Восстановление клапанов двигателя ЗИЛ-130 (стр. 2 из 4)
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
Выход по току, %85...9285...9585...95
Кислотность, рН0,8...1,20,8...1,20,8... 15
Электролит 4 56
Температура электролита, °С95...9820...5030...50
Плотность тока, А/дм210...1510...3020...25
Выход по току, % 90 85...9285...92
Кислотность, рН -0,5... 1,30,6... 1,2
Состав электролитов
Процесс покрытия электролитическим железом обычно осуществляется с использованием растворимых анодов из малоуглеродистой стали 08 или 10. При растворении анодов образуется шлам, поэтому во избежание загрязнения электролита аноды помещают в чехлы из стеклоткани. В случае наращивания железного покрытия с применением нерастворимых (угольных) анодов возникает необходимость систематического корректирования состава электролита по мере сто истощения.
Электролит 1 позволяет получать плотные и гладкие покрытия плотностью 6500 МПа и толщиной до 1,0...1,2 мм. Электролит2 обладает оптимальной концентрацией, не изменяемой при длительной работе ванны, и по своим показателям близок к электролиту 1 (применяется чаще, чем электролит 1).
Высококонцентрированный электролит 3 позволяет получать высококачественные покрытия толщиной до 3 мм. Этот электролит обычно применяют при нанесении покрытий на внутренние поверхности при вневанном железнении.
Электролиты 1 и 3 не стабильны по составу. Концентрация железа в электролите 1 постепенно увеличивается, а в электролите 3 уменьшается, стремясь к оптимальному значению, что вызывает определенные затруднения при эксплуатации ванны.
Электролит 4 в ремонтной практике не применяют. Наличие в эктролите 5 аскорбиновой кислоты предотвращает его окисление и образование гидроокиси железа, в результате чего возможно получение высококачественных покрытий при низкой температуре и достаточно высокой плотности тока.
Холодный сульфатно-хлористый электролит 6 обладает достоинствами хлористых и сернокислых электролитов: менее агрессивен и более устойчив к окислению, чем хлористые, и позволяет получать покрытия хорошего качества с высокой производительностью. Этот электролит находит применение времонтном производстве.
Схема типового технологического процесса электролитического железнения представлена в таблице.
| Операция | Последовательность операций в вариантах |
| Очистка деталей от грязи и маслаОбработка механическаяПромывка органическим растворителем (бензином, и др.)СушкаОчистка покрываемых поверхностейИзоляция поверхностей, не подлежащих покрытию, и монтаж деталей на подвесные приспособленияОбезжиривание деталейПромывка горячей водой (70...80°С)Холодной водойТравление анодное в электролите железненияПромывка холодной водойОбработка анодная в 30%-м растворе серной кислотыПромывка, прогрев теплой водой (50...60°С)ЖелезнениеПромывка горячей водой (70...80°С)НейтрализацияПромывка горячей водой (70...80°С)Демонтаж деталей с подвесок и снятие изоляцииКонтроль качества покрытийОбработка механическаяКонсервация деталей | I II1 1(2) (2)3 34 4(5) (5)6 67 78 89 9- 1010 1311 1212 1413 1514 1615 1716 1817 1918 2018 21(20) (22) |
Слив масел, обеспечение доступа очистного раствора во внутренние полости агрегатов
Очистка наружных поверхностей. Промывка или выпаривание внутренних полостей агрегатов
Очистка подразобранных агрегатов
Очистка сборочных единиц
Общая очистка деталей
Очистка деталей от прочных загрязнений: асфальтосмолистых, нагара, накипи
Очистка каналов и полостей в деталях
Очистка крепежных деталей: болтов, винтов, шпилек, гаек, шайб и др.
Последовательность операций очистки поверхностей деталей от эксплуатационных загрязнений.
1.4 ШЛИФОВАНИЕ
Шлифование является основным способом обработки износостойких покрытий, отличающихся высокой твердостью. Шлифование обеспечивает должное качество поверхностного слоя. Покрытия на основе карбидов вольфрама и керамики могут быть эффективно обработаны только шлифованием. При абразивной обработке применяют материалы, состоящие из зерен, обладающих высокими твердостью и режущей способностью. Абразивные материалы бывают природные (горные породы и минералы) и искусственные. Природных материалов мало, они недостаточно однородны и тверды. Из природных материалов используют корунд, наждак (смесь корунда с оксидами железа, кремния, титана и др.), кремень, кварцевый песок, пемзу. К искусственным абразивным материалам, применяемым при шлифовании, относятся карбид кремния - карборунд SiC, карбид бора, электрокорунд, крокус (содержащий до 75 % оксида железа), оксид хрома, оксид алюминия. Для полирования служат: крокус, трепел, доломит, технический мел, высокая известь (до 95 % оксида кальция), каолин, тальк.