Попов. восстан детал

					Таблица 2.20
		Состав электролитов
Компоненты		Содержание компонентов, г/л, в электролитах
электролита	1	2	3	4	5	6
Цинк	200...300	215...430	–	–	–	–
сернокислый
					–
Натрий	50...100	50...100	–	–		–
сернокислый
					–
Алюминий	30	30...35	–	–		–
сернокислый
					–
Декстрин	8... 10	–	–	–		–
Кислота	–	2...3	–	–	–	–
дисульфо-
нафталиновая
					–
Цинк хло-	–	–	135...150	–		–
ристый
					–
Натрий	–	–	200...230	–		–
хлористый
					–
Аммоний	–	–	20...25	–		200...300
хлористый
Окись цинка	–	–	–	40...45	8...10	10...20
Натрий	–	–	–	80...85	–	–
цианистый
					70... 100
Натрий едкий	–	–	—	40...60		–
Олово (в виде	–	–	–	–	0,25...0,5	–
станната
натрия
Na2SnО3)
					–
Кислота	–	–	–	–		25...30
борная
					–
Клей	–	–	–	–		1...2
мездровый

Щелочные электролиты обладают хорошей рассеивающей способностью, а покрытия, полученные в них, более высокой коррозионной стойкостью. Однако они менее устойчивы, допустимая плотность тока в них ниже, и с ее повышением заметно снижается выход цинка по току. Щелочные электролиты применяют в основном для цинкования деталей сложной формы.

121

Из кислых электролитов наиболее распространены сернокислые, наиболее простым и дешевым из которых является электролит 1. Его используют для цинкования деталей простой формы в стационарных, колокольных или барабанных ваннах.

Электролит 2 применяют для получения блестящих покрытий. При этом его необходимо перемешивать и часто фильтровать (лучше непрерывно).

Цианистый электролит 4 обладает высокой коррозионной стойкостью и рассеивающей способностью, и его широко используют для цинкования изделий сложной формы в стационарных, колокольных и барабанных ваннах. Но цианистые электролиты, кроме отмеченных выше недостатков, очень ядовиты, и обращаться с ними необходимо осторожно.

Для замены токсичных цианистых электролитов разработаны и получили широкое применение цинкатные, аммиакатные электролиты. Цинкатные электролиты неядовиты, просты по составу и дешевы. Они обладают высокой электропроводностью и хорошей рассеивающей способностью.

Их применяют для цинкования деталей сложной формы. Олово добавляют в электролит для получения светлых покрытий и уменьшения дендритообразования. Недостатком цинкатного электролита является необходимость его подогрева, что усложняет конструкцию ванны и эксплуатацию электролита, а также склонность его к образованию губчатого покрытия.

К наиболее эффективным заменителям цианистых электролитов относятся аммиакатные электролиты. По рассеивающей способности они почти не уступают цианистым электролитам и поэтому получили широкое распространение. Цинкование в электролите 6 можно проводить в стационарных колокольных и барабанных ваннах.

Для цинкования применяют цинковые аноды марок ЦО, Ц1 и Ц2 в виде пластин, которые во избежание загрязнения электролита помещают в чехлы из кислотостойкой ткани. Аноды периодически очищают травлением или щетками.

Цинкование крупных деталей выполняют на подвесных приспособлениях в ваннах, внутренние стенки которых облицовывают винипластом или другими кислотостойкими материалами. Цинкование мелких и крепежных деталей (винтов, болтов, гаек и др.) выполняют в колокольных или барабанных ваннах. При этом колокол или барабан вращается с частотой 8...15 мин-1 в зависимости от его конструкции. В колокольной ванне электролит заливается в колокол. Детали соприкасаются с контактным кольцом, крепленным на дне ванны. Анодный стер-

122

жень при работе погружается на специальном штативе в электролит. Недостатком цинкования в колокольных ваннах является быстрое загрязнение электролита, что снижает производительность при цинковании и не позволяет получать беспористые покрытия.

2.8.8. МЕДНЕНИЕ

Электролитическое меднение применяют для предохранения поверхностей стальных деталей от спекания при воздействии высоких температур (болты крепления выпускных коллекторов двигателей и т. п.), защиты отдельных поверхностей деталей от науглероживания при цементации, в качестве приработочного слоя и подслоя перед никелированием и хромированием, для облегчения пайки.

