Процесс железнения представляет собой осаждение металла на ремонтируемую поверхность детали в водных растворах солей Железа. Он нашел широкое применение при восстановлении деталей с износом от нескольких микрометров до 1,5 мм на сторону. Производительность процесса железнения примерно в 10 раз выше, чем при хромировании. Средняя скорость осаждения металла составляет 0,72... 1 мкм/с, а выход металла по току равен 80...95 %.
Железнение возможно из водных растворов сернокислых или хлористых закисных солей. Сернокислые электролиты по сравнению с хлористыми менее агрессивны, ниже по производительности и при одних и тех же условиях электролиза осадки откладываются хрупкие, с большими внутренними напряжениями. Исходный материал сернокислых электролитов дороже хлористых. В ремонтной практике наибольшее распространение получили хлористые1 электролиты. Выбор того или иного электролита зависит от условий работы деталей и производственных возможностей предприятий.
Электролит готовят растворением в воде солей хлористого железа и других компонентов. Если для приготовления электролита используется стружка из малоуглеродистой стали, то ее перед употреблением подвергают обезжириванию в 10...15%-ном растворе каустической соды при температуре 80...90°С, а затем промывают в горячей (/ = 70...80°С) воде. После этого обезжиренную стружку травят до насыщения соляной кислоты.
Электролиты бывают горячие и холодные. Горячие электролиты (/ = 60...95°С) производительнее холодных, но при работе с ними необходимы дополнительный расход энергии на поддержание высокой температуры электролита, частая его корректировка, дополнительная вентиляция и большая предосторожность со стороны рабочих.
Холодные электролиты (/ < 50 °С) устойчивее против окисления. Позволяют получать качественные покрытия с лучшими механическими свойствами. Во все холодные электролиты вводится хлористый марганец, который замедляет образование дендритов и способствует получению гладких покрытий большой толщины. Марганец на электроде не осаждается и сохраняется в электролите длительное время.
При железнении применяют растворимые аноды, изготовленные из малоуглеродистой стали с содержанием углерода до 0,2%. При электролизе аноды растворяются, образуя на поверхности нерастворимый шлам, состоящий из углерода, серы, фосфора и других примесей. Попадая в ванну, они загрязняют ее и ухудшают качество покрытий. Во избежание этого аноды необходимо помещать в диафрагмы из пористой керамики или чехлы, сшитые из кислотостойкого материала (стеклоткань, шерсть и др.).
Железнение проводят в стальных ваннах, внутренние стенки которых облицовывают кислотостойкими материалами (антегмито-вая плитка АТМ-1, эмаль типа 105А, железокремниймолибдено-вый сплав МФ-15, кислотостойкая резина, фторопласт-3, керамика, фарфор).
Один из существенных недостатков процесса железнения — большое количество водорода в осадке (до 2,5 м3 на 1 мкг осадка). Он в осадке находится в различных формах и отрицательно влияет на механические свойства восстановленных деталей. С целью освобождения от водорода в осадке необходимо детали после железнения подвергать низкотемпературному сульфидированию с последующей размерно-чистовой обработкой пластическим деформированием. В этом случае усталостная прочность деталей повышается на 40...45%, а износостойкость возрастает в 1,5...2 раза.
При восстановлении крупногабаритных деталей сложной конфигурации (блоки цилиндров, картеры коробок передач и задних мостов, коленчатые валы и другие) возникают трудности, связанные с изоляцией мест, не подлежащих покрытию (площадь их поверхности в десятки раз превышает покрываемую площадь), сложной конфигурацией подвесных устройств, необходимостью иметь ванны больших размеров, быстрым загрязнением электролитов и т.д. Для железнения таких деталей применяют вневанный способ.
Принцип вневанного железнения — это в зоне нанесения покрытия создание местной ванны (электролитической ячейки), при сохранении традиционной технологии железнения. В этом случае непокрываемые поверхности не изолируют, уменьшается обеднение прикатодного слоя электролита и возможно увеличение плотности тока в несколько раз и, следовательно, повышение производительности процесса.
|
