16.4. Защитно-декоративные покрытия

Цинкование. Этот процесс применяют главным образом для защиты деталей из черных металлов от коррозии. В ремонтном производстве его используют для защиты от коррозии крепежных ма­ралов. Наибольшее распространение при цинковании получили сернокислые электролиты состава (г/л): сернокислый цинк (ZnS0_4*7Н₂0) — 215, сернокислый алюминий (А1₂S0₄* 18Н₂0) — 30, сернокислый натрий (NаSO_4*Н₂0) — 50 и дикстрин (С₆Н₁₉0₁₅) — 10.

Покрытия осаждаются в ваннах или в специальных вращающихся барабанах или колоколах. Процесс идет при комнатной температуре и плотности тока 1 ...2 А/дм² — без перемешивания и 3...5 А/дм² — при перемешивании электролита. Толщина цинковых покрытий 15,..30 мкм.

Никелирование. Никелирование применяют для покрытия метал­лов — стали, меди, латуни, цинка, алюминия. Непосредственно никелем покрывают только медь и латунь, а остальные металлы — только после предварительного меднения. Никель применяют в качестве защитного покрытия перед декоративным хромированием. С помощью никелирования повышают износостойкость трущихся поверхностей деталей и восстанавливают их размеры. Состав ван­ны (г/л) и режим никелирования для получения покрытия нике­ля толщиной 15...25 мкм: сернокислый никель (N1804-7Н₂0) — 280...300, хлористый никель (№С1₂Н₂0) — 35...45, борная кис­лота (Н₃В0₃) — 31 ...40; температура электролита — 50...60°С, плот­ность тока —- 2...5 А/дм², напряжение — 2,5...3 В. Соотношение площадей анода и катода 1:1. При никелировании в качестве ано­дов применяют чистый никель.

16.5. 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 с 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 земеевиком 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.

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, которые обслуживаются 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, опускания и поворота. В автоматах этого типа можно совмещать несколько технологичес­ких процессов нанесения различных покрытий (не более восьми). Один автооператор должен обслуживать не более 8... 10 ванн.