Медные покрытия характеризуются хорошей сцепляемостью с металлами, выдерживают глубокую вытяжку и развальцовку, хорошо полируются. Медь – электроположительный металл, и поэтому по отношению к железу медь является катодом, т.е. она лишь механически предохраняет стальные детали от коррозии. Благодаря хорошей сцепляемости, пластичности и полируемости медные покрытия широко применяют в многослойных защитно-декоративных покрытиях типа «медь– никель–хром» в качестве промежуточной прослойки. Применение медного подслоя позволяет при сохранении защитных свойств покрытия в целом (Сu–Ni–Сr) максимально снизить расход дорогостоящего никеля

иуменьшить трудоемкость механической обработки стальных деталей (медь легче полировать, чем сталь).

При меднении применяют кислые и щелочные электролиты. Чаще применяют кислые электролиты, к которым относится простой по составу, недорогой и устойчивый сернокислый электролит, состоящий из водного раствора медного купороса (200...250 г/л) и серной кислоты (50...70 г/л). Он позволяет применять большую плотность тока при высоком выходе меди по току, однако обладает плохой рассеивающей способностью. В этом электролите нельзя производить меднение стальных деталей без подслоя никеля вследствие выпадения в осадок контактной меди. Для непосредственного осаждения меди на поверхностях стальных деталей применяют пирофосфорные или этилен-диамидовые электролиты.

Температура электролита при меднении 15...25 °С, плотность тока (без перемешивания электролита) 1...4 А/дм2, выход меди по току 95...98 %. Аноды – растворимые из электролитической меди марок МО

иM1. Аноды помещают в чехлы из хлорамина. В зависимости от назначения толщина покрытия изменяется от 3 до 50 мкм. Недобракачествен-

123

ные медные покрытия удаляют анодным травлением в растворе (300...320 г/л хромового ангидрида и 100...120 г/л сернокислого аммония) при анодной плотности тока 8...10 А/дм2 и температуре раствора 15...25 °С. Катодами при этом являются свинцовые пластины. Растворение меди в указанном растворе происходит и без тока, но гораздо медленнее.

2.8.9. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

Для нанесения покрытий применяют стационарные, барабанные и колокольные ванны, автоматические и полуавтоматические установки и конвейерные линии. На участках с небольшой производственной программой и большой номенклатурой ремонтируемых деталей используют обычно стационарные ванны, которые могут быть оснащены автоматическими устройствами. Автоматические устройства поддерживают заданную температуру электролита и другие параметры режима электролиза. Для покрытия мелких деталей служат барабанные и колокольные ванны.

Автоматические конвейерные установки и линии сложны по конструкции, дороги и дают экономический эффект лишь в условиях крупносерийного и массового производства. Автоматические линии используют при ускоренных процессах нанесения покрытий небольшой толщины, когда время выполнения отдельных подготовительных операций соизмеримо со временем осаждения металла.

Устройство стационарных ванн зависит от наличия и типа системы нагрева электролита, его фильтрации и перемешивания.

При нанесении покрытий в кислых электролитах без подогрева применяют такие же ванны, как и для электрохимического травления. В ремонтном производстве такие ванны используют для холодного железнения и цинкования. В случае получения покрытий в горячих сернокислых электролитах ванну снабжают змеевиком из титана, свинца, освинцованной стали или нержавеющей стали.

Устройство ванн для нанесения покрытий в щелочных электролитах более простое, так как в этом случае не требуется футеровка. Ванны могут нагреваться как внутренним способом, так и внешним. При внутреннем нагреве требования к теплопроводности материала футеровки ванны снижаются.

Для повышения производительности электрохимических процессов и улучшения свойств покрытий ванны необходимо снабжать устройствами для перемешивания и фильтрации электролита, встряхивания или качания катодных штанг.

