Хромирование, одно из самых нужных двигателистам покрытий, относится к
наиболее трудоемким процессам гальванотехники. Оно требует особой тщательности и
соблюдения чистоты как при приготовлении электролита, так и самих веществ,
входящих в его состав. Вода используется дистиллированная или (лишь в крайнем
случае!) основательно прокипяченная.
НАЧНИТЕ С ВАННЫ
Занятия модельной гальванотехникой начните с изготовления ванны, Прежде всего
подберите кастрюлю на 10 л и трехлитровую стеклянную банку. Емкости меньшего
размера лучше не применять-это может усложнить регулировку параметров процесса,
да и при приведенных величинах объема ванны хватает лишь для хромирования 6-8
гильз цилиндров. Склеив из 1-1,5 мм фанеры корпус, соберите ванну согласно
приведенному рисунку и закройте все фанерным кольцом. Работа над ванной
заканчивается вытачиванием крышки кастрюли и монтажом на ней ТЭНов и контактного
градусника. Теперь - электрооборудование. Для питания ванны можно использовать
любой источник постоянного тока с подключенным на выходе электролитическим
конденсатором 80000 мкф X 25 В. Провода питания должны иметь сечение не меньше
2,5 мм2. Регулятором силы тока, заменяющим регулятор напряжения, может служить
секционный реостат. Он включается последовательно с гальванической ванной и
состоит из параллельных, включаемых однополюсными рубильниками секций. Каждая
последующая имеет сопротивление вдвое больше предыдущей. Число таких секции 7-8.
На передней панели блока литания установите две розетки на 15 А, одну -
нормальной полярности, другую-обратной. Это позволит быстро провести анодную
обработку детали и перейти на хромирование простым переставлением вилки. Розетки
с тремя выходами, чтобы не ошибиться в полярности (подключаются, конечно, только
два гнезда). Для поддержания постоянной температуры электролита ванна снабжается
контактным градусником. Напрямую управлять работой ТЭНов он не может из-за
больших токов, поэтому потребуется собрать несложное устройство, схема которого приведена на рисунках.
Детали терморегулятора: транзисторы МП 13 - МП16, МП39-МП42
(VT1); 213-217 (VT2) с любыми буквенными обозначениями; резисторы МЛТ-0,25,
диод- Д226, Д202-Д205; реле-ТКЕ 52 ПОДГ или ОКН паспорт
РФ4.530.810. Наладка терморегулятора: если при закорачивании
точек 1-2 репе не срабатывает, соединяют эмиттер и коллектор VT1. Включение реле
указывает на неисправность или малый коэффициент усиления VT1. В противном
случае неисправен транзистор VT2 или он имеет недостаточный коэффициент
усиления. Собрав и наладив устройство ванны, можно приступать к приготовлению
электролита.
Для этого необходимо:
- - налить в банку чуть больше половины подготовленной дистиллированной воды,
подогретой до 50°
- - засыпать хромовый ангидрид и размешать
- - долить воду до расчетного объема
- - влить серную кислоту
- - проработать электролит 3-4 ч из расчете 6-8 А г/л.
Последняя
операция нужна для накопления небольшого количества монов Сг3 (2-4 г./л),
присутствие которых благоприятно сказывается на процессе осаждения хрома.
СОСТАВЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
Хромовый ангидрид-250 г/л или 1 50 г/л
Серная кислота-2,5 г/л или 1,5 г/л
НЕ ЗАБЫВАЙТЕ О РЕЖИМАХ ХРОМИРОВАНИЯ !
