Технологии
 
 

Технологический процесс твёрдого гальванического железнения (осталивания) в холодном электролите с использованием асимметричного и постоянного токов.

Область применения:

  1. Основное применение восстановление изношенных стальных и чугунных деталей типа «вал» и типа «отверстие»

  2. Упрочняющее покрытие деталей

Гальванопластическое наращивание Физико-механические характеристики:

  • Прочность сцепления покрытия с деталью – не менее 45 кГс/мм2

  • Твёрдость покрытия – 45-58 ед HRc

  • Рекомендуемая твёрдость – 48-52 ед HRc (достигается максимальная износостойкость покрытия и сопряженной детали)

  • Скорость осаждения покрытия 0,40-0,45 мм/ч (0,8-0,9 мм/ч на диаметр)

  • Допустимая толщина покрытия без промежуточной мехобработки: в ванне – 1,0 мм (2,0 мм на диаметр), в протоке – 1,5-1,8 мм (3,0-3,6 мм на диаметр)

  • Структура покрытия столбчатая с большим количеством микропор и микротрещин, удерживающих смазку, что резко снижает износ деталей

  • Коррозионная стойкость низкая

Преимущества и недостатки

  1. По сравнению с термическими методами восстановления (наплавкой, напылением, термоусадкой) гальваническое железнение проводится при комнатной температуре, поэтому не оказывает влияние на структуру материала детали, не вызывает возникновения зон повышенных внутренних напряжений в металле и не приводит к зарождению трещин в нём. Стоимость оборудования и расходуемых материалов для гальванического железнения значительно ниже, чем для термических методов.

  2. По сравнению с хромированием:

    • Скорость железнения в 5-10 раз выше скорости хромирования.

    • Толщина хромового покрытия не может привышать 0,2 мм., т.е. в 5-9раз меньше железнения

    • Хромирование значительно дороже железнения

    • Электролит хромирования токсичен, его применение связано с использованием повышенных мер безопасности при эксплуатации и дорогостоящих методов очистки сточных вод и отработанных электролитов

    • Железное покрытие имеет меньшую твёрдость, чем хромовое. Однако износостойкость железа часто не уступает хромовому.

  3. По сравнению с другими техпроцессами железнения.

    • Горячее железнение проводится при температуре электролита 80-90оС на постоянном токе. Свойства осадка железа идентичны по твёрдости, структуре и износостойкости приведённым. Основные недостатки – высокая температура раствора и низкое сцепление покрытия с основной деталью (считается нормой до 10% явного брака по сцеплению). Некоторые детали (например, цементированные) вообще не могут быть покрыты.

    • Холодное железнение ведётся при комнатной температуре на асимметричном токе. Сцепление покрытия с деталью очень высокое (45кгс/мм2) не зависимо от материала и способа его закалки. Очень высокая твёрдость покрытия (до 58ед). Скорость осаждения часто такая же, как при горячем железнении, хотя плотность тока в 1,5-2 раза ниже(т.е. выход по току часто значительно выше 100%). Это обусловлено включением в осадок большого количества гидроокиси, что придаёт осадку свойства абразива. Поэтому в трущихся парах это покрытие приводит к быстрому износу сопряжённых деталей.

    • Предлагаемый процесс железнения сохраняет и даже усиливает положительные качества этих процессов и в значительной мере устраняет их недостатки.

Варианты техпроцесса

  1. Покрытие в стационарной ванне Минимальное число ванн для стационарного процесса-3.: ванна анодной очистки, ванна промывки и ванна железнения. Габариты ванн и площадь участка (от 15 до 40 м2) зависит от программы и номенклатуры восстанавливаемых деталей. Наиболее экономически выгодно железнить по этой технологии детали не требующие сложной изоляции непокрываемых поверхностей, особенно при массовом производстве. На САРЗ в ванне железнились клапана и толкатели (по 144 шт. за 1 загрузку – 1,5 ч.), шкворни (20 шт.), кулаки поворотные (по 12 шт.)

  2. Покрытие в проточном электролите Покрытие некоторых деталей в ванне сопряжено с трудностями из-за необходимости сложной и дорогостоящей изоляции непокрываемых поверхностей или просто невозможно из-за габаритов или сложной конфигурации. В этом случае рекомендуется железнение в проточном электролите. Суть процесса состоит в том, что роль ванны выполняет монтируемая непосредственно на покрываемую поверхность камера, через которую прокачивается электролит железнения. При этом подготовка под покрытие проводится непосредственно в электролите железнения методом «бесшламного» травления. Этим способом восстанавливаются изношенные отверстия корпусных деталей, нижней головки шатуна и т.п., а также детали типа «вал»-коленвалы и т.п.

Целесообразно на участке железнения иметь оба варианта, для чего достаточно оснастить ванну железнения системой прокачки электролита (насос и фильтры), столом покрытия корпусных деталей и вращателем для деталей типа «вал». Электрооборудование (выпрямитель и источник асимметричного тока) для обоих вариантов одинаковы.

Дополнительные предложения по восстановлению деталей подвижного состава гальваническими методами

Техпроцесс меднения деталей

На авторемонтных заводах применялся для восстановления втулок верхних головок шатунов и др. В локомотивном депо (Саратов, В.Баскунчак и т.п.):

  • Восстановление бронзовых втулок компрессоров:

    Порядок восстановления:

    Разрезать втулку по образующей фрезой, толщиной 1мм., меднить по наружной поверхности на толщину 0,18мм, запрессовать втулку в отверстие детали, Обработать развёрткой под номинал.


  • Восстановление колец газового стыка и других уплотняющих прокладок (медных или медненных стальных). Изготовление колец гальванопластическим наращиванием или меднением стальных заготовок. В Т4-11 восстанавливалось от 1,5 до 2,5тыс. колец ТЭП-60, ТЭП-70, в В.Баскунчаке- до 300колец ЧМЭ в год.

  • Изготовление стальных меднённых на 1-1,5 мм контактов взамен медных.

  • Меднение инструмента на толщину 0,5-1,0 мм для работ в пожаро-взрывоопасной среде.


 
ecogal.tesar.ru