ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 48
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Схема гальванической линии хромирования:
Монтаж
Важной операцией является монтаж детали, он же и самый трудоемкий в процессе. Лишь малая часть хромируется полностью, поэтому места, не подлежащие покрытию, следует изолировать вручную, что занимает не малое количество сил и времени. Также важно обеспечить электрический контакт, иначе изделие не покроется хромом.
Далее крупные детали монтируют на специальные приспособления-подвески. Мелкие укладывают в сетчатую корзину, завешивают в ванну на штангу и выполняют химическое обезжиривание в отдельной ванне.
Обязательно проверяется наличие и правильность оформления сопроводительной документации – сдаточной накладной и маршрутного листа цеха-изготовителя с отметкой о выполнении всех предыдущих операций, соответствие количества деталей.
Химическое обезжиривание
Удаление загрязнений с поверхности происходит обычно 2-мя путями: эмульгированием (для жидкой фазы) и диспергированием (для твердой фазы). Во всех случаях загрязнения переводятся в моющий раствор. Количество загрязнений, которое может "вместить" в себя раствор называется емкостью.
Химическое обезжиривание состоит из 4-х этапов:
1) Смачивание поверхности деталей, проникновение в трещины и поры пленки загрязнений. Смачивание (как явление) - растекание капли моющего раствора по обрабатываемой поверхности. Определяется краевым углом смачивания (Θ) - углом, образуемым касательной к поверхности растекающейся капли с твердой поверхностью. Если Θ <90°, то поверхность смачивается (гидрофильная), в противном случае - нет (гидрофобная). Чистая металлическая поверхность всегда хорошо смачивается.
2) Уменьшение связи частиц загрязнения между собой и с поверхностью.
В дальнейшем частицы отрываются и переходят в раствор. Одновременно может идти омыление жиров и масел.
3) Обволакивание частиц загрязнений в растворе молекулами моющего средства. препятствующее укрупнению частиц и оседанию их на отмываемой поверхности.
4) Стабилизация в растворе частиц загрязнений во взвешенном состоянии. Предотвращение их повторного осаждения на детали. Стабилизация повышается при образовании в растворе пены, т.е. системы, в которой средой выступает жидкость, а дисперсной фазой - газ.
Слишком активное образование пены может создавать трудности при эксплуатации моющих растворов в механизированных и автоматизированных установках. Введение в pаствор синтетических моющих средств или пеногасителей (ПМС-200, КЭ-10-12 и др.) снижает пенообразование, но при этом уменьшается и их моющая способность.
При декоративном хромировании по подслою:
- производится электролитическое обезжиривание по обычной технологии. Детали, подлежащие износостойкому хромированию, также могут обезжириваться электролитически, кроме деталей из высокопрочных сталей, для которых допустимо только химическое обезжиривание. Если после предварительного обезжиривания или последующих операций деталь имеет значительные загрязнения, то она может обезжириваться повторно в горячем щелочном растворе или путем протирки хромируемой поверхности кашицей из венской извести. Если на хромируемой поверхности нет заметных загрязнений, то можно, не производя специального дополнительного обезжиривания, освежить хромируемую поверхность шкуркой непосредственно перед загрузкой деталей в ванну. Выбор способа подготовки поверхности связан с особенностями деталей, их монтажом на приспособлениях, наличием изоляции и дополнительных анодов.
Химическое обезжиривание участков, подлежащих хромированию, производят раствором гашеной извести с примесью порошка пемзы или мелкой наждачной пыли до полного удаления жировых загрязнений, после чего эти места промывают проточной водой. Качество обезжиривания проверяется на полную смачиваемость поверхности водой.
Холодная и горячая промывка
После обезжиривания, детали перемещают в ванны холодной и горячей промывки.
Цель у промывки одна – очистить поверхность детали от остатков налёта, включая частицы раствора из предыдущей фазы обработки. Важно, чтобы все технологические ванны, горячей и холодной промывки были оборудованы бортовыми отсосами и местной вытяжной вентиляцией.
Холодная промывка осуществляется в проточной воде, при температуре 18-25 ͦ C, а горячая: 40-50 ͦ C.
Молочное и комбинированное хромирование
После промывки, в зависимости от вида покрытия, детали попадают непосредственно в ванны хромирования.
Молочное хромирование в последнее время начинает применяться благодаря присущим покрытию белизне и малой пористости.Применяется при покрытии изделий из стали и из цинкового сплава взамен многослойного декоративного хромирования.
Области применения: машиностроение, авиационная промышленность, судостроительная промышленность, оборонная промышленность.
