Технологічні основи проведення монтажних робіт

Галтування  – спосіб очищення деталей і оброки їх поверхні (видалення окалини, задирок, нерівностей), який полягає у повільному перекочуванні деталей разом  з абразивними або полірувальними матеріалами.

Крацювання  – видалення з поверхні деталі іржі, задирок, травильного шламу, окалини  за допомогою металевих щіток. В  деяких випадках крацювання застосовують для ущільнення гальванічних покриттів, усунення дефектів покриття і наданню  поверхні світлого однорідного блиску.

Струминна обробка піском або дробом полягає  в очищенні поверхні деталі сильним  струменем піску або дробу  за допомогою стиснутого повітря (води) із спеціального апарату.

Важливою  підготовчою операцією, яка суттєво  впливає на зчеплення покриття з  основним металом, є усунення жирових  забруднень або оксидних плівок з  поверхні деталі.

Знежирюванням видаляють жирові забруднення з  поверхні деталі. Жирові забруднення  мінерального походження видаляються  органічними розчинниками, а жири тваринного і рослинного походження – омиленням в водних розчинах лугів і солей лужних металів.

Знежирювання  здійснюється наступними способами: зануренням в рідину з наступним сушінням, обробленням парами розчинників, струменевою  обробкою або комбінованим способом.

Для підвищення продуктивності очищення застосовують електрохімічне очищення в лужних розчинах. Суть електрохімічного знежирювання полягає  в тому, що на електродах виділяються  бульбашки газу (водень при катодному  в кисень при анодному знежирюванні), які значно полегшують відривання краплин  від поверхні деталі.

Травленням (хімічним або електрохімічним) розчиняють поверхні металів з метою видалення  окалини і окислів в розчинах кислот або лугів.

На  ремонтних підприємствах травлення  застосовують для відновлення спрацьованих деталей залізненням і хромуванням, під час підготовки кріпильних і  дрібних деталей для цинкування, очищення дроту для наплавлення  від іржі.

Активуванням  видаляють з поверхні деталі найтонші шари окислів, які утворюються під  час промивання і в проміжках  між операціями.

Під час вибору технології нанесення  гальванічних покриттів необхідно  враховувати призначення і захисні  властивості покриттів, умови їх експлуатації і матеріал виробів.

За  призначенням гальванічні покриття діляться на три групи: захисні, застосовуються для захисту від корозії (цинкові, свинцеві, кадмієві), захисно-декоративні, застосовуються для надання поверхні красивого зовнішнього вигляду  з одночасним захистом від корозії (нікелеві, хромові) і спеціальні (застосовуються для надання поверхні спеціальних  властивостей – магнітних, електроізоляційних ті ін. (олов’яні, золоті, срібні). Для  отримання поверхні з відповідними фізико-механічними властивостями  застосовують нанесення покриттів  з проміжними шарами.

Нанесення гальванічного покриття – осадження  шару металу на поверхню деталі, а також  нанесення оксидної або фосфатної  плівки.

В ремонтному виробництві з гальванічних покриттів найчастіше застосовують хромування і залізнення, рідше –  нікелювання і цинкування.

В якості електроліту для хромування використовують розчин хромового ангідриду  у воді, підкислений сірчаною кислотою. Склад  електролітів і режими роботи наведено в табл. 6.7.

Таблиця 6.7

Склад електролітів і режими роботи хромової ванни залежно  від призначення покриття

Призначення покриття	Склад електроліту, г/л води		Режими хромування
	Хромовий ангідрид (CrO3)	Сірчана кислота (Н2SO4)	Густина струму, А/дм2	Температура електроліту, °С
Зносостійке	150-180	1,5-1,8	35-100	55-70
Захисно-декоративне і зносостійке	230-260	2,3-2,6	30-45	50-55
Захисно-декоративне	350-400	3,5-4,0	45-55	15-20

 

Умовно  покриття діляться на наступні види: блискучі, молочні і матові. Блискучі покриття характеризуються високою твердістю, наявністю дрібної сітки тріщин, а також достатньо високою  зносостійкістю. Молочні покриття відрізняються  пониженою твердістю, підвищеною пластичністю. Матові (сірі) покриття характеризуються високою твердістю і підвищеною крихкістю, яка знижує його зносостійкість. Слід відмітити, що в одному електроліті  за рахунок зміни режиму електролізу (густини струму і температури) можна  отримати різні хромові покриття.