124

Мелкие детали обрабатывают во вращающихся колоколах и барабанах из токонепроводящего материала, не поддающегося разрушению электролитом (эбонит, винипласт, текстолит, органическое стекло, дерево). Колокол имеет форму усеченного конуса (круглого или граненого). Он приводится во вращение электродвигателем через червячный редуктор и зубчатую или ременную передачу. Ток к деталям (катоду), насыпанным в колокол, подводится с помощью металлических щеток или опусканием в колокол металлического стержня или провода с грузом, контактирующим с деталями. Анод представляет собой пластину, опускаемую в колокол на переносном штативе. Детали загружают в колокол с электролитом. По окончании электролиза колокол наклоняют над баком с сеткой, детали попадают в сетку, а электролит стекает в бак, откуда он снова заливается в колокол. Недостатки колокольных ванн – это быстрый нагрев электролита из-за малого его объема при большой площади поверхности деталей и низкая производительность процесса.

В полуавтоматических установках и линиях автоматически выполняется какая-либо одна операция, чаще всего нанесение покрытия. Подготовительные и заключительные операции производят вручную в обычных стационарных ваннах. В автоматических линиях операции технологического процесса, кроме монтажа деталей, выполняются автоматически по заданным режимам с помощью исполнительных механизмов. По принципу действия автоматические линии (автоматы) делят на два вида:

•неперенастраиваемые (с жестким циклом) – предназначены для определенного технологического процесса. Чтобы его изменить, надо переделывать конструкцию линии. Поэтому такие линии наиболее пригодны и эффективны при массовом производстве. К ним относятся все автоматические конвейерные линии;

•перенастраиваемые (с нежестким циклом) – позволяют изменить технологический процесс без переделки линии. Их рационально применять в условиях мелкосерийного и серийного производства при изменяющихся видах и толщине покрытия. В таких автоматах подвеску или барабан с деталями переносят из ванны в ванну автооператором, движением которого управляют по заданной программе. Линии имеют ванны, обслуживающиеся одним или несколькими автооператорами, которые переносят детали из ванны в ванну в соответствии с технологическим процессом и заданной программой. Это транспортная тележка, оборудованная приводами горизонтального перемещения, подъема, опуска-

ния и поворота. В автоматах этого типа можно совмещать несколько технологических процессов нанесения различных покрытий (не бо-

125

лее восьми). Один автооператор должен обслуживать не более 8...10 ванн.

2.8.10.ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ САНИТАРИЯ

ИТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Помещения гальванических участков должны быть отделены от остальных цехов сплошными стенами или перегородками, доведенными до перекрытия здания; высота помещения – не меньше 5 м; пол должен быть покрыт метлахской плиткой по асфальту или кислотоупорному цементу с уклоном 1:150 в сторону канализационного трапа; стены должны быть высотой 1,5...2 м и облицованы керамической плиткой или окрашены масляной краской; необходимо наличие естественного и искусственного освещения; температура воздуха в зимнее время 17...22 °С, влажность – не более 75 %.

Для удаления паров, газов, пыли и создания нормальных условий труда необходимо оборудовать участки мощной приточно-вытяжной вентиляцией. Для вытяжки используют общую и местную (бортовые отсосы) вентиляционные системы. Бортовые отсосы соединяют с вентилятором с помощью железных воздуховодов, которые покрывают внутри и снаружи бакелитовым или другим кислотоупорным лаком по предварительной грунтовке. Каналы должны быть герметичными.

Разрежение, создаваемое вытяжной вентиляцией, компенсируется в летнее время естественным притоком воздуха через форточки и открытые окна, а в зимнее – приточной вентиляцией, нагнетающей калорифером подогретый воздух (16...18 °С). Количество нагнетаемого воздуха должно составлять 85...90 % от отсасываемого.

Сточные воды отводят из ванн промывки и рубашек гальванических ванн газовыми трубами или резиновыми шлангами, по которым вода поступает в ближайший сливной канал. Сливные каналы (трапы) делают в полу под ваннами или рядом с ними.

При промывке деталей вода загрязняется солями, кислотами и щелочами. Поэтому перед спуском в канализацию их необходимо обезвредить.

К работе в гальванических цехах и отделениях допускаются рабочие в возрасте не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр, специальное обучение и инструктаж по технике безопасности.

Рабочие гальванических цехов обеспечиваются спецодеждой: резиновыми сапогами, перчатками, прорезиненными фартуками, халатами и очками. В обеденный перерыв и после окончания рабочего дня спецодежду нужно хранить в шкафу. Запрещается уносить ее домой.

