Хромування деталей (технологія)
Хромування, одне з найпотрібніших покриттів, відноситься до найбільш трудомістким процесам гальванотехніки. Воно вимагає особливої ретельності і дотримання чистоти як при приготуванні електроліту, так і самих речовин, що входять до його складу. Вода використовується дистильована або грунтовно прокип'ячена.
Заняття модельної гальванотехніка почніть з виготовлення ванни, Перш за все підберіть каструлю на 10 л і трилітрову скляну банку. Ємності меншого розміру краще не застосовувати - це може ускладнити регулювання параметрів процесу. Склеївши з 1-1,5 мм фанери корпус, зберіть ванну відповідно до наведеного малюнку і закрийте всі фанерним кільцем. Робота над ванною закінчується виточування кришки каструлі і монтажем на ній ТЕНів і контактного градусника. Тепер - електрообладнання. Для харчування ванни можна використовувати будь-яке джерело постійного струму з підключеним на виході електролітичним конденсатором 80000 мкф X 25 В. Провід харчування повинні мати перетин не менш 2,5 мм2. Регулятором сили струму, який заміняє регулятор напруги, може служити секційний реостат. Він включається послідовно з гальванічною ванною і складається з паралельних, що включаються однополюсними рубильниками секцій. Кожна наступна має опір вдвічі більша за попередню. Число таких секції 7-8. На передній панелі блоку літанія встановіть дві розетки на 15 А, одну - нормальної полярності, іншу-зворотною. Це дозволить швидко провести анодний обробку деталі і перейти на хромування простим переставленням вилки. Розетки з трьома виходами, щоб не помилитися в полярності (підключаються, звичайно, тільки два гнізда). Для підтримки постійної температури електроліту ванна забезпечується контактним термометром. Безпосередньо управляти роботою ТЕНів він не може через великі струмів, тому буде потрібно зібрати нескладний пристрій, схема якого наведена на малюнках.
Деталі терморегулятора: транзистори МП 13 - МП16, МП39-МП42 (VT1); 213-217 (VT2) з будь-якими літерними позначеннями; резистори МЛТ-0,25, діод- Д226, Д202-Д205; реле-ТКЕ 52 Подг або ОКН паспорт РФ4.530.810.
Налагодження терморегулятора: якщо при закорачіваніі точок 1-2 ріпі не спрацьовує, з'єднують емітер і колектор VT1. Включення реле вказує на несправність або малий коефіцієнт посилення VT1. В іншому випадку несправний транзистор VT2 або він має недостатній коефіцієнт посилення. Зібравши і налагодивши пристрій ванни, можна приступати до приготування електроліту.
Для цього необхідно:- налити в банку трохи більше половини підготовленої дистильованої води, підігрітої до 50 °
- засипати хромовий ангідрид і розмішати
- долити воду до розрахункового обсягу
- влити сірчану кислоту
- опрацювати електроліт 3-4 ч з розрахунку 6-8 А г / л.
Остання операція потрібна для накопичення невеликої кількості монов Сг3 (2-4 р / л), присутність яких сприятливо позначається на процесі осадження хрому.
