УДК 621.357.5

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН К ГАЛЬВАНИЧЕСКОМУ ОСАЖДЕНИЮ ПОКРЫТИЙ

Захаров Юрий Альбертович1, Мусатов Григорий Анатольевич2
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент

Аннотация
Предварительная подготовка поверхности деталей к гальваническому осаждению покрытий – процесс, в значительной мере определяющий качество получаемого слоя и его прочность сцепления с основой. Существует несколько видов предварительной подготовки поверхности к гальваническому осаждению, каждый из которых имеет свои особенности, определяющие выбор того или иного способа обработки.

Ключевые слова: гальваническое покрытие, катодное травление, механическая обработка, обезжиривание, травление, электрохимическое травление.


PRELIMINARY PREPARATION OF A SURFACE OF DETAILS OF CARS TO TO GALVANIC SEDIMENTATION OF COVERINGS

Zakharov Yury Albertovich1, Musatov Grigory Anatolyevich2
1Penza state university of architecture and construction, candidate of technical sciences, associate professor
2Penza state university of architecture and construction, student

Abstract
Preliminary preparation of a surface of details for galvanic sedimentation of coverings – the process considerably defining quality of the received layer and its durability of coupling with a basis. There are some types of preliminary preparation of a surface for galvanic sedimentation, each of which has the features defining a choice of this or that way of processing.

Keywords: cathodic etching, degreasing, electrochemical etching., electroplated coating, etching, machining


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Захаров Ю.А., Мусатов Г.А. Предварительная подготовка поверхности деталей машин к гальваническому осаждению покрытий // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 2. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/02/46539 (дата обращения: 02.06.2017).

Гальваническое осаждение покрытий на восстанавливаемые поверхности деталей машин получило достаточно широкое распространение в авторемонтном производстве. Гальванические покрытия обладают рядом преимуществ по отношению к другим способам восстановления. Например, при осаждении гальванического покрытия отсутствует сильный нагрев детали, существует возможность нанесения слоя толщиной от нескольких микрометров до 2 мм, можно наносить слой металла или композиции металлов с заданными физико-механическими свойствами и так далее [1-3].

Для получения качественного гальванического осадка с высокой прочностью сцепления необходимо обеспечить точное соблюдение требования технологического процесса электролиза, а также требуемую подготовку восстанавливаемой поверхности к осаждению покрытия. Именно предварительная подготовка поверхностей деталей к гальваническому осаждению покрытий во много определяет величину прочности сцепления осадка с поверхностью детали, что в конечном итоге обуславливает пригодность и долговечность восстановленной детали.

Предварительная подготовка поверхностей деталей машин к электролитическому осаждению покрытий заключается в проведении предварительной механической обработки, обезжиривания и травления с промежуточными промывками в теплой и холодной воде.

Предварительная механическая обработка предназначена для удаления следов изнашивания и придания поверхностям детали правильной геометрической формы. В процессе предварительной механической обработки детали обычно шлифуют до шероховатости, соответствующей 6…7-му квалитету точности, или зачищают шкуркой (при небольших равномерных износах), а также может применять чистовое растачивание или обтачивание (в зависимости от величины припуска на обработку, величины износа и вида детали) [1-3]. Механическая обработка применяется в тех случаях, когда существует необходимость устранить следы изнашивания (царапины, задиры, риски и так далее) и для устранения дефектов геометрической формы изношенной поверхности (овальность, седлообразность, бочкообразность и так далее).

Обезжиривание проводится с целью очистки поверхности от различных жиров, окислов и других загрязнений. Все загрязнения при попадании в электролит снижают его качество, а жировые пленки, изолируя металл от электролита, препятствуют осаждению покрытия. Обезжиривание может быть щелочным или кислотным, химическим или электрохимическим, с применением органических и неорганических растворителей.

Наибольшее распространение в авторемонтном производстве получило щелочное обезжиривание, которое выполняется химическим или электрохимическим способами [1-3]. При химическом обезжиривании детали загружают в горячий щелочной раствор и выдерживают в нем определенное время или натирают поверхность детали «венской известью», с последующей промывкой. «Венская известь» представляет собой «кашицеобразную» смесь из очищенной окиси кальция с небольшими примесями окиси магния, и технологических добавок [1]. Обезжиривание «венской известью» дает отличные результаты и иногда незаменимо при обезжиривании отдельных участков крупных деталей сложной конфигурации.

Сущность электрохимического обезжиривания заключается в том, что детали, погруженные в щелочной раствор, включают в цепь электрического тока в качестве анода и катода. Наиболее часто для этих целей применяются комплексные электролиты, состоящие из каустической и кальцинированной соды, тринатрийфосфата и жидкого стекла. Высокое качество очистки достигается в щелочном растворе следующего состава (г/л): Na2CO3 – 30…50, Na3PO4 × 12H2O – 15…25, NaOH – 30…50, Na2SiO3 – 2…3 при температуре (55 ± 1) К. Время очистки чугунных деталей на катоде составляет (10 ± 2) мин. при плотности тока 10…14 А/дм2[1].