Деталь помещают в ванну с раствором серной кислоты и хромового ангидрида, там же находят свинцовые аноды, а корпус детали является катодом. Назначают время выдержки в ванне до получения покрытия требуемой толщины.
Для улучшения износоустойчивости предложен метод двухслойного покрытия хромом, заключающийся в осаждении твердого покрытия поверх молочного, беспористого, что позволяет одновременно защищать изделия как от коррозии, так и от механического износа.
При комбинированном хромировании на детали последовательно наносят молочный хром, который обладает очень малой пористостью, и блестящий твердый хром. Пористость комбинированных покрытий хромом определяется пористостью молочного хрома, тогда как твердость комбинированных покрытий характеризуется твердостью блестящего хрома.
При суммарной толщине слоя 70 мк (мкм), из которых 20 мк (мкм) — молочный осадок и 50 мк (мкм) — блестящий осадок, покрытие не разрушается и что в этом случае средний срок службы рифленых цилиндров составляет 2 года, а цилиндры с однослойным покрытием блестящим хромом работают всего 2—3 месяца, после чего выходят из строя вследствие коррозии поверхности рифлений.
Применяется также комбинированное двухслойное покрытие хромом — молочным и блестящим. Такое покрытие целесообразно применять для изделий, работающих в условиях высокой влажности.
Твердое хромирование
Твёрдое гальваническое хромирование значительно повышает ресурс трущихся частей станков и механизмов. Хромирование пресс форм позволяет получить идеально гладкую и твердую поверхность. С помощью этих инструментов отливаются неметаллические детали повышенной точности. Нанесение твердого хрома на печатные ролики и формы повышает качество полиграфической продукции.
Стойкость к различным веществам и низкая адгезия обеспечивает высокий и стабильный темп работы станков. Обработка режущих кромок резцов, буров, фрез обеспечивает увеличение срока их эксплуатации. Упрочненный инструмент улучшает качество и скорость выполнения строительно-монтажных и других видов работ.
Покрытие твердым хромом происходит при температуре около 55 градусов по Цельсию и плотности тока от 30 до 150 Ампер на квадратный дециметр. Основными компонентами электролитического состава выступают хромовый ангидрид и концентрированная серная кислота. Плотность жидкости и концентрация элементов должны постоянно контролироваться и в случае нарушения пропорции корректироваться. Для гальванических реакций важно строгое соблюдение всех величин.
В процессе электролиза в растворе формируются различные примеси. Их своевременное удаление гарантирует высокое качество защитного слоя.
Нанесение твердого хрома относится к электрохимическим методам обработки. Их особенностью служит прямое использование электрической энергии для химических или тепловых воздействий на изделия.
Пористое хромирование
Пористое хромирование эффективно применяется для защиты от механического износа трущихся поверхностей — поршневых колец или цилиндров в двигателях внутреннего сгорания. Испытания автомобильных моторов в нормальных эксплуатационных условиях показали, что износ цилиндра, покрытого пористым хромом, понизился в 6—8 раз по сравнению с нехромированным, а износ колец снизился примерно в пять раз.
Сопротивление механическому износу трущихся хромированных деталей зависит в основном от структуры покрытия. Структура в свою очередь зависит главным образом от условий электролиза — температуры и плотности тока — и до некоторой степени от состава электролита. При пористом хромировании необходимо учитывать дополнительный фактор — длительность анодного травления.
При температуре электролита 55° С плотность тока почти не оказывает влияния на структуру хромовых осадков. С повышением концентрации электролита сетка каналов становится более редкой, и при концентрации 400 г/л переходит в единичные каналы. Ширина и глубина при этом увеличиваются, но в меньшей степени, чем при повышении температуры. Влияние увеличения отношения CrO3: аналогично влиянию повышения концентрации электролита или температуры — оно приводит к уменьшению густоты сетки. В пределах, обычно применяемых на практике, отношение CrO3: SO4- в меньшей степени сказывается, чем концентрация электролита или температура.
Пористое хромирование применяют для улучшения условий смазки, так как пористые поверхности обладают большой масло-емкостью и хорошей прирабатываемостью. А также для повышения износостойкости рабочих поверхностей втулок, поршневых колец и пальцев, гильз цилиндров, шеек коленчатых валов, зубьев червячных шестерен и других деталей.
Холодная и горячая промывка
После нанесения хромового покрытия следует холодная и горячая промывка от растворов хромовых кислот. Осуществляется таким же образом, как и на подготовительном этапе, температурные режимы схожи. Нельзя проводить промывку в подготовительных ваннах, так как в воде будут присутствовать следы кислот.