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ХРОМОВОГО АНГИДРИДА СrО" В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УДЕЛЬНОГО
ВЕСА РАСТВОРА
|
Удельный вес при
15оС |
Содержание CrO3 |
|
В молях |
В г/л |
|
1,07 |
1,00 |
100 |
|
1,08 |
1,14 |
114 |
|
1,09 |
1,29 |
129 |
|
1,10 |
1,43 |
143 |
|
1,11 |
1,57 |
157 |
|
1,12 |
1,71 |
171 |
|
1,13 |
1,85 |
185 |
|
1,14 |
2,00 |
200 |
|
1,15 |
2,15 |
215 |
|
1,16 |
2,29 |
225 |
|
1,17 |
2,43 |
243 |
|
1,18 |
2,57 |
250 |
|
1,19 |
2,72 |
272 |
|
1,20 |
2,88 |
288 |
|
1,21 |
3,01 |
301 |
|
1,22 |
3,16 |
316 |
|
1,23 |
3,30 |
330 |
|
1,24 |
3,45 |
345 |
|
1,25 |
3,60 |
360 |
|
1,26 |
3,75 |
375 |
|
1,27 |
3,90 |
390 |
|
1,28 |
4,06 |
406 |
|
1,29 |
4,22 |
420 |
|
1,30 |
4,38 |
438 |
|
1,31 |
4,53 |
453 |
|
1,32 |
4,68 |
468 |
Процесс хромирования в сильной степени зависит от температуры электролита
и плотности тока. Оба фактора влияют на внешний вид и свойства покрытия, а также
на выход хрома по току. Необходимо помнить, что с повышением температуры выход
по току снижается; с повышением плотности тока выход по току возрастает; при
более низких температурах и постоянной плотности тока получаются серые покрытия,
а при повышенных - молочные. Практическим путем найден оптимальный режим
хромирования: плотность тока 50-60 А/дм^ при температуре электролита 52°-55°
±1°, Чтобы быть уверенным в работоспособности электролита, в приготовленной
ванне можно покрыть несколько деталей, подобных по форме и размерам рабочим
образцам, Подобрав режим и узнав выход по току простым замером размеров до и
после хромирования, можно приступать к покрытию гильз. По предложенной методике
накладывают хром на стальные, бронзовые и латунные детали. Подготовка их
заключается в промывке поверхностей, подлежащих хромированию, бензином и затем
мылом (с помощью зубной щетки)б горячей воде, зарядке в оправку и размещении в
ванне, После погружения в электролит нужно подождать 3-5 с и затем включить
рабочий ток. Задержка нужна для того, чтобы деталь прогрелась. Одновременно
происходит активирование поверхности деталей из латуни и меди, так как эти
металлы хорошо травятся в электролите. Однако больше 5 с ждать не следует - в
составе этих металлов есть цинк, присутствие которого в электролите недопустимо.
ХРОМИРУЕМ АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ На процессах нанесения хрома не
алюминиевые сплавы нужно остановиться особо. Выполнение таких покрытий всегда
сопряжено с рядом трудностей. Прежде всего это необходимость предварительного
нанесения промежуточного слоя. Сплавы алюминия, содержащие большое количество
кремния [до 30%, сплавы марок АК12, АЛ25, АЛ26, САС-1), можно хромировать
следующим образом:
- - промывка детали в бензине
- - промывка в горячей воде со стиральным порошком или мылом
- - обработка детали в растворе азотной и плавиковой кислот (отношение 5:1) в
течение 15-20 с
- - промывка в холодной воде
- - установка детали на оправке и хромирование (загрузка в ванну под током!).
Другое дело, если необходимо покрыть хромом сплав АК4-1, Его удается
отхромировать только с помощью промежуточного слоя. К таким методам относятся;
цинкатная обработка^ по подслою никеля; через соль никеля; через анодную
обработку детали в растворе фосфорной кислоты. Во всех случаях детали
подготавливают следующим образом:
- шлифование (и притирка);
- очистка
(удаление жировых отложений после шлифовки в бензине или трихлорэтилене, затем в
щелочном растворе),
- промывка в проточной холодной и теплой (50-60°)
воде,
- травление (для удаления частиц, оставшихся на поверхности после
шлифовки и притирки, а также для улучшения подготовки поверхности детали к
нанесению хрома).
Для травления используется раствор едкого натра (50 г/л), время обработки
10-30 с при температуре раствора 70-8СГ. Для травления сплавов алюминия,
содержащих кремний и марганец, лучше использовать такой раствор, в весовых
частях; азотная кислота (плотность ! ,4)-3, плавиковая кислота (50%) - 1, Время
обработки деталей 30-60 с при температуре раствора 25-28°, После травления, если
это гильза цилиндра, ее надо немедленно промыть в проточной воде и на 2-3 с
опустить в раствор азотной кислоты (50%) c водой с последующей промывкой.
ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ Цинкование Алюминиевые изделия при комнатной
температуре опускают на 2 мин в раствор (едкий натр 400 г/л, сернокислый цинк
120 г/л, соль Рошепя 5-10 г/л. Или: едкий натр 500 г/л, окись цинка 120-140 г/л)
при постоянном его перемешивании. Покрытие достаточно равномерное и имеет серый
(иногда голубой) цвет. Если цинковое покрытие легло неравномерно, деталь
опускают в стравливающий 50-процентный раствор азотной кислоты на 1-5 с и после
промывки повторяют цинкование. Для магнийсодержащих сплавов алюминия двойное
цинкование обязательно. Нанеся второй слой цинка, деталь промывают, заряжают в
ол-равку и под током (без подачи напряжения цинк успевает частично раствориться
Б электролите, загрязняя его) устанавливают в ванне. Предварительно оправка с
деталью погружается в стакан с водой, нагретой до температуры 60^. Процесс
яромиро-вания обычный. Никелирование (химическое) Если цинк не ложится на
алюминий (наиболее часто это происходит на сплаве АК4-1), можно попытаться
нанести хром через никель. Порядок работы таков: - притирка поверхности, -
обезжиривание, - травление 5-10 с в растворе азотной и плавиковой кислот,
смешанны!; в соотношении 3:1, - никелирование, Последняя операция-в растворе
следующего состава: сернокислый никель 30 г/л, гипофосфит натрия 10-12 г/л,
уксуснокислый натрий 10-12 г/л, гликоколь-30 г/л. Составляется он сначала без
гипофосфи-та, который вводится перед никелированием (с гипофосфитом раствор
долго не хранится). Температура раствора при никелировании 96-98°. Можно
использовать раствор и без гликоколя, тогда температура должна быть снижена до
90". За 30 мин на деталь осаждается слой никеля толщиной от 0,1 до 0,05 мм.
Посуда для работ - только стеклянная или фарфоровая, так как никель осаждается
на все металлы восьмой группы периодической таблицы. Хорошо поддаются
никелированию ла тунь, бронза и другие медные сплавы. После осаждения никеля
проводится термообработка для улучшения сцепления с основным металлом (200-250°,
выдержка 1-1,5 ч). Затем деталь монтируется на оправке для хромирования и
опускается на 15- 40 с в раствор 15% серной кислоты, где обрабатывается обратным
током из расчета 0,5-1,5 А/дм2. Происходит активирован не никеля, удаляется
окисная пленка, и покрытие приобретает серый цвет. Кислота должна применяться
только химически чистая (в самом крайнем случае аккумуляторная). Иначе никель
приобретает черный цвет, и хром на такую поверхность никогда не ляжет. После
этого оправку с деталью загружают в ванну хромирования. Вначале д'ают ток в два
раза больший, затем в течение 10-12 мин его уменьшают до рабочего. Дефекты
химического никелирования: - никелирование не происходит; деталь не прогрелась,
следует подождать некоторое время, - пятна на поверхности (характерно для
АК4-1): плохая термообработка детали, нужно ее термообрабо-тать при 200-250° в
течение 1,5-2 ч. Удаление никеля с алюминиевых сплавов можно производить в
растворе азотной кислоты. Иногда в процессе никелирования происходит саморазряд
- выпадение порошкообразного никеля. В этом случае раствор выливают, а посуду
обрабатывают раствором азотной кислоты для удаления с ее поверхности никеля,
который будет мешать осаждению на детали. Хотелось бы отметить, что
никель-фосфор сам по себе обладает весьма интересными свойствами, не присущими
хромовым покрытиям. Это равномерность слоя на поверхности деталей (после
осаждения доводки не требуется); высокая твердость после термообработки (режим
400° в течение часа дает твердость покрытия HV 850-950 и больше); низкий
коэффициент трения по сравнению с хромом; очень незначительное расширение;
высокий предел прочности при растяжении. Никель-фосфор без дальнейшего нанесения
хрома может использоваться не только как промежуточное покрытие на гильзах, но и
как рабочее, снижающее трение и износ, для золотников и поршневых пальцев, После
двух лет активной эксплуатации двигателя с деталями подобной отделки на них
отсутствовала явная выработка, характерная для стальных каленых поверхностей.
