Курсовая работа: Восстановление клапанов двигателя ЗИЛ-130
Хромированием целесообразно восстанавливать детали с износом не более 0,3 мм. При большей толщине покрытия из хрома имеют пониженные механические свойства. Кроме того, повышается стоимость восстановления детали. Поэтому наращивания толстого покрытия надо избегать.
Электролиты для хромирования. В качестве электролита при хромировании применяется водный раствор хромового ангидрида и серной кислоты. Наибольшее применение находят стандартные электролиты, содержащие 200250 г/л хромового ангидрида и 2,02,5 г/л серной кислоты. Соотношение 100 :1 важно выдерживать. Для нормальной работы электролита площадь анодов должна быть в полтора-два раза.
В авторемонтном производстве находят также применение так называемые саморегулирующиеся электролиты, которые за счет введения в них специальных добавок не требуют корректирования концентрации. В них кроме хромового ангидрида (225300 г/л) входят сернокислый стронций (5,56,0 г/л) и кремнефтористый калий
Технология хромирования. Она включает в себя три группы операций подготовку детали, нанесение слоя хрома, обработку покрытия.
Перед поступлением в гальванический цех (участок) деталь должна бьш тщательно вымыта и очищена от всех загрязнений. Если восстанавливаемая поверхность имеет конусообразность, овальность, риски или задиры, то деталь должна пройти механическую обработку до устранения этих дефектов.
Участки детали, не подлежащие хромированию, должны быть надежно закрыты. Для изоляции этих мест применяют защитные экраны из второпласта, винипласта полихлорвинилового пластиката, а также трубки из фарфора и других кислотостойких материалов.
При монтаже деталей на под вески необходимо обеспечить надежный и? электрический контакт с токоподводящей штангой благоприятные условия для равномерного распределения покрытия по поверхности детали и для удаления пузырьков водорода, выделяющихся при электролизе.
Непосредственно перед хромированием детали несколько раз обезжиривают и проводят анодную обработку, цель которой удалить с поверхности детали тончайшие окисные пленки. Анодную обработку производят в той же ванне, что и хромирование. Деталь сначала выдерживают без тока, затем в течение 3045 с пpи плотности тока 25 35 А/дм2 , после чего переключают на катод. С этого момента на поверхности детали начинает осаждаться слой хрома.
Продолжительность процесса зависит от толщины покрытия, состава электролита и режима работы ванны и составляет от 2 до 18 ч.
1.2 ОСТАЛИВАНИЕ
По сравнению с хромированием процесс осталивания имеет ряд преимуществ: большую скорость нанесения покрытия, высокий выход, металла по току, возможность получения более толстых покрытий, использование более простых и дешевых электролитов. Осталиванием восстанавливают изношенные стержни клапанов, цилиндрические поверхности толкателей, валики масляных и водяных насосов, другие детали.
Технологический процесс восстановления деталей осталиванием состоит из подготовки восстанавливаемой поверхности к осталиванию, анодного травления, собственно осталивания, промывки и механической обработки.
Очищенную от загрязнений деталь сначала шлифуют до устранения следов износа, затем отправляют в гальванический цех для дальнейшей обработки. Здесь детали обезжиривают, для чего их монтируют на подвески и опускают в ванну с раствором следующего состава: 20 г/л едкого натра; 25 г/л соды углекислой или кальцинированной; 25 г/л тринатрийфосфата; 5 г/л растворимого (жидкого) стекла. Обезжиривание проводят в течение 56 мин при плотности тока 23 кА/м2 . Температура раствора должна быть 7080 °С.
Обезжиренные детали промывают в горячей воде, поверхности, не подлежащие покрытию, изолируют полихлорвиниловой лентой или другим кислотостойким материалом. После такой обработки деталь еще раз обезжиривают венской известью с добавкой 5°/о кальцинированной соды и промывают проточной холодной водой.
Электролитическое анодное травление выполняют в ванне такого состава: 360.400 г/л серной кислоты; 10 20 г/л сернокислого железа. Плотность тока 2,5 3,0 кА/м2 , температура 1520°С, продолжительность 1-2 мин. Детали, прошедшие анодное травление, промывают в горячей воде. Затем подвески с деталями загружают в ванну для осталивания.