Сушка и Демонтаж
После нанесения достаточного слоя, детали обдуваются сухим, чистым сжатым воздухом, демонтируются и попадают в печь, где проходит процесс обезводороживания. В зависимости от марки стали, выбирается индивидуальный температурный режим.
Далее деталь попадает на контроль качества и отдается в дальнейшие цеха для нанесения лакокрасочных покрытий, если оно того требует.
Применение деталей с хромовым покрытием
Хромирование служит для получения мелкозернистых покрытий с низким коэффициентом трения и высокой сцепляемостью. Хром химически стоек против воздействия многих кислот и щелочей, жароустойчив, что обеспечивает деталям высокую износостойкость даже в тяжелых условиях эксплуатации, превышающую в 2-5 раз износостойкость закаленной стали. Однако хромирование – энергоемкий процесс. Его используют для следующих целей:
-увеличение износостойкости и ресурса пресс-форм, штампов, измерительных и режущих приборов, трущихся поверхностей деталей машин
-восстановление малоизношенных ответственных деталей различного оборудования
-повышение отражательной способности при изготовлении зеркал, отражателей и рефлекторов.
В большинстве гальванических процессов источником покрывающего металла является анод. В отличие от этого при хромировании анионы возникают непосредственно из электролита, основой которого является раствор хромовых кислот, образующихся при растворении хромового ангидрида в воде. В такой технологии катодом обычно является обрабатываемая деталь, а в роли нерасходуемого пассивного анода выступают пластины или облицовка ванны, выполненные из инертного к кислотам электролита металла. Пассивные аноды в хромовой гальванике обычно изготавливают из свинца или его сплавов (с оловом и сурьмой). Хромовая кислота обладает сильными коррозионными свойствами, поэтому при производстве оборудования для хромирования применяют кислотостойкие материалы.
Выделение анионов хрома в объеме электролита в процессе хромирования происходит неравномерно, поэтому гальванические ванны оснащают специальными устройствами, обеспечивающими постоянную подачу перемешанного электролита в зону катода (к поверхности металла хромируемой детали). Кроме того, в связи с постоянным убыванием хрома электролит необходимо периодически регенерировать, добавляя в него хромовый ангидрид и расходуемые в процессе хромирования реагенты. Вид поверхности и механические свойства хромового покрытия напрямую зависят от компонентов электролитического раствора, степени его нагрева и плотности тока.
Монтаж
Важной операцией является монтаж детали, он же и самый трудоемкий в процессе. Лишь малая часть хромируется полностью, поэтому места, не подлежащие покрытию, следует изолировать вручную, что занимает не малое количество сил и времени. Также важно обеспечить электрический контакт, иначе изделие не покроется хромом.
Далее крупные детали монтируют на специальные приспособления-подвески. Мелкие укладывают в сетчатую корзину, завешивают в ванну на штангу и выполняют химическое обезжиривание в отдельной ванне.
Обязательно проверяется наличие и правильность оформления сопроводительной документации – сдаточной накладной и маршрутного листа цеха-изготовителя с отметкой о выполнении всех предыдущих операций, соответствие количества деталей.
Химическое обезжиривание
Удаление загрязнений с поверхности происходит обычно 2-мя путями: эмульгированием (для жидкой фазы) и диспергированием (для твердой фазы). Во всех случаях загрязнения переводятся в моющий раствор. Количество загрязнений, которое может "вместить" в себя раствор называется емкостью.
Химическое обезжиривание состоит из 4-х этапов:
1) Смачивание поверхности деталей, проникновение в трещины и поры пленки загрязнений. Смачивание (как явление) - растекание капли моющего раствора по обрабатываемой поверхности. Определяется краевым углом смачивания (Θ) - углом, образуемым касательной к поверхности растекающейся капли с твердой поверхностью. Если Θ <90°, то поверхность смачивается (гидрофильная), в противном случае - нет (гидрофобная). Чистая металлическая поверхность всегда хорошо смачивается.
2) Уменьшение связи частиц загрязнения между собой и с поверхностью.
В дальнейшем частицы отрываются и переходят в раствор. Одновременно может идти омыление жиров и масел.
3) Обволакивание частиц загрязнений в растворе молекулами моющего средства. препятствующее укрупнению частиц и оседанию их на отмываемой поверхности.
4) Стабилизация в растворе частиц загрязнений во взвешенном состоянии. Предотвращение их повторного осаждения на детали. Стабилизация повышается при образовании в растворе пены, т.е. системы, в которой средой выступает жидкость, а дисперсной фазой - газ.