Сировина хімічна-250 г / л або 1 50 г / л
Сірчана кислота-2,5 г / л або 1,5 г / л
ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІСТУ хромового ангідриду СrО "ЗАЛЕЖНО ВІД ПИТОМОЇ ВАГИ розчину
У молях В г / л
1,07 1,00 100
1,08 1,14 114
1,09 1,29 129
1,10 1,43 143
1,11 1,57 157
1,12 1,71 171
1,13 1,85 185
1,14 2,00 200
1,15 2,15 215
1,16 2,29 225
1,17 2,43 243
1,18 2,57 250
1,19 2,72 272
1,20 2,88 288
1,21 3,01 301
1,22 3,16 316
1,23 3,30 330
1,24 3,45 345
1,25 3,60 360
1,26 3,75 375
1,27 3,90 390
1,28 4,06 406
1,29 4,22 420
1,30 4,38 438
1,31 4,53 453
1,32 4,68 468
Процес хромування в сильному ступені залежить від температури електроліту і щільності струму. Обидва ці чинники впливають на зовнішній вигляд і властивості покриття, а також на вихід хрому по струму. Необхідно пам'ятати, що з підвищенням температури вихід по струму знижується; з підвищенням щільності струму вихід за струмом зростає; при більш низьких температурах і постійної щільності струму виходять сірі покриття, а при підвищених - молочні. Практичним шляхом знайдений оптимальний режим хромування: щільність струму 50-60 А / дм ^ при температурі електроліту 52 ° -55 ° ± 1 °, Щоб бути впевненим у працездатності електроліту, в приготовленої ванні можна покрити кілька деталей, подібних за формою і розмірами робочим зразкам , Підібравши режим і дізнавшись вихід по струму простим виміром розмірів до і після хромування, можна приступати до покриття гільз. За запропонованою методикою накладають хром на сталеві, бронзові і латунні деталі. Підготовка їх полягає в промиванні поверхонь, що підлягають хромуванню, бензином і потім милом (за допомогою зубної щітки) б гарячій воді, зарядці в оправлення і розміщенні в ванні, Після занурення в електроліт потрібно почекати 3-5 с і потім включити робочий струм. Затримка потрібна для того, щоб деталь прогрілася. Одночасно відбувається активація поверхні деталей з латуні і міді, так як ці метали добре труяться в електроліті. Однак більше 5 з чекати не слід - в складі цих металів є цинк, присутність якого в електроліті неприпустимо.
ХРОМІРУЕМ АЛЮМІНІЄВІ СПЛАВИ
На процесах нанесення хрому алюмінієві сплави потрібно зупинитися особливо. Виконання таких покриттів завжди пов'язане з рядом труднощів. Перш за все це необхідність попереднього нанесення проміжного шару. Сплави алюмінію, що містять велику кількість кремнію [до 30%, сплави марок АК12, АЛ25, АЛ26, САС-1), можна хромувати наступним чином:- промивка деталі в бензині
- промивка в гарячій воді з пральним порошком або милом
- обробка деталі в розчині азотної і плавикової кислот (відношення 5: 1) протягом 15-20 с
- промивка в холодній воді
- установка деталі на оправці і хромування (завантаження в ванну під струмом!).
- шліфування (і притирання);
- очищення (видалення жирових відкладень після шліфування в бензині або трихлоретиленом, потім в лужному розчині),
- промивка в проточній холодній і теплій (50-60 °) воді,
- травлення (для видалення частинок, що залишилися на поверхні після шліфування і притирання, а також для поліпшення підготовки поверхні деталі до нанесення хрому).
Цинкування Алюмінієві вироби при кімнатній температурі опускають на 2 хв у розчин (їдкий натр 400 г / л, сірчанокислий цинк 120 г / л, сіль Рошепя 5-10 г / л. Або: їдкий натр 500 г / л, окис цинку 120-140 г / л) при постійному його перемішуванні. Покриття досить рівномірний і має сірий (іноді блакитний) колір. Якщо цинкове покриття лягло нерівномірно, деталь опускають в підбурюючий 50-відсотковий розчин азотної кислоти на 1-5 с і після промивання повторюють цинкування. Для магнийсодержащих сплавів алюмінію подвійне цинкування обов'язково. Завдавши другий шар цинку, деталь промивають, заряджають в ол-Равка і під струмом (без подачі напруги цинк встигає частково розчинитися Б електроліті, забруднюючи його) встановлюють у ванні. Попередньо оправлення з деталлю занурюється в склянку з водою, нагрітою до температури 60 ^. Процес Яромир-вання звичайний. Нікелювання (хімічне) Якщо цинк не лягає на алюміній (найбільш часто це відбувається на сплаві АК4-1), можна спробувати нанести хром через нікель. Порядок