Восстановление деталей машин химическими покрытиями. Технологические процессы и оборудование

Химические методы применяются для нанесения на детали металлических и неметаллических покрытий Нанесение металлических покрытий. Химический метод нанесения покрытия основан на реакции восстановления металла из водного раствора его соли при выдержке в нем покрываемой детали. Так получают покрытия из никеля, меди, олова, кадмия и других металлов. Рассмотрим технологию нанесения покрытия на примере химического никелирования, которое осуществляется в результате восстановления никеля из водного раствора его соли.Перед покрытием детали обезжиривают, промывают, проводят их химическое травление в растворе соляной кислоты и после промывки помещают в кислый или щелочной раствор для никелирования. Покрытия осаждаются гладкими и блестящими, с высокой коррозионной стойкостью и твердостью. Они представляют сплав никеля с фосфором, содержание которого составляет примерно 5 % для щелочных и 9 % для кислых растворов. После термообработки при температуре 400—450 °С твердость покрытия возрастает вдвое и может достигать 61 HRC_э. При этом повышаются его износостойкость и сцепляемость с деталью. Износостойкость незакаленных никелевых покрытий невысока. Химическое никелирование предназначено в основном для защитно-декоративных покрытий мелких деталей. В ремонтном производстве его применяют также при восстановлении поверхностей с небольшим износом, например, прецизионных деталей гидравлического оборудования, а также для повышения износостойкости новых деталей.Химическое никелирование по сравнению с электролитическим имеет следующие преимущества: более безопасные условия труда; значительно проще технологическое оборудование и не требуется энергетическое оборудование; возможность получения покрытий повышенной твердости (до 61 HRC_э после термической обработки) с высоким сопротивлением абразивному изнашиванию; возможность нанесения покрытия на различные металлические и неметаллические материалы; равномерность толщины покрытия как на наружных, так и на внутренних поверхностях, включая изделия сложной формы, например, зубчатые колеса. Недостатки этого метода — невысокая производительность (скорость осаждения никеля не превышает 20 мкм/ч), а также быстрое изменение состава раствора во времени, из-за чего его часто приходится заменять новым. Нанесение неметаллических покрытий. Неметаллические покрытия в виде защитных оксидных, фосфатных и других пленок создаются на металлических деталях в результате химического воздействия на них растворов определенных веществ. Для этого детали выдерживают определенное время в соответствующем растворе при температуре до 200 °С.

Оксидирование. Для получения на поверхностях стальных деталей защитной пленки из оксидов железа применяют оксидирование в концентрированных щелочных ваннах с добавлением окислителей. Некачественные покрытия получаются при плохой подготовке деталей и нарушении режима оксидирования (неправильная концентрация раствора, несоблюдение температуры).

Фосфатирование представляет процесс химической обработки металлов, при котором на них создаются пленки, состоящие из нерастворимых солей фосфорной кислоты. В ремонтном производстве фосфатирование применяют для защиты деталей от коррозии (болты с крупной резьбой, шайбы и другие детали), улучшения прирабатываемости трущихся поверхностей, а также в качестве грунта под лакокрасочное покрытие.

Оксидофосфатирование, или бесщелочное оксидирование, служит для получения оксидофосфатных пленок толщиной 1—3 мкм. Процесс ведут в растворе, содержащем азотнокислый цинк, азотнокислый барий и монофосфат цинка при температуре раствора 90—95 °С. Время выдержки деталей в растворе 15—20 мин. Важными преимуществами данного метода являются сокращение до 15—20 мин (примерно в 2 раза) длительности процесса нанесения покрытия и меньший расход энергии. Благодаряэтимпреимуществам оксидофосфатированиеприменяется все шире, заменяя другие химические методы нанесения покрытий. Его применяют для защиты деталей от коррозии, а также нанесения грунта на окрашиваемые поверхности.