Слишком активное образование пены может создавать трудности при эксплуатации моющих растворов в механизированных и автоматизированных установках. Введение в pаствор синтетических моющих средств или пеногасителей (ПМС-200, КЭ-10-12 и др.) снижает пенообразование, но при этом уменьшается и их моющая способность.
При декоративном хромировании по подслою:
- производится электролитическое обезжиривание по обычной технологии. Детали, подлежащие износостойкому хромированию, также могут обезжириваться электролитически, кроме деталей из высокопрочных сталей, для которых допустимо только химическое обезжиривание. Если после предварительного обезжиривания или последующих операций деталь имеет значительные загрязнения, то она может обезжириваться повторно в горячем щелочном растворе или путем протирки хромируемой поверхности кашицей из венской извести. Если на хромируемой поверхности нет заметных загрязнений, то можно, не производя специального дополнительного обезжиривания, освежить хромируемую поверхность шкуркой непосредственно перед загрузкой деталей в ванну. Выбор способа подготовки поверхности связан с особенностями деталей, их монтажом на приспособлениях, наличием изоляции и дополнительных анодов.
Химическое обезжиривание участков, подлежащих хромированию, производят раствором гашеной извести с примесью порошка пемзы или мелкой наждачной пыли до полного удаления жировых загрязнений, после чего эти места промывают проточной водой. Качество обезжиривания проверяется на полную смачиваемость поверхности водой.
Холодная и горячая промывка
После обезжиривания, детали перемещают в ванны холодной и горячей промывки.
Цель у промывки одна – очистить поверхность детали от остатков налёта, включая частицы раствора из предыдущей фазы обработки. Важно, чтобы все технологические ванны, горячей и холодной промывки были оборудованы бортовыми отсосами и местной вытяжной вентиляцией.
Холодная промывка осуществляется в проточной воде, при температуре 18-25 ͦ C, а горячая: 40-50 ͦ C.
Молочное и комбинированное хромирование
После промывки, в зависимости от вида покрытия, детали попадают непосредственно в ванны хромирования.
Молочное хромирование в последнее время начинает применяться благодаря присущим покрытию белизне и малой пористости.Применяется при покрытии изделий из стали и из цинкового сплава взамен многослойного декоративного хромирования.
Области применения: машиностроение, авиационная промышленность, судостроительная промышленность, оборонная промышленность.
Деталь помещают в ванну с раствором серной кислоты и хромового ангидрида, там же находят свинцовые аноды, а корпус детали является катодом. Назначают время выдержки в ванне до получения покрытия требуемой толщины.
Для улучшения износоустойчивости предложен метод двухслойного покрытия хромом, заключающийся в осаждении твердого покрытия поверх молочного, беспористого, что позволяет одновременно защищать изделия как от коррозии, так и от механического износа.
При комбинированном хромировании на детали последовательно наносят молочный хром, который обладает очень малой пористостью, и блестящий твердый хром. Пористость комбинированных покрытий хромом определяется пористостью молочного хрома, тогда как твердость комбинированных покрытий характеризуется твердостью блестящего хрома.
При суммарной толщине слоя 70 мк (мкм), из которых 20 мк (мкм) — молочный осадок и 50 мк (мкм) — блестящий осадок, покрытие не разрушается и что в этом случае средний срок службы рифленых цилиндров составляет 2 года, а цилиндры с однослойным покрытием блестящим хромом работают всего 2—3 месяца, после чего выходят из строя вследствие коррозии поверхности рифлений.
Применяется также комбинированное двухслойное покрытие хромом — молочным и блестящим. Такое покрытие целесообразно применять для изделий, работающих в условиях высокой влажности.
Твердое хромирование
Твёрдое гальваническое хромирование значительно повышает ресурс трущихся частей станков и механизмов. Хромирование пресс форм позволяет получить идеально гладкую и твердую поверхность. С помощью этих инструментов отливаются неметаллические детали повышенной точности. Нанесение твердого хрома на печатные ролики и формы повышает качество полиграфической продукции.
Стойкость к различным веществам и низкая адгезия обеспечивает высокий и стабильный темп работы станков. Обработка режущих кромок резцов, буров, фрез обеспечивает увеличение срока их эксплуатации. Упрочненный инструмент улучшает качество и скорость выполнения строительно-монтажных и других видов работ.
Покрытие твердым хромом происходит при температуре около 55 градусов по Цельсию и плотности тока от 30 до 150 Ампер на квадратный дециметр. Основными компонентами электролитического состава выступают хромовый ангидрид и концентрированная серная кислота. Плотность жидкости и концентрация элементов должны постоянно контролироваться и в случае нарушения пропорции корректироваться. Для гальванических реакций важно строгое соблюдение всех величин.
