1. Технологический раздел

1.1 Гальваническое производство

1.1.1 Характеристика гальванических покрытий

Гальванические покрытия применяются почти во всех отраслях промышленности для защиты деталей от коррозии и получения новых функциональных свойств: повышенных поверхностной твердости, износостойкости, антифрикционной способности и т.д. Они во многих случаях позволяют заменить цветные металлы черными, благородные – неблагородными, дефицитные – распространенными. По механическим свойствам, чистоте, коррозионной стойкости и экономичности гальванические покрытия превосходят все остальные. Гальванический метод получения покрытий позволяет осуществлять нанесение металлов, сплавов, получение композиционных покрытий и оксидных пленок при анодной обработке изделий. Его отличительной особенностью является получение покрытий заданных свойств и толщины.

Поэтому на таком крупном и многопрофильном предприятии есть свой цех гальванопокрытий. Где проводятся операции нанесения гальванических покрытий в соответствии с требованиями, предъявляемыми к деталям.

На ОАО «ММЗ имени С.И. Вавилова – управляющая компания холдинга «БелОМО» реализуется нанесение следующих покрытий:

1. анодное окисление алюминия и его сплавов с окраской под «золото»;

2. анодное окисление алюминиевых сплавов с наполнением оксидной пленки в воде;

3. анодное окисление алюминиевых сплавов с окраской в черном красителе;

4. анодное окисление алюминиевых сплавов с уплотнением бихроматом калия;

5. анодное окисление хромовокислых алюминиевых сплавов, клепанных и сварных сборок;

6. меднение кислое, как промежуточный слой;

7. никелирование деталей в электролите с блескообразователем «C»;

8. никелирование (как подслой) в электролите с блескообразователем «C»;

9. никелирование (как промежуточный слой) в электролите с блескообразователем «C»;

10. никелирование матовое;

11. никелирование матовое как подслой перед гальваническим покрытием;

12. никелирование блестящее в электролите с 1,4-бутиндиолом;

13. никелирование блестящее в электролите с 1,4-бутиндиолом, как подслой;

14. никелирование черное;

15. хромирование деталей;

16. хромирование декоративное после никелирования;

17. цинкование щелочное с добавкой ЛВ-4584 стальных деталей;

18. цинкование щелочное с добавкой ЛВ-4584 стальных деталей на линии «Цинк-Тагат-47»;

19. цинкование аммиакатное мелких и крепежных деталей из стали в коллокольной ванне;

20. оловянирование;

21. химическое оксидирование фторидное алюминия и его сплавов;

22. химическое оксидирование алюминия и его сплавов (деформируемых и литейных), а также армированных стальными и латунными деталями;

23. ускоренное химическое щелочное оксидирование стальных деталей;

24. фосфатирование стальных деталей;

25. ускоренное оксидо-фосфатирование стальных механически обработанных деталей.

1.1.2 Основные термические и механические способы изготовления и подготовки поверхности детали

Для получения электролитического осадка с заданными свойствами важно не только правильно подобрать состав электролита и параметры электролиза, но и подготовить поверхность детали перед операцией нанесения покрытия. От качества подготовки поверхности зависят не только функциональные свойства покрытий, но и адгезия с основой. Перед покрытием детали подготавливают следующими способами: механическими, термическими.

Механические способы предназначены для удаления с поверхности окалины, заусенцев, придания требуемой шероховатости. К ним относятся струйно-абразивная обработка, галтовка, крацевание, шлифование, полирование. Струйно-абразивная обработка, в свою очередь, делится на пескоструйную, дробеструйную, гидроабразивную. В результате механической обработки получают однородную матовую поверхность с удаленными царапинами, окалиной, ржавчиной и другими дефектам поверхности.

Процесс галтовки позволяет удалять поверхностные дефекты и загрязнения с мелких деталей за счет трения и, в некоторых случаях, за счет химического воздействия растворов (мокрая галтовка). Проводится процесс во вращательных установках (барабанах), внутри которых делают ребра. В некоторых установках используется планетарное движение, при этом происходит механические взаимодействия деталей между собой, в результате которых закругляются грани, удаляются продукты коррозии, заусеницы. Сухая галтовка происходит при заполнении барабана максимум на 2/3.