Осталивание рекомендуется проводить в ванне следующего состава: 250300 г/л хлористого железа; 1,Of 1,5 г/л соляной кислоты; 10 г/л хлористого марганца;
Возможно применение и других составов.
Процесс осталивания рекомендуется начинать с малой плотности тока 0,5 кА/м2 , < через каждые 5 мин добавлять 0,5 кА/м2 , пока его плотность не достигнет ЗА кА/м2 Температуру электролита надо выдерживать в пределах 6090 °С.
После осталивания и промывки детали вместе с подиссками погружают в ванну обезжиривания и нейтрализации кислоты. Состав электролита: 2030 г/л едкого натра 1020 г/л жидкого стекла; 2530 г/л кальцинированной соды. Время обработки 34мин, температура 60-70 °С.
Завершается восстановление детали механической обработкой.
1.3 ЖЕЛЕЗНЕНИЕ
Железнением называется процесс получения прочных износостойких железных покрытий из электролитов. Этот процесс используется в ремонтном производстве для компенсации износа поверхностей деталей. Однако он может использоваться для исправления брака механической обработки, упрочнения рабочих поверхностей деталей из малоуглеродистой стали, не прошедших термическую обработку покрытия пластинок твердого сплава для облегчения прижатия их к резцам.
Химический состав электролитического железа зависит от состава исходных материалов, применяемых при электролизе. В обычных условиях электролиза с применением растворимых анодов железо осаждается с большим количеством примесей и по химическому составу напоминает малоуглеродистую сталь. Физико-химические свойства железных покрытий характеризуются следующими показателями: мелкокристаллическая структура, плотность г/см3 , температура плавления 1535 °С, коэффициент линейного расширения 11,9 ] 10~° град-1 , предел прочности неотожженного железа 735...776 МПа, относительное удлинение 10...50%, микрон твердость 1600...7800 МПа в зависимости от условий электролиза. Основные физико-механические и связанные с ним эксплуатационные свойства железных покрытий (структура, твердость, плотность, износостойкость, внешний вид) изменяются в широких пределах в зависимости от условий электролиза. Износоустойчивость деталей, восстановленных твердым (4000...600& МПа) электролитическим железом, не уступает износостойкости новых деталей. Таким образом, твердое электролитическое железо по химическому составу напоминает малоуглеродистую сталь, а по некоторым свойствам (твердость, прочность, износостойкость, коррозионная стойкость) среднеуглеродистую сталь. Процесс обладает следующими технико-экономическими показателями: исходные материалы и аноды недефицитны и дешевы, высокий выход металла по току (85... 95 %); высокая производительность скорость осаждения железа 0,2... 0,5 мм/ч; толщина твердого покрытия может достигать 0,8... 1,2 мм; возможность широких пределах регулировать свойства покрытий (микротвердость 1600...7800 МПа) в зависимости от их назначения обусловливает универсальность процесса; достаточно высокая износостойкость покрытий, приближающаяся к износостойкости закаленной стали; покрытия хорошо хромируются, что позволяет при необходимости повышать износостойкость деталей нанесение более дешевого, чем хромового, комбинированного двухслойного покрытия «железо + хром>>; себестоимость восстановления деталей железнением составляет примерно 30...50% стоимости новых деталей при равной износостойкости.
В ремонтном производстве наиболее часто применяют хлористые электролиты. Сернокислые электролиты по сравнению с хлористыми обладают меньшей химической агрессивностью и окисляемостью. Однако они уступают хлористым электролитам по производительности, качеству получаемых покрытий и другим показателям.
По температурному режиму электролиты разделяются на горячие и холодные. Первые характеризуются высокой температурой (60...90°С), позволяющей проводить железнение при большей плотности тока и высокой производительности процесса.
Вторые (электролиз ведётся без нагревания) в большинстве допускают применение малых плотностей тока, и поэтому малопроизводительны.
Ниже приведены наиболее распространённые электролиты.
Параметры режимов железнения
Электролит 1 23
Температура электролита 70…80 70…80 70…80
Плотность тока. А/дм" 20...4020...5020...60