В процессе электролиза в растворе формируются различные примеси. Их своевременное удаление гарантирует высокое качество защитного слоя.
Нанесение твердого хрома относится к электрохимическим методам обработки. Их особенностью служит прямое использование электрической энергии для химических или тепловых воздействий на изделия.
Пористое хромирование
Пористое хромирование эффективно применяется для защиты от механического износа трущихся поверхностей — поршневых колец или цилиндров в двигателях внутреннего сгорания. Испытания автомобильных моторов в нормальных эксплуатационных условиях показали, что износ цилиндра, покрытого пористым хромом, понизился в 6—8 раз по сравнению с нехромированным, а износ колец снизился примерно в пять раз.
Сопротивление механическому износу трущихся хромированных деталей зависит в основном от структуры покрытия. Структура в свою очередь зависит главным образом от условий электролиза — температуры и плотности тока — и до некоторой степени от состава электролита. При пористом хромировании необходимо учитывать дополнительный фактор — длительность анодного травления.
При температуре электролита 55° С плотность тока почти не оказывает влияния на структуру хромовых осадков. С повышением концентрации электролита сетка каналов становится более редкой, и при концентрации 400 г/л переходит в единичные каналы. Ширина и глубина при этом увеличиваются, но в меньшей степени, чем при повышении температуры. Влияние увеличения отношения CrO3: аналогично влиянию повышения концентрации электролита или температуры — оно приводит к уменьшению густоты сетки. В пределах, обычно применяемых на практике, отношение CrO3: SO4- в меньшей степени сказывается, чем концентрация электролита или температура.
Пористое хромирование применяют для улучшения условий смазки, так как пористые поверхности обладают большой масло-емкостью и хорошей прирабатываемостью. А также для повышения износостойкости рабочих поверхностей втулок, поршневых колец и пальцев, гильз цилиндров, шеек коленчатых валов, зубьев червячных шестерен и других деталей.
Холодная и горячая промывка
После нанесения хромового покрытия следует холодная и горячая промывка от растворов хромовых кислот. Осуществляется таким же образом, как и на подготовительном этапе, температурные режимы схожи. Нельзя проводить промывку в подготовительных ваннах, так как в воде будут присутствовать следы кислот.
Сушка и Демонтаж
После нанесения достаточного слоя, детали обдуваются сухим, чистым сжатым воздухом, демонтируются и попадают в печь, где проходит процесс обезводороживания. В зависимости от марки стали, выбирается индивидуальный температурный режим.
Далее деталь попадает на контроль качества и отдается в дальнейшие цеха для нанесения лакокрасочных покрытий, если оно того требует.
Применение деталей с хромовым покрытием
Хромирование служит для получения мелкозернистых покрытий с низким коэффициентом трения и высокой сцепляемостью. Хром химически стоек против воздействия многих кислот и щелочей, жароустойчив, что обеспечивает деталям высокую износостойкость даже в тяжелых условиях эксплуатации, превышающую в 2-5 раз износостойкость закаленной стали. Однако хромирование – энергоемкий процесс. Его используют для следующих целей:
-увеличение износостойкости и ресурса пресс-форм, штампов, измерительных и режущих приборов, трущихся поверхностей деталей машин
-восстановление малоизношенных ответственных деталей различного оборудования
-повышение отражательной способности при изготовлении зеркал, отражателей и рефлекторов.
В большинстве гальванических процессов источником покрывающего металла является анод. В отличие от этого при хромировании анионы возникают непосредственно из электролита, основой которого является раствор хромовых кислот, образующихся при растворении хромового ангидрида в воде. В такой технологии катодом обычно является обрабатываемая деталь, а в роли нерасходуемого пассивного анода выступают пластины или облицовка ванны, выполненные из инертного к кислотам электролита металла. Пассивные аноды в хромовой гальванике обычно изготавливают из свинца или его сплавов (с оловом и сурьмой). Хромовая кислота обладает сильными коррозионными свойствами, поэтому при производстве оборудования для хромирования применяют кислотостойкие материалы.
Выделение анионов хрома в объеме электролита в процессе хромирования происходит неравномерно, поэтому гальванические ванны оснащают специальными устройствами, обеспечивающими постоянную подачу перемешанного электролита в зону катода (к поверхности металла хромируемой детали). Кроме того, в связи с постоянным убыванием хрома электролит необходимо периодически регенерировать, добавляя в него хромовый ангидрид и расходуемые в процессе хромирования реагенты. Вид поверхности и механические свойства хромового покрытия напрямую зависят от компонентов электролитического раствора, степени его нагрева и плотности тока.