Процес  нанесення хромового покриття складається  з операцій завантаження деталей  у ванну, витримуванні у ванні  при заданих режимах і температурі  і вивантаженні. Час витримування у ванні залежить від необхідної товщини покриття.

Зносостійкі хромові покриття наносять безпосередньо  на поверхню деталі без додаткового  прошарку, товщина такого шару складає 0,4-0,5 мкм.

Захисно-декоративні  покриття роблять багатошаровими за схемою: мідь-нікель-хром або нікель-мідь-нікель-хром. Товщина такого покриття складає 1-2 мкм.

Залізнення  застосовують для відновлення сильно спрацьованих стальних деталей з  можливістю осадження заліза товщиною до 2 мм. В деяких випадках проводять  попереднє залізнення чавунних деталей  для покращення зчеплення з цинковими  та олов’яними покриттями.

Перевагою залізнення є мала вартість реактивів, а також незначна шкідливість  електролітів. Для гальванічного  осадження заліза застосовують два  види електролітів, які розрізняються  за температурою електроліту – холодні (менше 50 °С) і гарячі (понад 50 °С). Гарячі електроліти за складом ділять на три групи: хлористі, сірчанокислі і змішані.

Широко  застосовують для залізнення хлористі електроліти складу (г/л) з режимом  залізнення: залізо хлористе – 200-250, кислота  соляна – 2-3, температура – 60-70 °С, густина струму – 20-40 А/дм².

Нікелеві  покриття застосовують для захисно-декоративних цілей і підвищення зносостійкості деталей. Електроліти для нікелевих  покриттів поділяються на три  групи: загального призначення, блискучого нікелювання і твердого (зносостійкого) нікелювання.

 

Цинкові покриття застосовують для покриття кріпильних та інших деталей з  метою надання їм високих антикорозійних властивостей. У гальванічній парі залізо-цинк шар цинку виступає анодом і , відповідно, руйнуванню підлягає покриття, а основний метал зберігається.

Цинкування  виконують в кислих (сірчанокислих, борфтористоводневих) і лужних (цинкатних  і аміакатних) електролітах.

Кислі електроліти застосовують для покриття деталей простої конфігурації, внаслідок  низької здатності до розсіювання. Лужні електроліти застосовують для деталей складної форми.

В ремонтному виробництві найчастіше застосовують сірчанокислі електроліти  складу (г/л): сірчанокислий цинк – 215, сірчанокислий алюміній – 30, сірчанокислий  натрій – 50 і декстрин – 10. Процес протікає при кімнатній температурі і  густині струму 1-2 А/дм². товщина цинкових покриттів 15-30 мкм.

Оксидування – окислення поверхневих шарів  металевих виробів хімічною, електрохімічною  обробкою або впливом повітря  при високих температурах. Утворені оксидні плівки захищають вироби від корозії і надають їм декоративний вигляд (оксидні плівки на сталі  мають синювато-чорний або фіолетово-чорний колір).

Фосфатування  – один з простих і економічних  методів захисту чорних металів  від корозії. Фосфатна плівка стійка до атмосферних умов, в масляному  середовищі та органічних розчинників, але руйнується в лугах і кислотах. Фосфатуванню підлягають вуглецеві  і низьковуглецеві сталі, чавун.

Фосфатування  деталей з чорних металів здійснюється в розчині солей ортофосфорної  кислоти і пов’язано з гідролізом цих солей, який відбувається особливо інтенсивно під час нагрівання.

До  операцій обробки гальванічних покриттів  відносять: освітлення, пасивування, промаслення, нанесення лакофарбових покриттів, механічна обробка.

Для покращення зовнішнього вигляду  покриттів і підвищення корозійної стійкості застосовують їх освітлення і пасивування. Пасивування полягає  у зануренні деталі в пасивуючий розчин з утворенням пасивної плівки. В деяких випадках застосовують просочування покриттів маслами або наносять лакофарбові покриття.

При механічній обробці м’які покриття точать, а тверді – шліфують або  хонінгують.

