Нанесение гальванических и химических
покрытий
Гальванические покрытия получают в результате пере-
носа металла из электролита на деталь при пропускании че-
рез него постоянного тока. Катодом при этом служит де-
таль, анодом — металлическая пластина. Электролит пред-
ставляет собой водный раствор солей металла, осаждаемого
на деталь.
Технологический процесс нанесения покрытий состоит
из трех периодов: подготовка деталей к нанесению покры-
тия, нанесение покрытия и обработка детали после покры-
тия.
В подготовительный период выполняются следующие
операции:
• механическая обработка с целью придания правиль-
ной геометрической формы и заданной чистоты поверх-
ности:
• изоляция поверхностей детали, не подлежащие галь-
ванической обработке;
• обезжиривание поверхностей, подлежащих гальвани-
ческой обработке, в щелочных растворах;
• промывка в горячей и холодной воде для удаления ос-
татков щелочи.
Для нанесения покрытий обезжиренные детали погру-
жают в ванны с электролитом и проводят анодную обработ-
ку детали, обратную наращиванию слоя. На деталь дают по-
ложительный заряд, на металлическую пластину — отрица-
тельный в течение 30—40 с. При такой полярности происхо-
дит удаление тончайших окисных пленок с поверхности де-
тали. Затем катод переключают на деталь и происходит на-
ращивание слоя металла на поверхности детали.
Обработка детали после нанесения покрытия включает в
себя следующие операции:
• промывка в холодной и горячей воде от остатков элек-
тролита;
• нейтрализация в содовом растворе;
• удаление изоляции;
• механическая обработка до заданного размера (шли-
фование).
При выполнении ремонтных работ восстановление раз-
меров деталей гальваническим наращиванием проводится
многими способами, из которых широко применяется оста-
ливание, хромирование, никелирование, цинкование. Из
химических способов применение находят оксидирование и
фосфатирование.
Осталивание (железнение) представляет собой процесс
нанесения железных покрытий на изношенные детали из хло-
ристых электролитов. Электролит состоит из водного раство-
ра хлористого железа 200—680 г/л и небольшого количества
соляной кислоты 1—3 г/л. Железные покрытия имеют твер-
дость, близкую к твердости стали. В зависимости от состава
электролита и режимов осталивания получают мягкие по-
крытия, по твердости близкие к сталям в состоянии постав-
ки (без термической обработки) 150—200 НВ, и твердые по-
крытия с твердостью, близкой к сталям после термической
обработки 200—600 НВ.
В качестве анода используются заготовки из малоугле-
родистой стали. Для получения равномерного покрытия анод
(заготовка) должен повторять форму катода (детали).
К достоинствам гальванического наращивания сталь-
ного покрытия относятся высокий выход металла по току
(85—90%), большая скорость нанесения покрытия 0,3 —
0,5 мм/ч, возможность получения слоев высотой 1—5 мм,
отсутствие коробления деталей.
Весьма эффективно осталивание применяется при вос-
становлении посадочных мест под подшипники корпус-
ных деталей: коробка скоростей, корпус двигателя и др.
Корпусную деталь (1) располагают таким образом, что-
бы отверстие находилось в горизонтальной плоскости. Сни-
зу отверстие закрывается резиновой подложкой (3) с отвод-
ной трубкой (4). На резиновой подложке строго по центру
устанавливается анод — стальное кольцо (2). Из ванны (7)
по трубке (6) насосом (5) подается электролит, который за-
полняет зазор между кольцом и отверстием корпуса, далее
он перетекает через кольцо, попадает в отверстие в резино-
вой подложке и через трубку (4) направляется в бак. Про-
цесс длится по времени, пока не будет получен слой задан-
ной толщины, требуемых физико-механических свойств.
Способ может быть применен для восстановления посадоч-
ных мест зубчатых колес, втулок и т. д.
По данной схеме могут быть восстановлены шейки ко-
ленчатых валов.
Деталь (1) закрепляется в кожухе из пластмассы (3). Стро-
го симметрично детали устанавливается стальное кольцо —
анод. Отклонение от симметричного расположения детали.
Зазор между кольцом и деталью заполняется электроли-
том, который насосом подается в ванны (5). Процесс нанесе-
ния покрытия пойдет после подключения катода и анода в
цепь постоянного тока с напряжением 12—18 В.
Такое приспособление может быть установлено на каж-
дой шейке коленчатого вала, что сократит время нахожде-
395
кия детали в ремонте. Нанесение тонкого слоя (0,1—0,3 мм)
снизит трудоемкость последующей механической обработ-
ки.
Хромирование рабочих поверхностей деталей производят
по приведенному выше технологическому процессу. В каче-
стве электролита используется водный раствор хромового
ангидрида 150—400 г/л с содержанием 2—3 г/л серной кис-
лоты.
Аноды выполняются из пластин свинца.
Режим хромирования определяется плотностью тока А/дм2
и температурой электролита. При температуре электролита
60—70° С и плотности тока больше 15 А/дм2 получают мо-
лочные хромовые покрытия, имеющие низкую твердость и
высокую плотность. Такие слои хорошо работают при чисто
коррозионном изнашивании. При низкой температуре элек-
тролита до 40°С и высокой плотности тока получают мато-
вые хромовые покрытия высокой твердости с тончайшей
сеткой трещин. Слои имеют высокую износостойкость. На-
несение твердых матовых хромовых покрытий применя-
ется при ремонте цилиндров двигателей, плунжерных пар
топливных насосов дизелей и других деталей. Покрытия
компенсируют износ деталей и увеличивают их долговеч-
ность.
Хромирование внутренней поверхности цилиндров мо-
жет выполняться без ванн описанным выше способом. Для
удержания смазки на поверхности цилиндра хромирование
должно быть пористым, что обеспечивается специальной
технологией.
Коленчатые валы, валы коробок передач и другие дета-
ли автомобиля хромируют в ваннах при средней плотности
тока 45—60 А/дм2 и температуре электролита 55° С (блестя-
щее хромирование). Возможный способ нанесения покры-
тий описан выше.
К числу недостатков хромирования относятся низкая про-
изводительность процесса, невозможность восстановления
396
сильно изношенных деталей, так как хромовые покрытия
толщиной более 0,3—0,4 мм имеют низкую прочность сцеп-
ления с металлом детали, высокая стоимость покрытий.
Защита крепежных деталей — болтов, гаек, шайб и др. —
осуществляется способом цинкования, который выполняется
в специальных вращающихся барабанах в среде электролита,
при температуре 18—20°С и плотности тока 2—4 А/дм2. В
состав электролита входят сернокислый натрий, сернокислый
цинк, сернокислый аммоний, декстрин.
Оксидирование — процесс получения оксидных пленок
толщиной более 0,06 мм с высокой твердостью и износо-
стойкостью. Оксидирование защищает от коррозии.
В состав электролита входят водные растворы едкого на-
тра, азотнокислого натрия. Оксидирование ведется при тем-
пературе раствора 140—150° С с плотностью тока 5—10 А/дм2
в течение 30—50 мин.
Из числа химических способов защиты от атмосферной
коррозии стальных деталей используется фосфатирование.
Защитная пленка состоит из сложных солей фосфора, мар-
ганца, железа.
Проводят фосфатирование в водных растворах солей мар-
ганца, фосфора при температуре 90—100°С в течение около
часа.