При мокрой галтовке используются те же аппараты и абразивы, но в водной среде. При этом все механические явления несколько скомпенсированы и отсутствуют шумовые эффекты. В раствор вводят моющие и пассивирующие средства. Размеры барабанов могут достигать до 1 м и диаметр 800 мм. Частота вращения 10 – 15 об/мин – для крупных деталей, 60 об/мин – для мелких деталей. Длительность обработки 2 – 5 часов.

При реализации процесса виброабразивной обработки, соблюдая определенную последовательность технологических переходов, добиваются снижения шероховатости, а при подборе рабочей среды поверхность получают блестящей. Используется для обработки деталей со сложной конфигурацией, профилем. Фактор шероховатости снижается в процессе такой обработки от 40 до 0,63 мкм за 3 – 5 переходов в течение 10 часов. Проводится в барабанах. Загружаются абразивы и детали в соотношении 1:1, 1:2. Используются специальные пластмассовые абразивы. Скорость вращения 1500 – 2000 об/мин. Амплитуда колебаний изделий 1,5 – 5 мм. Подбор частоты колебаний происходит опытным путем.

Крацеванием можно получить поверхность с разной шероховатостью вплоть до блестящей. В зависимости от назначения обработки используют щетки для чистовой и грубой обработки.

Шлифованием мелкими зернами абразивных материалов с поверхности снимают тонкую стружку и добиваются ровной и гладкой поверхности. Различают грубое и декоративное шлифование.

Полирование используется для получения блестящей зеркальной поверхности путем сглаживания мельчащих неровностей, в основном, для заключительной декоративной отделки.

Струйно-абразивная обработка позволяет удалить с поверхности деталей толстый слой термической окалины. В качестве абразивного материала используют кварцевый или металлический песок, стальную дробь, карбид кремния. В процессе обработки поверхность приобретает матовость и своеобразный рельеф. Суть обработки заключается в очистке поверхности струей абразивного материала, подаваемого на нее при помощи сжатого воздуха, жидкости или пекометно-, дробеметного аппарата и имеющего большую твердость чем основа. Процесс осуществляется в герметично исполненном оборудовании. Установки состоят из компрессора с масловодоотделителем и песко- или дробеструйной камеры. Питание сжатым воздухом осуществляется обычно одноступенчатым поршневым компрессором. Воздух от воды и масла отделяется в масловодоотделителях. На производстве широко используются масловодоотделители марок МВО-1, МВО-1В, МВО-2, МВО-2В.

На ОАО «ММЗ имени С.И. Вавилова – управляющая компания холдинга «БелОМО» в гальваническом цехе производится пескоструйная очистка поверхности деталей.

Обработка проводится пескоструйным аппаратом, в котором устанавливается необходимое давление.

– для стали (Р = 3 – 4 атм);

– для алюминия (Р = 2 – 2,5 атм);

– для магниевых сплавов (Р = 0,8 – 1атм).

В зависимости от толщины стенки устанавливается различное давление (толщина стенки от 1 мм до 3 мм). При давлении свыше 4 атм необходимо использовать наушники. Деталь обрабатывается шлифматериалом (белый корунд марки 25А16П). После обработки визуально осматривается внешний вид детали. При работе используется индивидуальные средства защиты в соответствии с ГОСТ 12.4011-89.

К термическим способам относят закалку.

Этот способ применяют после механической обработки для некоторых деталей (болты, пружина, винты) для придания твердости и стойкости к нагрузкам.

Если деталь с цинковым покрытием не очень тонкая и после термообработки образуется окалина, то применяется обработка электрокорундом при небольшом давлении. Детали из алюминия и его сплавов пескоструйной обработке не подвергаются.

Для особых случаев применяется абразивная обработка в магнитном поле, гидромеханическая обработка, гальвноабразивная обработка, алмазное выглаживание, вибрационное обкатывание.