Виды гальванических покрытий:

1 хромовые

- молочные,

- блестящие,

- матовые.

2 железнение

3 осталивание.

4 меднение и др.

Электролитическое наращивание выполняют в ваннах, облицованных свинцом, винипластом или другим кислотостойким материалом. Стенки ванны делают двойными. Пространство между ними заполня­ют водой или маслом, которые являются теплоносителем для подогрева электролита в ванне. Конструкция ванны должна предусматривать вытяжку для удаления продуктов испарения и газов, выделяющихся при электролизе. В качестве источни­ков питания постоянного тока применяются выпрямители ВАКГ-12/6-300, ВАКГ-12/600М с напряжением 12 В, низко­вольтные генераторы АНД 500/250 и др. Для интенсифика­ции процесса электролиза применяют реверсивный постоянный ток (полярность меняется по определенной программе).

Аноды при хромировании изготовляют из свинца или сплава свинца и сурь­мы. Отношение площади анодов к площади катодов прини­мают от 1:1 до 2:1. В процессе хромирования аноды не ра­створяются. Хромируемую деталь подвешивают к катоду. В качестве электролита используют раствор хромового ангид­рида в воде с добавлением серной кислоты.

В отличие от хромиро­вания при железнении применяют растворимые аноды из малоуглеродистой стали. Их площадь должна быть в два раза больше покрываемой поверхности (катода).

Электролиты, применяемые при железнении, делят на три группы: хлористые, сернокислые и смешанные (сульфатно-хлористые). Наиболее распространены хлористые электролиты, которые дают лучшее качество покрытий. По температурному режиму электролиты делятся на горячие (60 — 90°С) и холод­ные (18 — 20°С). Горячие электролиты неудобны в эксплуатации, так как требуют дополнительных расходов на подогрев и кон­троль температуры, но они дают лучшее покрытие.

Из горячих электролитов применяют электролит, состоя­щий из 200 — 500 г/л хлористого железа, 100 г/л хлористо­го натрия, кислотность (рН)- 08-1,2. Режим железнения: плотность тока — 10 — 50 А/дм², температура 70 —80°С.

Из холодных электролитов чаще применяют электролит, состоящий из 400 — 600 г/л хлористого железа, 0,5 — 2,0 г/л аскорбиновой кислоты, кислотность (рН) — 0,5- 1,3. Режим железнения: плотность тока — 10 — 40 А/дм², температу­ра - 20-50°С.

Задача: Определим площадь занимаемою оборудованием:

- ванна для электролитического наращивания F = 1.5*0.6 = 0.9 м²,

- ванна для анодного травления F = 1,23*0,6 = 0,74 м²,

- стол для навешивания деталей F = 0,682*0,682 = 0,46 м²,

- выпрямительное устройство ВСМР-20000-6 F = 0,68*0,682 = 0,46 м²,

- ванна для промывки деталей F = 1,64*0,6 = 0,98 м²,

- стеллаж для деталей F = 1,1*0,6 = 0,66 м²

Определим общую площадь занимаемую оборудованием:

∑F = 0.9+0.74+0.46+0.46+0.98+0.66 = 4.2 м²

Определим площадь отделения: Fуч = ∑F*f = 4,2*3,5 = 14,7 м²

Принимаем ширину гальванического участка равной 6 м, длину 3м, площадь участка Fуч = 18 м².

22. Перечислите преимущества и недостатки применения полимеров при восстановлении деталей машин. Укажите основные элементы, входящие в состав эпоксидных композиций и раскройте их назначение. Укажите область применения эпоксидных композиций и опишите процесс их приготовления. Раскройте технологию заделки трещин длиной от 20 до 150 мм в корпусных деталях эпоксидными композициями и приведите режим их отверждения.

К достоинствам пластмасс относятся простота их об­работки, сравнительно низкая себестоимость, невысокая трудоемкость изготовления из них деталей и др.