Крім  основних операцій в технологічний  процес нанесення гальванічних покриттів  входять і допоміжні операції – промивання і сушіння. Промивання здійснюють між окремими підготовчими операціями (знежиренням, травленням), а також після нанесення покриття, освітлення і пасивування. Сушіння  покращує властивості покриття, запобігає  утворенню на поверхні покриття плям.

 

6.6. Відновлення  деталей пластичним деформуванням

 

Для відновлення розмірів деталей, їх форми, покращення фізико-механічних властивостей, зміцнення їх робочих поверхонь, чистової обробки застосовують холодне  або з підігрівом пластичне деформування, яке ґрунтується на використанні пластичних властивостей металу –  під дією зовнішніх сил деформуватися  без порушення цілісності. Об’єм  металу деталі залишається постійним, але метал перерозподіляється з неробочих елементів деталей на зношені.

В холодному стані зазвичай відновлюють  деталі з низьковуглецевих сталей, кольорових металів і сплавів, а  в гарячому – з середньо- і  високовуглецевих сталей (температура  нагріву рівна 0,7-0,9 температури  плавлення). При ремонті деталей  обробкою тиском з попереднім підігрівом термічна обробка їх втрачається, тому після ремонту її необхідно відновити  для отримання необхідної твердості.

Спосіб  ремонту тиском характеризується простотою  і доступний в любих умовах виробництва. В деяких випадках цей  спосіб є єдино можливим, наприклад, при відновленні форм деформованих деталей. Можливості застосування цього  способу залежать в більшості  випадків від наявності необхідного  запасу матеріалу деталі із забезпечення після її ремонту необхідної міцності. В зв’язку з тим, що при виготовленні матеріалоємність деталей зменшується, перспективи використання цього способу ремонту в певній мірі звужуються.

В неспеціалізованих ланках ремонтної  мережі широко розповсюджені такі способи  пластичного деформування, як правка, рихтування, наклеп деталей, а в спеціалізованих  – осадження, роздавання, обкатування.

В процесі експлуатації багато деталей втрачають свою початкову форму внаслідок деформації згину, скручування і жолоблення. Для відновлення їх форми деталі підлягають правці, яку виконують статичним навантаженням або наклепом.

При правці статичним навантаженням (рис. 6.19, а) за допомогою преса або різних пристроїв до деталі прикладають  навантаження Р або крутний момент М_кр, співпадаючий з напрямком необхідної деформації d. Зусилля Р для правки валів розраховують за формулою

, Н                                                  (6.25)

де f – стріла прогину вала при правці, мм ( ; d – деформація вала до правки, мм);

Е – модуль пружності, МПа;

І – осьовий момент інерції, мм⁴;

l – довжина вала, мм;

а, b – відстань від точки прикладання зусилля до опор, мм.

Сутність  правки наклепом (рис. 6.19, б) полягає  в тому, що при нанесенні на поверхню деталі великої кількості місцевих ударів в поверхневому шарі виникають  напруження стиску, які її випрямляють. Розмір площадок і ступінь наклепу  підбирають дослідним шляхом з врахуванням  викривлення форми і конструкції  деталі. Правка наклепом забезпечує більш  високу точність порівняно з правкою  під пресом і підвищує втомну міцність відновлюваних деталей. Наклеп проводять  ручним або механічним молотком з  шаровою головкою.

 

 

                                   а)                                                                     б)

Рис. 6.19. Схема правки деталей статичним  навантаженням (а) і поверхневим  наклепом (б)

 

Осадження застосовують для зменшення внутрішнього і збільшення зовнішнього діаметру пустотілих і суцільних деталей. Перерозподіл металу приводить до деякого  зменшенню їх висоти. При цьому  способі напрям діючої сили Р не збігається з напрямом деформації d (рис. 6.20, а). Необхідний питомий тиск q розраховують за формулою

, МПа                                                (6.26)

де s_т – межа текучості матеріалу деталі, МПа;

d – діаметр деталі, мм;

h – довжина деталі, мм.

Осадженням  відновлюють бронзові втулки верхньої головки шатуна, шарові пальці, вилки  карданних валів, цапфи валів, осі  та ін.