Гальванічні покриття поверхонь деталей

Електричне хромування. Як технологічний метод підвищення зносостійкості сталевих виробів електрохімічне хромування займає одне з перших місць. В даний час воно широко застосовується в ремонті і виробництві літаків, автомобільних і тракторних двигунів, деталей суднових механізмів, гірських машин, металоріжучих верстатів, вимірювального і ріжучого інструменту, і багатьох інших машин і устаткування. Номенклатура хромованих деталей тільки авіаційної техніки складає декілька сот найменувань.

Хром відрізняється високою твердістю, великою міцністю зчеплення із сталлю і хімічною стійкістю. Властивості його в значній мірі залежать від режиму осадження. Варіюючи тільки щільністю струму і температурою розчину електроліту, можна змінювати твердість осаду в межах НВ 450...1000. При цьому зносостійкість покриття може змінюватися майже в 10 разів. Хром має більш негативний потенціал, ніж залізо, але не захищає останній ні на повітрі, ні в окислювальному середовищі. Річ у тому, що оксидна плівка, що покриває поверхню хрому, зрушує його потенціал в позитивну сторону, так що в гальванічній парі із залізом хром є катодом.

Хромове покриття погано змочується маслами. Добавка до мінеральних масел жирних кислот, яка сприятливо впливає при змазуванні стали, тут не справляє ніякої дії. Для посилення змочуваності хромових покриттів вдаються до створення на поверхні покриття пор, поглиблень або каналів.

Види зносостійких хромових покриттів наступні: гладкий хром; гладкий хром, осаджений на поверхню з механічно нанесеними поглибленнями (хром по накатці); пористий хром; плямистий хром. Пористий хром можна підрозділити на хром з крупною, середньою і дрібною пористістю. Пористість може бути і точковою.

Пористість хромового покриття може бути досягнута хімічним або електролітичним труїнням. Хімічне труїння, до якого вдаються рідко, проводять в розчині соляної кислоти.

Суть плямистого хромування полягає в утворенні на покритті деталі окремих поглиблень анодним труїнням. Анодна обробка здійснюється за допомогою алюмінієвого екрану з розташованими в шаховому порядку отворами. Переваги плямистого хромування перед пористим наступні: воно легше піддається контролю, не вимагає строгої підтримки температури і складу електроліту, менше витрачається хромового ангідриду і електроенергії.

Товщину хромового покриття вибирають залежно від призначення деталей, умов їх роботи і необхідного терміну служби. Так, надходячиї в капітальний ремонт деталі автомобілів, мають в середньому знос в межах 0,1...0,3 мм і лише у деяких досягає 0,5 мм. Таким чином, автомобільні деталі недоцільно хромувати на велику товщину.

Деталі з невеликою товщиною шару покриття не вимагають подальшої механічної обробки. Відхилення по товщині шару не перевищують 10 % завдяки строгому дотриманню режиму хромування. Для такої товщини час хромування складає близько 15 хв.

Хромовані поверхні доцільно застосовувати при роботі в парі з баббітамі, дрібнозернистим чавуном або з деталями з м'яких і средньозагартованих сталей за наявності змащувального матеріалу і не дуже високому тиску. Не рекомендується хромувати деталі, що працюють в парі з титаном.

Для кожного виду хромового покриття повинні бути визначені найбільш вигідні умови його застосування. Гладкий хром доцільно застосовувати для деталей, що працюють в умовах достатнього змазування і при невеликих швидкостях ковзання, тоді він проявляє в порівнянні з іншими видами покриття найбільшу зносостійкість. У інших умовах гладка поверхня хрому непрацездатна – на ній з'являються ризики і задири.

Пористе хромове покриття, маючи можливість пластично деформуватися, упроваджується окремими плато в зв'язану поверхню і крихко сколювається, воно менш зносостійке, чим гладке покриття. В умовах недостатнього змазування перевагу має пористий хром, оскільки акумульований в порах змащувальний матеріал запобігає виникненню тертя без змащувального матеріалу і утворенню осередків схоплювання. Пористий хром не здатний працювати в парі з м'якими антифрикційними матеріалами, наприклад з бронзою або з бабітом, гострі кромки плато зрізають тонку стружку м'якого металу, яка упресовується в пори хрому, і в результаті відбувається взаємодія однорідних м'яких матеріалів.

Залізнення – процес електролітичного осадження заліза. Осадження проводять з водних розчинів закисних солей заліза, використовують хлористі, сірчанокислі і змішані електроліти. Останні містять солі заліза і амонію. Залізо осаджують на катоді; анодом служать прутки або смуги маловуглецевої сталі із змістом вуглецю до 0,1 %. Значно ширше за інших застосовують гарячі хлористі електроліти, що забезпечують хорошу якість в поєднанні з високою продуктивністю процесу. До складу цих електролітів входять хлористе залізо, куховарська сіль і соляна кислота.

Залізнення використовується в даний час для підвищення зносостійкості стереотипів, кліше і ін. Найбільш широке застосування залізнення знайшло як засіб нарощування металу на зношену поверхню сталевих і чавунних деталей при відновленні їх розмірів. Прикладом таких деталей можуть служити поршневі пальці двигунів внутрішнього згорання, кронштейни ресор, шпінделі металоріжучих верстатів.

Залізнення є вельми економічним способом відновлення деталей: компоненти електролітів недефіцитні; швидкість нарощування шару висока; вихід по струму приблизно в 7...8 разів вищий, ніж при пористому хромуванні; товщина осаду залежно від складу електроліту, постійності його складу, чистоти і щільності струму може досягати 8 мм.

Для отримання безпосередньо у ванні зносостійких осаджень заліза з підвищеними механічними властивостями і поліпшеною структурою залізнення проводять в електролітах, що містять марганець або нікель. Присутність солей марганцю в залізному електроліті покращує структуру осаду, роблячи її більш дрібнозернистою, і приблизно в 3 рази підвищує зчеплення осаду із сталлю і чавуном. Іноді на катоді спільно осаджуються залізо і вуглець. Такі осадження можна одержати із звичайних хлористих електролітів з добавкою гліцерину і цукру. Вміст вуглецю в покритті може бути доведений 0,6 %. Покриття приймають гарт і добре обробляються на шліфувальних верстатах; вони виходять пористими, з дрібними, рівномірно розподіленими порами.