Нанесение хрома через соль никеля Весь прочесе сводится к следующему: -
травление в растворе едкого натра (50 г/л, +=80°, 20 с), - промывка в проточной
воде, - нанесение 1-го промежуточного слоя (хлористый никель, 1 мин), -
стравливание промежуточного слоя в растворе азотной кислоты (раствор кислоты
50%, 1 мин), - нанесение 2-го промежуточного слоя (хлористый никель, 1 мин), -
промывка водой, - травление (азотная кислота 50% 15 с), - промывка в проточной
воде, - загрузка в ванну хромирования под током, Нанесение хрома через анодную
обработку Вместо промежуточных слоев можно выполнять анодную обработку в
растворе 300-350 г/л фосфорной кислоты при температуре 26-30°, напряжении на
зажимах 5-10 8 и плотности тока 1,3 а/дм2. Ванну следует охлаждать. Для сплавов,
содержащих медь и кремний, применяют раствор 1 50-200 г/л фосфорной кис-поты,
Режим - 35°, время обработки 5-15 мин. После анодной обработки следует провести
кратковременную катодную обработку в щелочной ванне, которая частично снимает
оксидный слой. Как показали исследования, в процессе анодной обработки
алюминиевых сплавов в фосфорной кислоте на деталях образуется шероховатая
поверхность, которая способствует прочному сцеплению наносимого впоследствии
покрытия.
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ. ОПРАВКИ Хромирование гильзы 
Для выполнения работ с гильзой цилиндра изготавливается оправка. Ее
устройство понятно из приведенного рисунка, остановимся лишь на отдельных
деталях. Анод - стальная шпилька; с одного ее конца на длине 50-60 мм
наплавляется свинец с сурьмой (7-8%). Свинец протачивается по наружному диаметру
до 6 мм (для гильз рабочим 0 15 мм). С другой стороны шпильки нарезается резьба
для фиксации провода. Катодом служит кольцо с внутренним диаметром, на 0,5 мм
превышающим внутренний размер гильзы, В него вчеканивается отрезок
изолированного провода. Медные и латунные проводники лучше не использовать -
электролит растворяет их, и контакт может быть нарушен. Перед монтажом оправки в
ванне полезно проверить надежность контактов тестером. дочного месте под
коренной подшипник на коленвале двигателя КМД-2,5 расчетный ток будет равен 0,03
дм^бО А/дм ^l,5 А. Для хромирования пальца кривошипа понадобится новдя оправка.
Как и при обработке копенвапа, все открытые участки поверхности закрываются
клеем кАГО". Анод вытачивается из стали с последующей заливкой свинцом и
расточкой отверстия под палец. Применение стальной детали объясняется
необходимостью обеспечить надежный контакт - в свинце резьбовые соединения
ненадежные. Расчеты токов аналогичны. Работа проводится в оправке вала с помощью
специальной насадки. Практически ничем не отличается хромирование подшипников.
Единственное - для предохранения внутренней части детали ее заполняют солидолом
или другой консистентной смазкой, которая после нанесения покрытия вымывается
бензином. Оправка для хромирования гильзы цилиндра: 1 - крышка (винипласт), 2 -
верхняя часть оправки (фторопласт), 3-нижняя часть оправки (фторопласт), 4 -
анод (сталь), 5-катод, 6 - сквозное окно для прохода электролита. 7 -
покрываемая гильза, 8 - насадка-изолятор. Оправка для хронирования вала и
поршневого пальца: 1 - анод, 2 - катод, 3 -- колояьал, 4 - конусная оправка, 5 -
поршневой палец. Хромирование стальных деталей (коленвал, палец кривошипа, палец
поршня, обоймы подшипников] Хромирование стальных деталей ведется по следующей
технологии: - удаление жировых пятен с помощью бензина, - промывка в горячей
воде с мылом, - обработка детали обратным током в течение 2-3 мин, -
переключение в режим хромирования с током, в 2-2,5 раза большим расчетного, и
постепенное снижение тока в течение 10-f5 мин, Расчетный ток определяется
перемножением площади хромируемой поверхности на ток процесса. Для стали
последняя величина-50 А/дм2. При хромировании, например, поса Оправка для
хромировании внешней обоймы шарикоподшипника: 1 - корпус оправки подшипника, 2 -
шарикоподшипник, 3 - фигурная гайка, 4 - анод |свинец) ,'5 - центральная часть
оправки для хромирования, 6 - катод (сталь). 7 - крыщка, 8 - сквозное окно для
прохода электролита.
| |
|
|
| |
Добавь статью в закладки
Похожие материалы |
|
| |
|
|
|