роботи такий: - притирання поверхні, - знежирення, - травлення 5-10 с в розчині азотної і плавикової кислот, змішані !; в співвідношенні 3: 1, - нікелювання, Остання операція-в розчині наступного складу: сірчанокислий нікель 30 г / л, гіпофосфіт натрію 10-12 г / л, оцтовокислий натрій 10-12 г / л, глікоколу-30 г / л. Складається він спочатку без гіпофосфіт-та, який вводиться перед никелированием (з Гипофосфіти розчин довго не зберігається). Температура розчину при нікелювання 96-98 °. Можна використовувати розчин і без глікоколу, тоді температура повинна бути знижена до 90 ". За 30 хв на деталь осідає шар нікелю товщиною від 0,1 до 0,05 мм. Посуд для робіт - тільки скляний або фарфоровий, так як нікель осідає на все метали восьмий групи періодичної таблиці. Добре піддаються нікелюванню ла тунь, бронза та інші мідні сплави. Після осадження нікелю проводиться термообробка для поліпшення зчеплення з основним металом (200-250 °, витримка 1-1,5 ч). Потім деталь монтується на оправці для хромування і опускається на 15- 4 0 з в розчин 15% сірчаної кислоти, де обробляється зворотним струмом з розрахунку 0,5-1,5 А / дм 2. Відбувається активація нікелю, видаляється окісна плівка, і покриття набуває сірого кольору. Кислота повинна застосовуватися тільки хімічно чиста (в самому крайньому випадку акумуляторна). Інакше нікель набуває чорного кольору, і хром на таку поверхню ніколи не ляже. Після цього оправлення з деталлю завантажують у ванну хромування. Спочатку д "ают ток в два рази більший, потім протягом 10-12 хв його зменшують до робочого . Дефекти хімічного нікелювання: - нікелювання не відбувається; деталь не прогрілася, слід почекати деякий час, - плями на поверхні (характерно для АК4-1): погана термообробка деталі, потрібно її термо-обробити при 200-250 ° протягом 1,5-2 ч. Видалення нікелю з алюмінієвих сплавів можна виробляти в розчині азотної кислоти. Іноді в процесі нікелювання відбувається саморозряд - випадання порошкоподібного нікелю. У цьому випадку розчин виливають, а посуд обробляють розчином азотної кислоти для видалення з її поверхні нікелю, який буде заважати осадження на деталі. Хотілося б відзначити, що нікель-фосфор сам по собі має досить цікавими властивостями, не властивими хромовим покриттям. Це рівномірність шару на поверхні деталей (після осадження доведення не потрібно); висока твердість після термообробки (режим 400 ° протягом години дає твердість покриття HV 850-950 і більше); низький коефіцієнт тертя в порівнянні з хромом; дуже незначне розширення; високу межу міцності при розтягуванні. Нікель-фосфор без подальшого нанесення хрому може використовуватися не тільки як проміжне покриття на гільзах, а й як робоче, знижує тертя і знос, для золотників і поршневих пальців, Після двох років активної експлуатації двигуна з деталями подібної обробки на них була відсутня явна вироблення, характерна для сталевих розжарених поверхонь. Нанесення хрому через сіль нікелю Весь прочісуванні зводиться до наступного: - травлення в розчині їдкого натру (50 г / л, + = 80 °, 20 с), - промивка в проточній воді, - нанесення 1-го проміжного шару (хлористий нікель, 1 хв), - підбурювання проміжного шару в розчині азотної кислоти (розчин кислоти 50%, 1 хв), - нанесення 2-го проміжного шару (хлористий нікель, 1 хв), - промивка водою, - травлення (азотна кислота 50% 15 с) , - промивка в проточній воді, - завантаження в ванну хромування під струмом, Нанесення хрому через анодний обробку Замість проміжних сло ів можна виконувати анодний обробку в розчині 300-350 г / л фосфорної кислоти при температурі 26-30 °, напрузі на затискачах 5-10 8 і щільності струму 1,3 а / дм2. Ванну слід охолоджувати. Для сплавів, що містять мідь і кремній, застосовують розчин 1 50-200 г / л фосфорної киць-поти, Режим - 35 °, час обробки 5-15 хв. Після анодної обробки слід провести короткочасну катодний обробку в лужному ванні, яка частково знімає оксидний шар. Як показали дослідження, в процесі анодної обробки алюмінієвих сплавів у фосфорній кислоті на деталях утворюється шорстка поверхня, яка сприяє міцному зчепленню наноситься згодом покриття.