Гальванические и химические способы восстановления деталей

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Введение

Гальванические и химические способы обработки применяют при ремонте деталей автомобилей и дорожно - строительных и технологических машин. Покрытия предназначаются для восстановления изношенных поверхностей деталей и их упрочнения (хромирование, железнение, химическое никелирование); защиты деталей от коррозии (цинкование, кадмирование, оксидирование, фосфатирование); защитно-декоративных целей (хромирование, никелирование, оксидирование, фосфатирование); подготовки поверхностей (грунтование) под лакокрасочные покрытия (фосфатирование, анодирование); повышения электропроводности и улучшения условий пайки (серебрение, лужение).

Наиболее распространенными видами покрытий при ремонте машин являются хромирование, железнение, цинкование, оксидирование и фосфатирование.

Основные сведения о гальваническом осаждении металлов. Процесс получения гальванических покрытий на деталях был разработан русским ученым, академиком Б.С.Якоби в 1838г. Гальванические покрытия получают из электролитов, в качестве которых применяют водные растворы солей тех металлов, которыми необходимо покрыть поверхности деталей. Катодом при гальваническом осаждении металлов из электролитов является восстанавливаемая деталь, а анодом - металлическая пластина или цилиндрическая деталь. Применяют растворимые и нерастворимые аноды. Первые изготавливают из металла, который осаждается на деталь, вторые из свинца с добавлением в свинец 5...6 % сурьмы. При прохождении постоянного тока через электролит на катоде разряжаются положительно заряженные ионы и, следовательно, выделяются металл и водород. На аноде происходит разряд отрицательно заряженных ионов и выделяется кислород. Металл анода растворяется и переходит в раствор в виде ионов металла взамен выделившихся на катоде. В случае использования нерастворимых анодов (например, при процессе хромирования) положительные ионы металла выделяются из электролита. Только в этом случае соотношение компонентов электролита изменяется, происходит обеднение электролита ионами хрома. Через определенное время на основе результатов лабораторного анализа необходимо приводить электролит в рабочее состояние, корректируя его состав.

Для стабильного ведения процесса электролиза необходимо выдерживать определенные значения катодной и анодной плотностей тока. Плотность тока - это отношение тока при электролизе к площади наращиваемой поверхности (катодная плотность тока D) или к площади анодной поверхности (анодная плотность тока D). Плотность тока измеряется в амперах, деленных на квадратный дециметр. Катодные и анодные плотности для различных процессов приведены в технологических документах, рекомендациях, а также справочниках.

Масса металла, выделяющегося на катоде при электролизе, на основании законов Фарадея пропорциональна количеству прошедшего через электролит электричества и электрохимическое эквиваленту выделяющегося металла:

,

где:

G - масса металла, откладывающаяся на катоде при идеальных условиях электролиза (теоретическая масса), г;

/ - ток при электролизе, A;

t - продолжительность электролиза, ч.

Значения электрохимического эквивалента С для некоторых металлов следующие, г/А·ч:

Сr...................................0,324 Ni........................... 1,095

Zn..................................1,220 Си........................... 1,186

Fe...................................1,042

Масса металла, откладывающегося на катоде в реальных условиях электролиза, всегда меньше массы металла, вычисленной по формуле, поскольку в реальных условиях электролиза часть энергии расходуется не только на отложение металла, но и на побочные процессы (разложение воды, нагревание электролита и т.п.).

Потери электрической энергии на побочные процессы учитываются коэффициентом , который называют выходом металла по току. Поэтому действительная масса металла