется такой: температура электролита 15--18° С, плотность тока 2 а/дм2. Выход металла по току составляет 98%; в течение 1 часа осаждается слой металла толщиной 20 мк.

Перед меднением в сернокислом электролите деталь декапируют в 10%-ном растворе серной кислоты. Продолжительность обработки 8--10 сек.

Для меднения стальных деталей целесообразно применять пирофосфорный электролит, потому что в этом случае не требуется предварительного никелирования. В пирофосфорном электролите получают тонкие, плотные слои меди. Перед меднением в пирофосфорном электролите деталь в течение 5--7 мин. подвергают анодной обработке в растворе, содержащем 200 г фосфорной кислоты (уд. вес 1,7), 50 г серной кислоты (уд. вес 1,84), 10 г хромового ангидрида на 1 л воды.

Режим обработки следующий: плотность тока 8--10 а/дм3. температура электролита 18--20° С. При этой обработке применяют катоды из свинцовых пластин. Пирофосфорный электролит имеет следующий состав: 35 г сернокислой меди CuSО4·5H2О; 140 г пирофосфорного натрия Na4P2О7·10H2O7; 95 г фосфорнокислого натрия Na2HPО4·12H2O на 1 л воды. Электролит нагревают до температуры 25--35° С, плотность тока равна 0,5--0,75 а/дм2. Аноды изготовляют из пластин красной меди M1.

При меднении в пирофосфорном электролите выход металла по току составляет 90--95%. В течение часа осаждается слой меди толщиной 30--32 мк.

Исследованиями, которые проводились в ряде научно-исследовательских институтов и в заводских лабораториях, установлена целесообразность меднения на токе переменной полярности.

Сущность процесса заключается в том, что в процессе электролиза циклично изменяют направление постоянного тока. Реверсирование тока оказывает влияние на процессы поляризации. В момент изменения направления (после того, как электрод поляризовался катодно или анодно) возрастает величина тока по сравнению с током поляризации (заданной). Следовательно, в начальный момент после изменения полярности электродов процесс осаждения металла протекает при большей плотности тока по сравнению с заданной. Такое изменение плотности тока влияет нa качество покрытия. Вследствие малой продолжительности анодной поляризации детали потери металла покрытия незначительны. Реверсивный ток оказывает денассивирующее действие нa растворимые аноды в периоды их катодной поляризации. Поэтому при реверсивном токе возможно повышение плотности тока пo сравнению с рекомендуемой при электролизе с прямым током.

При меднении на токе переменной полярности увеличивается скорость отложения металла и повышается плотность покрытия. Мелкокристаллическое, плотное и гладкое покрытие обеспечивает значительное повышение стойкости против коррозии. Твердость медного покрытия повышается на 15--20% но сравнению с твердостью металла, полученного при постоянном токе. Особенно целесообразно меднение на токе переменной полярности для получения значительных по толщине осадков.

Рекомендуется также при меднении на токе переменной полярности применять сернокислый электролит, содержащий 250 а CuSО4·7Н2О и 50 г H2SО4на 1 л воды.

Режим обработки следующий: температура электролита 18-- 25° С, плотность тока на деталях 5 а/дм2, полный период обработки T = 10 сек., отношение продолжительности периодов рекомендуется tк/tа=5/1 (где tк -- катодный период и tа -- анодный период).

При гальванической обработке деталей ток переменный полярности получают двумя способами: реверсирование тока в цепи со стороны гальванической ванны (прямое реверсирование) и реверсирование тока в цепи возбуждения генератора постоянного тока (косвенное реверсирование). Контакторы приборов включаются при помощи реле. Наиболее совершенными являются устройства для прямого реверсирования. В настоящее время промышленность выпускает автомат АРТ-2 для прямого реверсирования тока до 300 а.

Заключение

К основным способам восстановления деталей относятся следующие: хромирование, осталивание (железнение) наплавка электродами и в среде защитных газов.

Все эти основные способы, хотя и не являются равнозначными, все же используются в ремонтном производстве в большей или меньшей мере в зависимости от его объёма, оснащенности и прочего.

В большинстве случаев, восстанавливаются дорогостоящие детали промышленных машин либо их узлов, в автомобилестроении ,особенно на легковых автомобилях, используется не часто, ввиду не доступности способа восстановления, сложности либо высокой цене.

Тема «восстановление деталей» является довольно важной, но на данный момент, это не самый востребованный способ, изношенную деталь зачастую проще заменить, чем отремонтировать.

Помимо восстановления деталей гальваническими покрытиями или восстановлением наплавкой, появляются более современные технологии ремонта, такие как , покрытие полимерами, например «смазочное покрытие» «МС 2000» представляющий собой суспензию дисульфида молибдена в полимерной основе, покрытие способно лишь улучшить геометрию изношенной поверхности и то это не основная ее задача, однако успешно применятся в ремонте деталей машин и мотоциклов, поскольку не требует сложного оборудования и больших затрат.

Из этого следует сделать вывод, что вполне возможно, что на смену гальванике придут полимерные покрытия, более дешевые и не требующие специального оборудования.

Чтобы завоевать позиции на рынке товаров, восстановительное производство должно достичь и поддерживать нормативный уровень качества выпускаемых деталей, а для большей эффективности своей работы непрерывно уменьшать удельный расход производственных ресурсов, обеспечивается путем повышения технического уровня производства, а счет совершенствования средств восстановления деталей при их полной загрузке, внедрения новых ТП и передовой организации труда.

Список использованной литературы

1. Воловик Е. Л. Справочник по восстановлению деталей / Е. Л. Воловик. М.: Колос 2012. - 351 с.

2. Гамбург Ю.Д. «Теория и практика электроосаждения металлов» / Ю.Д. Гамбург, Дж. Зангари ; пер. с англ. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. 438 с.

3. Лебедева А.П. Восстановление деталей машин/ А.П. Лебедева Т.Н. Погорелова .-СПБ: Наука, 2014.- 672с.

4. Лукьянов В.Ф. Восстановление деталей сваркой и наплавкой / В.Ф. Лукьянов Ю.Г. Людмирский Н.Г. Дюргеров .- учебное пособие ДГТУ:Ростов на Дону,2012.-210с.

5. Мамаев В.И., Кудрявцев В.Н. Никелирование : учебное пособие под редакцией проф. В.Н. Кудрявцева. - М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2014. - 198 с.

6. С.А. Клименко Обработка и упрочнение поверхностей при изготовлении и восстановлении деталей / С.А. Клименко В.И. Бородавко В.С. Ивашко М.Л. Хейфец.- СПБ: Лань ,2013.-463с.

Размещено на Allbest.ur