126

Кроме того, нельзя хранить пищевые продукты, принимать пищу и курить в рабочем помещении, засасывать растворы ртом через шланги или стеклянные трубки, ремонтировать оборудование при включенной силовой сети, допускать посторонних лиц на рабочие места.

Приточно-вытяжная вентиляция должна быть исправной, ее разрешается включать не позже чем за 15 мин до начала работы, а выключать не раньше чем через 15 мин после окончания смены. Ванны, выделяющие вредные вещества, по окончании работы следует закрывать крышками.

Приготовлять, корректировать и фильтровать электролиты нужно при включенной вентиляции. При разбавлении кислот надо обязательно лить кислоту в воду, а не наоборот. Соли и кислоты в электролит необходимо добавлять мелкими порциями. Во всех этих случаях следует пользоваться защитными очками, чтобы в глаза не попали брызги, а при засыпке сухих химикатов в ванны – противопыльными респираторами.

Случайно пролитую на пол или оборудование кислоту необходимо немедленно смыть водой, а затем остатки ее нейтрализовать сухой кальцинированной содой до прекращения реакции. Пролитую щелочь надо смыть водой.

При попадании кислоты, щелочи или электролита на открытые участки тела или в глаза пораженные места необходимо немедленно обмыть струей воды. Затем пораженные кислотой или кислым электролитом места следует промыть 2...3 %-ным раствором питьевой соды, а пораженные щелочью – 1 %-ным раствором уксусной кислоты и снова промыть водой.

В случае получения травм, ожогов, отравлений пострадавшему необходимо оказать первую помощь и направить его в медицинский пункт.

Бутыли и стеклянные баллоны с кислотами и щелочами следует хранить в корзинах или деревянной обрешетке. Бутыли надо перевозить на специальных тележках или переносить на носилках. Они должны быть герметически закупорены. Запрещается хранить кислоты и щелочи в открытых емкостях. При вскрытии барабанов с хромовым ангидридом и едкими щелочами, кроме спецодежды, необходимо надевать защитные очки.

Штанги, подвески и аноды следует чистить только мокрым способом, смачивая металлические щетки или шлифовальное полотно водой, так как пыль цветных металлов ядовита и вдыхание ее может вызвать отравление.

127

Нельзя закреплять детали в приспособлениях над поверхностью ванны. Упавшие в ванну детали надо доставать приспособлениями (магнитами, совками и др.). Громоздкие и тяжеловесные детали и подвески надо перемещать электротельфером.

Электротехническое оборудование заземляют. Необходимо предупреждать случаи короткого замыкания в ваннах, что может привести к ожогам работающих и вызвать взрыв газов, выделяющихся при электролизе.

2.9. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СИНТЕТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ

Синтетические, или полимерные, материалы применяются для устранения механических повреждений на деталях (трещины, пробоины, сколы и т.п.), компенсации износа рабочих поверхностей деталей и соединения деталей склеиванием.

Для восстановления деталей используют пластмассы в виде чистых полимеров (полистирол, полиэтилен, полипропилен и др.), полимеров с наполнителями, пластификаторами, красителями, отвердителями и другими добавками, а также синтетические клеи.

Преимуществами применения полимерных материалов является простота технологического процесса и оборудования, низкая трудоемкость и стоимость работ. В то же время при работе с синтетическими материалами проявляется один, причем серьезный, недостаток: многие их компоненты токсичны и огнеопасны. Поэтому их использование требует обязательного соблюдения правил техники безопасности и противопожарной техники.

Все пластмассы делятся на две группы: реактопласты и термопласты.

Реактопласты, или термореактивные пластмассы, применяются в виде различных композиций на основе эпоксидных смол, например ЭД16 и -20. Отвердителем служит полиэтиленполиамин (ПЭПА).

Для ускорения отверждения композицию выдерживают при температуре 60...70 °С. Реактопласты используют для выравнивания вмятин в обшивке кузова и заделки трещин, а также в клеевых составах.

Среди термопластов, или термопластических пластмасс, находят применение полиамиды, например поликапролактам (капрон), фторопласт и др. При нагреве композиции размягчаются и им можно придать любую форму, но после охлаждения они затвердевают. При повторном нагреве термопласты сохраняют свои пластические свойства.

