имущество данного способа проявляется при восстановлении крупногабаритных деталей сложной формы в связи с возможностью осаждения покрытий на необходимые локальные участки поверхностей. Так, например, применение анодно-струйного способа позволяет наносить покрытия непосредственно на шейки коленчатых валов без специальной изоляции непокрываемых участков. Программное управление параметрами электролиза (плотностью тока, кислотностью и температурой) дает возможность осаждать покрытия с переменными по толщине свойствами. Однако данный способ требует создания сложных установок и, самое главное, не обеспечивает роста производительности процесса железнения. Известен способ электролитического железнения с наложением элекромагнитного поля [54]. Наложение электромагнитного поля позволяет повысить физико-механические свойства покрытий: повышается их однородность по микротвердости, уменьшается количество и размеры трещин. Однако внедрение такого способа связано с высокими затратами и сложностью оборудования. В связи с этим наиболее перспективными, на наш взгляд, являются работы, направленные на разработку более простых в управлении технологических приемов, связанных с изменением электрических режимов питания гальванических ванн за счет использования переменных токов, позволяющих существенно повысить допустимые плотности тока, а также изменять физикомеханические свойства покрытия исключительно за счет регулирования электрических параметров. По мнению Р.С. Пиявского [55], наиболее эффективным для получения электролитических железных покрытий является асимметричный несинусоидальный ток, полученный по схеме наложения переменного тока на ток однополупериодного выпрямления или полученный путем разделения с помощью встречно-параллельно включенных вентилей симметричного переменного тока на катодную (отрицательную) и анодную (положительную) составляющие и независимого регулирования их реостатами. Они установили, что применение 21 |
26 1.4. Выбор нестационарных условий электролиза Одним из основных недостатков холодных электролитов является их низкая производительность, невысокая микротвердость и износостойкость. Поэтому дальнейшее совершенствование технологических процессов осаждения железных покрытий из холодных электролитов идет по двум направлениям: 1. создание ряда стабильных электролитов, допускающих применение более высоких плотностей тока. 2. использование нестационарных условий электролиза, обеспечивающих высокую производительность процесса. Создание нестационарных условий электролиза при жслезнении осуществляется путем осаждения покрытий в проточных электролитах, получением осадков с использованием ультразвуковых колебаний и магнитного поля, программного управления параметрами электролиза и, наконец, применением периодических токов различных форм. Ведение процесса железнения в ультразвуковом и магнитном полях не нашло широкого распространения в ремонтном производстве из-за сложности применяемых установок и недостаточной эффективности данного способа. Проточное железнение позволяет в некоторой степени увеличить выход по току железа и микротвердость получаемых покрытий [67, 68].Основное преимущество данного способа проявляется при восстановлении крупногабаритных деталей сложной формы в связи с возможностью осаждения покрытий на необходимые локальные участки поверхностей. Так, например, применение анодно-струйного способа позволяет наносить покрытия непосредственно на шейки коленчатых валов без специальной изоляции непокрываемых участков. 27 Программное управление параметрами электролиза (плотностью тока, кислотностью и температурой) дает возможность осаждать покрытия с переменными по толщине свойствами. Однако данный способ требует создания сложных установок и, самое главное, не обеспечивает роста производительности процесса железнения. Известен способ электролитического железнения с наложением элекромагнитного поля [69]. Наложение электромагнитного поля позволяет повысить физико-механические свойства покрытий: повышается их однородность по микротвердости, уменьшается количество и размеры трещин. Однако внедрение такого способа связано с высокими затратами и сложностью оборудования. В связи с этим наиболее перспективными, на наш взгляд, являются работы, направленные на разработку более простых в управлении технологических приемов, связанных с изменением электрических режимов питания гальванических ванн за счет использования переменных токов, позволяющих существенно повысить допустимые плотности тока, а также изменять физико-механические свойства покрытия исключительно за счет регулирования электрических параметров. На рисунке 1.1 дана классификация технологических токов для электроосаждения покрытий. Технологические токи железнения Нереверсивный Реверсивный Непрерывный Прерывисп ый Вч(Г^50 Гц) Нч (Г*с50Ги) I ------------------1 Синусоидальный 11е синусоидальный Непрерывный Прерывистый Синусоидальный Несинусоидальный] Способы регулирования ____ силы тока_____ Рис.1.1. Классификация технологических токов для электроосаждения покрытий. 29 Известено осаждение покрытий с использованием переменного тока, налагаемого на постоянный. В этих исследованиях обычно применялись гальванические батареи с включенными последовательно или параллельно источниками переменного тока (рис.п.1.1). Однако применение таких установок в условиях ремонтного производства представляет значительные трудности и приводит к существенным непроизводительным расходам электроэнергии. По мнению Р.С. Пиявского [75] наиболее эффективным для получения электролитических железных покрытий является асимметричный несинусоидальный ток (рис.п.1.2), полученный по схеме наложения переменного тока на на ток однополупериодного выпрямления или полученный путем разделения с помощью встречно-параллельно включенных вентилей симметричного переменного тока на катодную (отрицательную) и анодную (положительную) составляющие и независимого регулирования их реостатами (рис.п.1.3). Они установили, что применение этого способа позволяет интенсифицировать железнение в холодном электролите до производительности получения покрытий из горячего хлористого электролита на постоянном токе. На рисунке п.1.4 показан график асимметричного несинусоидального тока. Так например, автороми работы [72] показано, что применение периодического тока с обратным регулируемым импульсом при осаждении железных покрытий позволяет в 2-2,5 раза повысить производительность процесса, по сравнению с железнением на постоянном токе. Для получения нестационарных условий электролиза в настоящее время используется большое разнообразие периодических токов различных форм (рис.п.1.5, п.1.6) Авторам работы [76] установлено, что применение при электролизе периодической обращаемости постоянного тока, импульсного, асимметричного несинусоидалыюго [77], а также периодического тока с обратным |