Недостатками пластмасс являются их низкие тепло­стойкость, теплопроводность, твердость и модуль упру­гости, большое изменение физико-механических свойств под действием температуры и с течением времени.

Кроме эпоксидной смолы, в состав композиции в зависи­мости от назначения могут входить пластификаторы, напол­нители, отвердители, ускорители отверждения, и другие компоненты.

Пластификаторы уменьшают хрупкость и стойкость к резкому изменению температуры, но уменьшают теплопровод­ность. В качестве пластификатора чаще всего используют дибутилфталат.

Наполнители вводят для повышения физико-механичес­ких свойств, снижения внутренних напряжений. Наполнители подразделяют на связующие (стеклоткань, ткани) и порошкообразные (железный порошок, алюминиевая пудра, цемент, тальк, графит и др.).

В качестве отвердителя эпоксидных смол чаще всего исполь­зуют полиэтиленполиамин.

Эпоксидные композиции являются универсальным ремон­тным материалом. Их применяют для заделки трещин, рако­вин, пробоин, восстановления подвижных и неподвижных сопряжений, склеивания деталей. Состав композиции зави­сит от требуемых свойств и условий работы. Для закрепле­ния втулок, колец, ввертышей при восстановлении с исполь­зованием дополнительных ремонтных деталей применяют композицию без наполнителей. При заделке трещин, пробоин, восстановлении посадочных мест под подшипники в компо­зиции вводят наполнители.

Приготовление композиции заключается в следующем. Эпоксидную смолу в таре разогревают до температуры 70 — 80°С, отливают необходимое количество в сосуд, добавляют пластификатор и перемешивают двухкомпонентный состав. Затем, если необходимо, вносят наполнитель, предварительно высушенный в течение 2 —3 ч при температуре 100- 120°С, и тщательно перемешивают состав. Отвердитель добавляют перед употреблением композиции.

Приготовленную композицию необходимо использовать в течение 20 — 25 мин.

Трещины длиной 20—150 мм на корпусных деталях или баках заделывают эпоксидной композицией, армированной стеклотканью или технической бязью.

После определения размеров трещины ее края засверливают сверлом диаметром 3 мм, а трещину по всей длине разделывают под уг­лом 60 — 70°, на глубину 2 — 3 мм (при толщине стенки более 5 мм). Если толщина стенки менее 2 мм, разделку трещины не делают. Поверхность детали зачищают до металлического блеска на расстоянии 40 мм по обе стороны от трещины и обезжирива­ют ацетоном. Первая накладка из ткани должна перекрывать трещину на 20 — 25 мм по обе стороны, а вторая перекрывать первую на 10—15 мм. После нанесения первого слоя эпоксидной композиции накла­дывают первую накладку и прикатывают роликом. На по­верхность накладки наносят тонкий слой композиции и накладывают вторую накладку, которую тоже прикатывают роликом. На вторую накладку снова наносят слой компози­ции и оставляют для отверждения.

Отверждение композиции проводят при температуре 18 — 20°С в течение 72 ч. Допускается проводить отверждение при температуре 20°С в течение 12 ч, а затем по одному из следу­ющих режимов: при 40°С - 48 ч; при 60°С — 24 ч; при 100°С - 3 ч.

23. Дайте определение понятию пайка. Укажите, от чего зависит качество паяного соединения и в чем заключается подготовка поверхностей деталей к пайке. Укажите и охарактеризуйте виды припоев применяемых в ремонтном производстве. Расшифруйте маркировку припоев ПОС – 40, ПОССУ – 35 – 2, ПМЦ – 36, ПСр – 70 и укажите область их применения.

Пайка — процесс соединения деталей в твердом состоя­нии металлическим расплавом, образующимся из присадоч­ного материала (припоя) непосредственно в месте пайки. Локальный подвод тепла, которым расплавляется припой и подогреваются соединяемые поверхности, производится нагре­тым паяльником или газовым пламенем.