Для удаления окисных пленок, образующихся на поверхности металла под воздействием окружающей среды или в процессе обработки, а также для выявления структуры металла проводят химическое или электрохимическое травление. Электрохимическое травление бывает анодным и катодным.

Химическое травление черных металлов проводится в основном в растворах соляной, серной кислот и их смесях [1]. Фосфорная, азотная и плавиковая кислоты находят ограниченное применение. Это обусловлено тем, что при травлении в фосфорной и плавиковой кислотах, образующиеся на поверхности деталей пленки фосфатов фторидов железа препятствуют прочному сцеплению покрытий с основой. Азотная кислота очень сильно разъедает и окисляет поверхность. Кроме того, все они чрезвычайно ядовиты. Процесс химического травления малопроизводителен и может применяться для травления поверхностей деталей штучного и индивидуального производства. В растворах быстро накапливаются ионы железа, что требует частой их замены [1]. Независимо от того, в какой кислоте проводится травление, оно сопровождается выделением водорода, который, проникая в металл, повышает его хрупкость, уменьшает вязкость и прочность, что оказывает большое влияние на эксплуатационные характеристики деталей, особенно, работающих при знакопеременных нагрузках.

Электрохимический способ травления значительно уменьшает время обработки деталей, снижает расход материалов, позволяет обрабатывать материалы различного химического состава. Применяются два способа электрохимического травления: анодный и катодный [1, 4-6].

Катодное травление не применяется для подготовки изношенных деталей машин к нанесению покрытий, его целесообразно применять для полированных деталей и деталей высокой точности. Это обусловлено тем, что при катодном травлении обрабатываемая поверхность практически не растворяется, а очищение поверхности происходит за счет механического отрывания окислов бурно выделяющимся водородом. При катодном травлении возможно насыщение обрабатываемой поверхности водородом, что может привести к появлению «водородной хрупкости» поверхности.

Анодное травление улучшает некоторые механические свойства металла за счет растворения поверхностного слоя, обогащенного внутренними дефектами и концентраторами напряжений, а также исключает наводораживаемость металла. Анодное травление проводят в 30%-ном растворе серной кислоты при температуре 291-298 К и анодной плотности тока 18-20 А/дм2 в течение 1,5-2,0 мин [1]. Через некоторое время после начала травления напряжение на ванне повышается, а сила тока снижается. Это объясняется переходом металла из активного состояния в пассивное и сопровождается бурным выделением кислорода. Пузырьки последнего срывают травильный шлам, и обрабатываемая поверхность становится чистой с отчетливо выявленной кристаллической структурой и специфическим микрорельефом. Качество обработки контролируют визуально – для правильно протравленных деталей характерна матовая светло-серая поверхность без блеска, темных пятен и следов травильного шлама.

В ремонтном производстве для повышения надежности процесса также применяется электрохимическое анодное травление непосредственно в электролите осаждения [1-6]. Применение такого анодного травления позволяет сократить количество основных и вспомогательных подготовительных операций, что положительно сказывается на производительности и надежности процесса осаждения


Библиографический список
  1. Захаров, Ю.А. Совершенствование технологии восстановления посадочных отверстий корпусных деталей проточным электролитическим цинкованием [Текст]: дис. … канд. техн. наук: 05.20.03: защищена 20.12.01: утв. 26.04.02 / Захаров Юрий Альбертович. – Пенза, 2001. 170 с.
  2. Захаров, Ю.А. К вопросу о совершенствовании гальванических способов восстановления деталей мобильных машин [Текст] / Ю.А. Захаров, И.А. Спицын, Е.В. Ремизов, Г.А. Мусатов // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. – 2014. – №4(12). – С. 99-104.
  3. Захаров, Ю.А. Совершенствование технологического процесса гальванического цинкования деталей транспортно-технологических машин и комплексов [Текст] / Ю.А. Захаров, И.А. Спицын, Е.В. Ремизов, Г.А. Мусатов // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. – 2014. – №4(12). – С. 105-111.
  4. Захаров, Ю.А. Устройство для гальваномеханического осаждения покрытий на внутренние цилиндрические поверхности деталей автомобилей  [Электронный ресурс] / Ю.А. Захаров, И.А. Спицын, Е.В. Ремизов, Г.А. Мусатов // Инженерный вестник Дона: электронный научный журнал. №4, 2014. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N4y2014/2676 (дата обращения 12.01.2015).
  5. Захаров, Ю.А. Основные дефекты корпусных деталей автомобилей и способы их устранения, применяемые в авторемонтном производстве [Электронный ресурс] / Ю.А. Захаров, Е.В. Ремзин, Г.А. Мусатов // Инженерный вестник Дона: электронный научный журнал. №4, 2014. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N4y2014/2584
  6. Захаров, Ю.А. Преимущества гальваномеханического осаждения металлов при восстановлении деталей мобильных машин [Текст] / Ю.А. Захаров, Е.В. Ремизов, Г.А. Мусатов // Молодой ученый. – 2015. – №1. – С. 66-68.


Все статьи автора «Захаров Юрий Альбертович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: