Технология ремонта автомобилей и дорожных машин

5. Описание  способа восстановления деталей хромированием  в саморегулирующимся электролите.

Процесс нанесения покрытий на детали включает в себя три группы операций: подготовку детали к нанесению покрытия, нанесения покрытия и обработку детали после покрытия.

Подготовка  деталей к нанесению покрытия включает в себя следующие операции: механическую обработку поверхностей, подлежащих наращиванию; очистку деталей от окислов и предварительное обезжиривание; монтаж деталей на подвесное приспособление; изоляцию поверхностей, не подлежащих покрытию; обезжиривание деталей с последующей промывкой в воде; анодную обработку (декапирование).

Предварительная механическая обработка детали имеет  цель придать восстанавливаем поверхностям правильную геометрическую форму. Производится эта обработка в соответствии с рекомендациями по механической обработке соответствующего материала.

Очистку деталей от окислов с цель “оживления”  поверхности проводят обработку  поверхности путем обработки  шлифовальной шкуркой или мягкими  кругами с полировальной пастой. Предварительное обезжиривание деталей производят путем промывки в растворителях (уайт-спирите, дихлорэтане, бензине и др.).

При монтаже  деталей на подвесное приспособление необходимо обеспечить надежный их электрический контакт с токоподводящей штангой, благоприятные условия для равномерного распределения покрытия по поверхности детали и для удаления пузырьков кислорода, выделяющихся при электролизе.

Для защиты поверхностей, не подлежащих наращиванию, применяют: шапон-лак в смеси с  нитроэмалями в соотношении 1:2, нанося его несколько слоев при послойной сушке на воздухе; чехлы из полихлорвинилового пластиката толщиной 0,3-0,5 мм; различные футляры, втулки, экраны, изготовленные из неэлектропроводных кислотостойких материалов (эбонит, текстолит, винипласт и т. п.).

Окончательное обезжиривание подлежащих наращиванию поверхностей деталей наиболее часто производят путем электрохимической обработки в щелочных растворах следующего состава: едкий натр - 10 кг/м³, сода кальцинированная - 25, тринатрийфосфат - 25, эмульгатор ОП-7 3-5 кг/ м³ . Режим обезжиривания: температура 70-80°С, плотность тока 5-10 А/дм², длительность процесса 1-2 мин.

Детали  при электрохимическом обезжиривании  завешивают на катодную штангу. При  электролизе на поверхности детали выделяется водород, который химически срывает жировую пленку и таким образом ускоряет процесс омыления и эмульгирования жиров. Во избежание наводораживания сменяют полярность на обратную и в течении 0,2-0,3 мин обрабатывают детали на аноде.

Детали  простой формы можно обезжиривать также путем протирки кашицей  венской извести, состоящей из смеси окиси кальция и окиси магния с добавками 3% кальцинированной соды и 1,5% едкого натра. Эту смесь разводят водой до пастообразного состояния и наносят на детали волосяными кистями.

После обезжиривания детали промывают  в горячей, а затем в холодной воде, Сплошная, без разрывов, пленка воды на обезжиренной поверхности свидетельствует о хорошем качестве удаления жиров.

Декапирование (анодную обработку) производят для  удаления тончайших оксидных пленок с поверхности детали и обеспечения наиболее прочного сцепления гальванического покрытия с подложной. Эта операция непосредственно предшествует нанесению покрытия.

При хромировании анодную обработку производят в  основном электролите. Детали завешивают в ванну для хромирования и для прогрева выдерживают 1-2 мин без тока, а затем подвергают обработке на аноде в течении 30-45 с при анодной плотности тока 25-35 А/дм². После этого не вынимая детали из электролита, переключают их на катод и наносят покрытие.

В ряде случаев перед декапированием осталиваемые детали подвергают анодному анодному травлению. Анодному травлению перед  декапированием подлежат детали, не подвергающиеся механической обработке. Травление  в этом случае происходит в специальной  ванне с хлористым электролите.

Обработка деталей после нанесения покрытия включает следующие операции: нейтрализацию  деталей от остатков электролита; промывку деталей в холодной и горячей  воде; демонтаж деталей с подвесного приспособления и удаление изоляции; механическую обработку детали до требуемого размера; термическую обработку (при необходимости).

Этот  порядок выполнения заключительных операций сохраняется при нанесения  покрытий из любых электролитов, однако конкретные процессы имеют некоторые  особенности.

Так, если детали подвергались хромированию, то их сначала промывают в ванне с дистиллированной водой (для улавливания электролита), а затем - в проточной воде, после чего погружают на 0,5-1 мин в 3-5% -ный раствор кальцинированной соды (для нейтрализации остатков электролита) и окончательно промывают в теплой воде. Затем детали снимают с подвесных приспособлений, удаляют с них изоляцию и сушат в сушильном шкафу при температуре 120-130°С. В некоторых случаях для снятия внутренних напряжений в хромовых покрытиях детали проходят термообработку с нагревом до 180-200°С в масляной ванне и выдержкой при этой температуре в течении 1-2 ч.