Качество пайки зависит от смачивающей способности припоя, толщины его слоя, а также от чистоты паяемых по­верхностей. Чем лучше смачивающая способность, тем луч­ше припой заполняет стыковые участки. При этом обеспечи­вается и меньшая толщина слоя припоя между соединяемы­ми поверхностями.

В паяном соединении между основным металлом и при­поем имеет место взаимное растворение металлов. В итоге усиливается химическая неоднородность металла в зоне пайки и ухудшается антикоррозийная стойкость. Влияние этого фак­тора тем больше, чем толще соединительный слой в паяном соединении. Меньшая химическая неоднородность обеспечи­вает большую прочность соединения. Поэтому пайку необ­ходимо вести с обеспечением минимальной толщины прослой­ки присадочного материала, что требует правильного подбо­ра температурного режима пайки.

Перед пайкой проводят предварительную зачистку повер­хностей до металлического блеска. Однако на воздухе повер­хности окисляются, а при нагреве процесс окисления усили­вается. Поэтому необходима очистка от окислов соединяемых поверхностей в процессе пайки. Она достигается с помощью флюсов, которые раскисляют окислы и способствуют очист­ке от образующихся загрязнений.

При ремонте машин чаще всего используют легкоплавкие при­пои, температура плавления которых 150 — 450°С, и среднеплавкие припои – температура плавления 450-1100°С.

Легкоплавкие припои:

- бессурьмянистые оловянно-свинцовые припои ПОС 40, ПОС 30 и ПОС 10;

- малосурьмянистые оловян­но-свинцовые - ПОССу 50-0,5, ПОССу 40-0,5, ПОССу 30-0,5;

- сурьмянистые оловянно-свинцовые - ПОССу 35-2 и ПОССу 30-2.

В приведенных обозначениях цифра пос­ле буквенной части указывает среднее содержание олова, а пос­ледующая за тире — содержание сурьмы в %.

Эти припои пла­стичны, обладают хорошей смачиваемостью, коррозийной стой­костью. Более высокую коррозионную стойкость создают при­пои с большим содержанием олова, а лучшие пластические свой­ства — с большим содержанием свинца.

При пайке оловянно-свинцовистыми припоями использу­ют флюсы на основе хлористых соединений металлов и ка­нифоли. Флюсы на основе канифоли применяют в тех соединени­ях, которые нельзя промыть после пайки. Остатки этих флю­сов не вызывают коррозии.

Для получения паяных соединений высокой прочности и стойкости к повышенной температуре применяют среднеплавкие припои: медные, медно-цинковые и серебряно-медно-цинковые.

Медные припои марок Ml, M2, МФ1 и МФ2 хорошо сма­чивают поверхности, затекают в мельчайшие зазоры и дают прочные пластические соединения.

Медно-цинковые припои (латуни) марок ПМЦ-36. ПМЦ-48, ПМЦ-54, Л-62 (цифры указывают процентное со­держание меди) представляют собой сплавы меди и цинка. Припои ПМЦ применяются для пайки деталей, не испыты­вающих динамических нагрузок и вибрации ввиду недоста­точной пластичности.

Серебряно-медно-цинковые припои марок ПСр10, ПСр25, ПСр45, ПСр70 (цифры указывают процентное содержание серебра) позволяют получить соединения с высокой прочно­стью и пластичностью. На практике чаще применяют припои ПСр25 и ПСр45 при пайке стали, меди и ее сплавов для получения соединений с высокими механическими свойства­ми.

Пайку среднеплавкими припоями ведут с использовани­ем флюсов на основе буры и борной кислоты. Наиболее рас­пространенный флюс этой группы — бура. Перед примене­нием ее прокаливают при температуре 400 — 450°С. Борную кислоту, как менее активный флюс, обычно применяют в смеси с обезвоженной бурой.

Расшифровка марок припоев:

ПОС – 40 – бессурмянистый оловянно-свинцовый припой, содержание олова 40% остальное свинец;

ПОССУ – 35 – 2 – сурмянистый оловянно-свинцовый припой, содержание олова 35%, содержание сурьмы 2% остальное свинец;

ПМЦ – 36 – припой медно-цинковый, содержание меди 36% остальное цинк;

ПСр – 70 – припой серебряно-медно-цинковый, содержание серебра 70% остальное медь и цинк.

Пайку легкоплавкими припоями применяют при ремон­те радиаторов, топливных баков, генераторов, электропро­водов и др. Припой ПСр-70 обладает высокой электропроводимостью, поэтому его используют для пайки токоведущих элементов.

24. Перечислите электрофизические способы восстановления деталей. Укажите их преимущества и недостатки. Раскройте сущность восстановления деталей электромеханической обработкой. Определите количество стандартных ремонтных размеров вала n_в, если номинальный диаметр d_н=110,00 мм, минимально допустимый по условиям прочности диаметр вала d_min=108,00 мм и ремонтный интервал γ=0,25 мм.

Электрофизические способы восстановления деталей:

- электромеханическая обработ­ка;

- электроконтактная приварка стальной ленты;

- электроконтактное напекание порошков;

- электроискровой метод;

- анодно-механическая обработка.

Преимущества электромеханической обработки — высо­кая производительность, отсутствие коробления, низкая себе­стоимость. Основной недостаток — трудность получения в процессе обработки сплошного контакта инструмента с по­верхностью, недостаточная стойкость высаживающих и сгла­живающих пластин.

Преимущества электроконтактного напекания порошков — высокая производительность, малая глубина теплового воздействия и высокая износостой­кость слоя. К его недостаткам можно отнести ограниченность толщины напекаемого слоя и сложность оборудования.

Сущность восстановления деталей электроконтактной приваркой стальной ленты заключа­ется в приварке мощными импульсами тока к поверхности де­тали стальной ленты. Металл ленты расплавляется не по всей толщине, а лишь в тонком поверхностном слое в месте контакта с деталью. Лен­ту приваривают по всей изношенной поверхности перекрываю­щимися точками, которые располагаются по винтовой линии. Недостатком способа является ограниченная толщина наносимого слоя и сложность оборудования.

Электроискровой метод основан на эрозии металлов, возникающей при электрическом искровом разряде. При помощи этого метода можно обрабатывать электропроводящие металлы любой твердости.

Анодно-механическую обработку металлов при­меняют для отрезки твердых частей изношенных дета­лей, прорезки различного рода канавок и пазов, заточ­ки инструментов, долбления, шлифования.

Э лектромеханический способ восстановления деталей основан на сочетании термического и силового воздействия на поверхностный слой. Его применяют для восстановления валов и осей с небольшим износом, а также как заключитель­ную операцию при обработке деталей. Процесс заключается в следующем. Деталь, установленную в патроне токарного станка, через контактное устройство на шпинделе подсоеди­няют к одной из клемм вторичной обмотки трансформатора; ко второй клемме подсоединяют инструмент, изолированно установленный в резцедержателе суппорта станка. В зону контакта детали и инструмента подают ток 350— 1300 А при напряжении 2-6 В. Ток большой силы и низкого напряже­ния мгновенно нагревает металл в зоне контакта до высокой температуры (800 —900°С). Быстрый отвод теплоты внутрь детали способствует закалке поверхностного слоя. Одновременно улучша­ются механические свойства поверхностного слоя детали за счет его закалки на глубину 0,1 мм.

При восстановлении изношенных осей и валов изношен­ную поверхность сначала обрабатывают высаживающим инструментом 2 (рис. 5.29). Нагретый в зоне контакта металл выдавливается, образуя выступы, аналогичные резьбе. В ре­зультате диаметр детали увеличивается до диаметра D₁. Вто­рым проходом сглаживающего инструмента 3 высаженную поверхность обрабатывают до необходимого размера D_0.

