Экологические проблемы и пути их разрешения при восстановлении и упрочнении деталей машин электрохимическими способам (80

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ ИХ РАЗРЕШЕНИЯ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ И УПРОЧНЕНИИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМИ СПОСОБАМИ

А. Н. НОВИКОВ, д. т. и., профессор Орловский государственный технический университет, г. Орел

А.В. КОЛОМЕЙЧЕНКО, к. т. и., доцент,

Ю.А. КУЗНЕЦОВ, к. т. н., доцент

Орловский государственный аграрный университет, г. Орел

Рост промышленности приводит ко все большим объемам водопотребления и, соответственно, ко все большему сбросу сточ­ ных вод. На их обезвреживание приходится затрачивать огром­ ные средства, занимать под очистные сооружения большие тер­ ритории. Однако методы очистки сточных вод позволяют лишь частично решить проблему защиты от загрязнения водоемов и окружающей среды. Поэтому в последние годы ввиду ухудше­ ния экологической обстановки ужесточаются требования к при­ меняемым электрохимическим способам восстановления и уп­ рочнения деталей машин. Электролитические покрытия (железнение, хромирование и др.), относящиеся к электрохимическим способам восстановления и упрочнения деталей машин, можно причислить к числу наиболее неблагополучных с точки зрения экологии производств, которые отличаются вредными условия­ ми труда и большим количеством вредных отходов. Наиболь­ шее загрязнение сточных вод происходит на конечных операци­ ях, таких как промывка и нейтрализация компонентов электро­ лита. Существующая практика предотвращения загрязнения окружающей среды путем нейтрализации содержащихся в элек­ тролитах кислот и щелочей, перевода токсичных веществ, вхо­ дящих в их состав, в малорастворимые соединения требует зна­ чительных капитальных вложений. При этом образуются отхо­ ды, которые не используются в народном хозяйстве и экологи­

чески небезопасны.

191

В условиях развития рыночной экономики сфера применения вредных веществ при ремонте машин должна быть ограничена. На сегодняшний день особенно актуален вопрос применения малоот­ ходных и безотходных технологий.

Одним из перспективных электрохимических способов вос­ становления и упрочнения деталей машин, изготовленных из алюминиевых сплавов, является микродуговое оксидирование (МДО). Основы МДО заложены в Институте неорганической химии Сибирского отделения Академии наук России (ИНХ СО АН России). Способ МДО располагает большими возможностям ж и позволяет формировать покрытия различного состава и структуры, прочносцепленные с основой и характеризующиеся высокой стойкостью к температуре, коррозией изнашиванию. Он позволяет наносить керамические покрытия на любые алю­ миниевые сплавы.

К основным преимуществам МДО относятся: дешевизна и дос­ тупность химических реактивов; получение многофункциональных покрытий заданных состава, структуры и толщины; нанесение по­ крытий, однородных по качеству и толщине, как на внешние, так и на внутренние поверхности деталей любой формы; регулирование скорости процесса в широком диапазоне.

Сущность МДО заключается в том, что на деталь из алюминие­ вого сплава, расположенную в электролитической ванне, через специальный источник питания подается ток, приводящий к обра­ зованию на поверхности детали микроплазменных разрядов, под воздействием которых поверхностный слой детали перерабатыва­ ется в оксид алюминия. На поверхности детали образуется проч­ ный слой керамики толщиной до 300 мкм.

МДО вполне соответствует современным экологическим тре­ бованиям, предъявляемым к технологическим процессам вос­ становления деталей машин. При МДО в окружающую среду не выделяются высокотоксичные газы. Применяемые электроли­ ты можно подвергать регенерации для повторного использова­ ния. Наиболее перспективными с точки зрения экологии явля­ ются силикатные электролиты, не содержащие добавок фтори­ дов и солей тяжелых металлов. Поскольку применяемые для

192

МДО силикатные электролиты имеют рН около 10, сбрасывае­ мые в канализацию отработанные растворы достаточно разба­ вить в 10...15 раз водой с тем, чтобы они удовлетворяли требо­ ваниям санитарных норм (рН 6,5...8,5). При этом автоматически снижается концентрация примесей, перешедших в ванну с элек­ тродов, которые, как правило, изготавливают из нержавеющей стали.

Характеризуя МДО с экологических позиций, можно отметить, что данный способ имеет далеко идущие перспективы и будет ин­ тенсивно развиваться и совершенствоваться.

193