Вообще  сущность любого метода хромирования заключается в переносе йонов  металла на ремонтируемую поверхность детали, которая является катодом. Любые способы хромирования протекают в ваннах в растворах электролитов (холодных и горячих).

Хромирование  саморегулирующемся электролите отличается от других видов тем, что при введении в электролит вместо серной кислоты трудно растворимых солей сернокислого стронция SrSO₄ и кремнистого калия К₂SiF₆ в количестве, превышающем их растворимость, электролит становится устойчивым, так как автоматически поддерживается постоянная концентрация йонов SO₄ и SiF₆. При избытке в электролите указанных солей, превышающих их растворимость, часть солей будет находиться в растворе в виде диссоциированных йонов, а часть на дне ванны в виде твердой фазы. При изменении концентрации хромового ангидрида концентрация йонов SO₄ и SiF₆ будет автоматически поддерживаться постоянной за счет частичного растворения солей. Таким образом, необходимость в частых корректировках электролита отпадает. Применяется следующий состав электролита (г/л): хромовый ангидрид 200-300; сульфат стронция 5,5-6,5; кремнефторид калия 18-20. Плотность тока D_к=50-100 А/дм²; t=50-70° C; выход по току 17-18%.

В саморегулирующимся электролите можно получать все  три вида хромовых осадков. Скорость отложения осадка при плотности 60 А/дм² и t=55-65° C достигает 45-50 мкм/ч.

Вследствие  агрессивности электролита свинцовая футировка ванны не пригодна из-за сильного растравливания. Хорошим материалом для ванн является нержавеющая сталь 1Х18Н9. В качестве материала для анодов применяют синцово-оловянистые сплавы, из которых лучшим является припой ПОС-10. По причине агрессивного действия электролита на металл необходима тщательная защита поверхности деталей, не подлежащих хромированию. Изоляционными материалами здесь могут быть винипласт, полихлорвинил, плестиглас, а также специальные составы.

   В настоящее время разработаны и исследованы новые составы саморегулирующихся электролитов, значительно устраняющие недостатки сульфато-кремнефторидного электролита. Для примера привожу состав сульфато-кремнефторидного электролита с добавкой бихромата калия. (г/л): CrO₃=250; SrSO₄=6-8; K₂SiF₆=20; K₂Cr₂O₇=110; режим хромирования D_к=30-100 А/дм²; t=40-70° C; выход по току 17-24%. При применении данного электролита получение блестящих осадков возможно при пониженных температурах и плотностях тока, коррозионная активность активногсть электролита значительно снижается. 

6. Разработка  технологического процесса.

Перед разработкой технологического процесса восстановления детали выбираю базы (см. карты эскизов). Проводим основные операции по подготовке детали к восстановления.

Разрабатываем схему технологического процесса. Последовательность операций устанавливваю с учетом особенностей своей детали.

Схема технологического процесса:

 
 

7. Нормирование  операций, связанных с восстановлением поверхностей детали.

Техническая норма штучно-калькуляционного времени (в минутах) определяется по формуле:

t_шк=t_o+ t_в +t_обс+t_от+t_п-з/n,

где t_o-основное технологическое время, необходимое для целенаправленного воздействия на деталь (время на хромирование или наплавку);

       t_в-вспомогательное время, затрачиваемое на установку и снятие детали, измерение размеров, подвод, отвод инструмента и т.д.;

       t_обс-время организационного и технологического обслуживания рабочего места;

       t_от-время на отдых и личные надобности работающего;

       t_п-з-время на подготовительные и заключительные работы, которое рассчитывают на партию деталей;

       n - число деталей в партии.

Время (t_o+ t_в) называется оперативным t_oп, а время (t_обс+t_от) - дополнительным и берется впроцентах  от t_oп.

Тогда

t_шт=(1+к/100) t_oп,

где t_шт-штучное время, мин;

       к-коэффициент, учитывающий время  на обслуживание рабочего места, %.

t_шк= t_шт+t_п-з/n. 

1. Нормирование  операции хромирования цилиндрической поверхности.

Основное время  нахождения деталей в ваннах (время  наращивания металла), мин:

,

где h-толщина слоя покрытия 0,2мм;

      g-плотность осаждаемого металла 7,8;

      Pк-катодная плотность тока,Рк=60 А/дм²;

      с-электрохимический эквивалент с=0,324 г/А ч;

      h-выход по току  h=13%;

Вспомогательное время равно:

,

где -вспомогательное время, перекрывающееся основным, =0 мин;

       - вспомогательное время, не перекрывающееся основным временем, =0,17 мин;