Этим способом восстанавливают преимущественно повер­хности валов неподвижных соединений (посадочные места под подшипники, шестерни, шкивы и т.д.) с износом не бо­лее 0,25 мм.

Задача: количество стандартных ремонтных размеров вала n_в определяем по формуле:

25. Дайте определение понятию «газотермическое напыление». Перечислите преимущества данного способа восстановления деталей. Укажите виды газотермического напыления. Раскройте сущность газопламенного напыления, применяемое оборудование и область применения данного вида напыления.

Газотермическое напыление — это процесс, при котором на восстанавливаемой поверхности формируется покрытие из отдельных частиц материалов, доставляемых с большой ско­ростью транспортирующим газом. В основе процесса лежит нагрев исходного материала до жидкого или пластического состояния и его распыление газовой струей.

Технология напыления металлов обладает рядом преиму­ществ по сравнению с наплавкой и другими способами. К основным из них относятся:

- нагревание детали не выше 200°С, что сохраняет ее струк­туру и свойства;

- толщина покрытия может быть получена от 0,1 до 3,0 мм и более;

- возможность получения покрытий с заданной твердостью, износостойкостью и другими свойствами в зависимости от применяемых материалов и режимов;

- возможность нанесения покрытий, как на металлическую, так и неметаллическую основу (керамика, стекло и др.);

- универсальность используемых материалов как по фор­ме (порошки, проволока, прутки), так и по физико-химичес­ким характеристикам (металлы, сплавы, окислы, пластмассы, карбиды и т.д.);

- возможность осуществления процесса в различных про­изводственных условиях (в ЦРМ хозяйств, на специализи­рованных предприятиях);

- процесс легко механизировать, что обеспечивает высокое качество покрытия;

- возможность получения композиционных и комбиниро­ванных покрытий с различными свойствами, используя раз­личные материалы.

Для расплавле­ния материала применяют газовое пламя, плазменную струю, электрическую дугу и детонацию. Отсюда и название — га­зопламенное, плазменное, детонационное напыление и газо­вая и электродуговая металлизация.

Г азопламенное напыление. При газопламенном напыле­нии источником тепловой энергии является пламя от сгора­ния ацетилена или пропанбутановой смеси в кислороде. Раз­личают два способа напыления. В первом случае напыление осуществляется подачей порошка в зону пламени с помощью транспортирующего газа (азота, воздуха). Порошок из бун­кера поступает в горелку (рис. 5.24), захватывается транс­портирующим газом и на выходе из сопла попадает в пламя, где оплавляется и струей горячих газов направляется на на­пыляемую поверхность.

В о втором случае порошок подает­ся непосредственно в факел пламени под действием силы тя­жести. Принцип напыления с внешним вводом порошка при­менен в горелке ОКС-5531 (рис. 5.25), которая монтируется на стволе горелки для газовой сварки.

Пост для газопламенного напыления должен состоять из следующего оборудования: компрессор, обеспечивающий дав­ление 0,4 — 0,5 МПа; камера для струйной абразивной обра­ботки деталей перед напылением; баллоны с кислородом и ацетиленом или пропан-бутаном; редукторы кислородный ДКП-1-65 и ацетиленовый ДАП-1-65, шланги; станок для вра­щения детали и горелка ОКС-5531, 1021-4, ГАО-6 и др.

В качестве напыляемых материалов используется широ­кая номенклатура металлических порошков.

При газопламенном напылении в качестве напыляемого материала используют также проволоку. В этом случае про­цесс часто называют газовой металлизацией. При проволоч­ной металлизации материал поступает в центральное отвер­стие горелки и расплавляется пламенем горючего газа. Струя сжатого воздуха или азота распыляет материал на мелкие частицы и наносит на подготовленную поверхность. Для ме­таллизации используют аппараты МГИ-4А — для ацетилена, МГИ-4П — для пропан-бутана.

Газопламенное напыление применяют при восстановлении корпусных деталей (посадочные места под подшипники), шатунов (отверстия), валов и других деталей.