128

Для повышения твердости и износостойкости в полиамидные смолы вводят наполнители: графит, тальк, дисульфид молибдена, металлические порошки и т. п.

При газопламенном напылении термопласта в виде порошка он расплавляется в пламени специальной горелки, распыляется струей сжатого воздуха и осаждается на обезжиренную поверхность детали, предварительно зашкуренную для обеспечения хорошего сцепления с ней покрытия. Для устранения неровностей кузова используют специальный порошок ТПФ-37. Синтетические клеи применяют:

•для восстановления деталей типа бачков радиаторов и других подобных деталей, имеющих пробоины, путем приклеивания накладок;

•для восстановления тормозных колодок путем наклеивания фрикционных накладок;

•вклеивания втулок, вкладышей и т.д.

ВАРО в настоящее время используют следующие синтетические клеи: БФ-2, ВС-300, ВС-10Т, МПФ-1, ВК-200, эпоксидные клеи. Зазор между склеиваемыми частями должен составлять 0,05...0,2 мм.

Технологический процесс склеивания состоит в следующем. Поверхность детали очищают от загрязнения, обезжиривают, пред-

варительно создав на ней абразивной шкуркой ощутимую шероховатость (ориентировочно Rz = 30...10 мкм).

Наносят 2–3 слоя клея толщиной 0,1 мм, просушивая каждый из них в течение заданного для применяемого клея времени τ. Например, при наклейке фрикционных накладок на тормозные колодки клеем ВС-

10Т время сушки τ1 = 15...20 мин и τ2 = 10...15 мин. При сушке в сушильном шкафу при температуре 60 °С τ = 5 мин.

Склеиваемые поверхности соединяют и строго выдерживают под давлением при определенной температуре в течение заданного времени,

апосле склеивания медленно охлаждают. Например, режим склеивания для клея ВС-10Т (t = 180 °С, р = 0,5...1,0 МПа, τ = 45 мин) обеспечивает рабочий диапазон температур детали в пределах от –60 до +100 °С.

Клеи типа БФ-2 относятся к числу универсальных и применяются для склеивания металлов и пластмасс между собой и с другими материалами. Для данного случая режим склеивания таков:

t = 140...150 °С, p = 0,5...1,0 МПа, τ = 30...60 мин.

129

2.10. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СЛЕСАРНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ

2.10.1. ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ПОД РЕМОНТНЫЙ РАЗМЕР

Обработка поверхностей детали под ремонтный размер эффективна в случае, если механическая обработка при изменении размера не приведет к ликвидации термически обработанного поверхностного слоя детали. Тогда у дорогостоящей детали соединения дефекты поверхности устраняются механической обработкой до заранее заданного ремонтного размера (например, шейки коленчатого вала), а другую (более простую и менее дорогостоящую деталь) заменяют новой соответствующего размера (вкладыши). В этом случае соединению будет возвращена первоначальная посадка (зазор или натяг), но поверхности детали, образующие посадку, будут иметь размеры, отличные от первоначальных. Применение вкладышей ремонтного размера (увеличенных на 0,5 мм) позволит снизить трудоемкость и стоимость ремонта при одновременном сохранении качества отремонтированных блоков цилиндров и шатунов.

Ремонтные размеры и допуски на них устанавливает заводизготовитель. Восстановление деталей под ремонтные размеры характеризуется простотой и доступностью, низкой трудоемкостью (в 1,5...2,0 раза меньше, чем при сварке и наплавке) и высокой экономической эффективностью, сохранением взаимозаменяемости деталей в пределах ремонтного размера. Недостатки способа – увеличение номенклатуры запасных частей и усложнение организации процессов хранения деталей на складе, комплектования и сборки.

Очередной ремонтный размер (рис. 2.44) для вала (знак «–») и отверстия (знак «+») определяют по формуле

,	(2.24)
где Di – i-й ремонтный размер, мм; Dn – номинальный	размер, мм;

i – номер ремонтного размера (i = 1...n); β – коэффициент неравномерности износа; Иmax – максимальный односторонний износ, мм; z – припуск на механическую обработку на сторону, мм.

130