МинистерствоОбразования Российской Федерации
КазанскийГосударственный Технологический Университет
Кафедра ТЭП
Индивидуальноезадание
Казань
1. Выбор покрытия
Покрытие должно быть защитно-декоративным,блестящим, твёрдым, электропроводным. Цвет-жёлто-розовый. Условия эксплуатации- Крайний Север.
Рассмотрим следующиесплавы:
Ц.хр.- цинковое срадужным хроматированием
Кд.хр.- кадмиевое срадужным хроматированием.
Н.Х.б.- никелево-хромовоеблестящее
М.Н.б. -медно-никелевоеблестящее
М.Нсил.Х.б –медно-никелево-хромовое блестящее, включающее слой никель-сил.
Рассмотреввышеперечисленные характеристики сплавов, и сравнив их я выбрала сплав М.Н.б.Данное покрытие имеет требуемые свойства: оно защитно-декоративное, твёрдое,электропроводное, блестящее, цвет- серо-жёлто-розовый.
Толщина- 9-12 мкм.Толщина никеля не нормируется.Характеристика покрытия Назначение. Свойства Условия эксплуатации Полезные свойства Недостатки
микро-
твёрдость
МПа электропроводность 1.Ц.хр. 490-1180 низкая Тропический климат
дешевизна,
пластичность, антикоррозионные свойства Быстро теряет декоративный вид, низкая твёрдость, электропроводность 2. Кд.хр. 340-490 низкая Морской влажный тропический климат стойкость к агрессивным средам, антифрикционные свойства, износостойкость Дороговизна, низкая электропроводность, микротвёрдость, токсичность 3.Н.Х.б 7350-8180 средняя Тропический климат Высокая поверхностная твёрдость, износостойкость, абсолютная декоративность Сложность покрытия, не подходит по цвету (от хаки до серого) 4.М.Н.б 590-1600 высокая
Умеренно-холодный,
холодный
Высокая поверхностная твёрдость,
Доступность. 5.М.Нсил.Х.б 7350-8180 высокая Умеренный Высокая поверхностная твёрдость, Сложность покрытия /> /> /> /> /> /> />
Технологическая картапроцесса№ операции Наименование и содержание операции Оборудование Наименование электролита Концентрация, г/л
Темпе
ратура,
С
Плотность тока, А/дм2 Время выдержки, мин. Особые указания 1. Смонтировать на приспособления изделия Стол рабочий 10 2. Обезжиривание химическое Ванна
Натр едкий технич., марка ТР,
Тринатрий фосфат,
Сода кальцинир
Синтанол ДС-10
5-15
15-35
15-35
3-5 60-80 3-20 3. Промывка в горячей воде Ванна Вода питьевая ГОСТ 2874-82 40-50 3-8 4. Обезжиривание электрохимическое Ванна
Натр едкий технич., марка ТР,
Тринатрий фосфат,
Обезжириватель ДВ30
Силикат натрия растворимый
20-40
5-15
1,4-1,9
10-30 50-70 2-8
На катоде:
0,5-5,0
на аноде:0,5-3,0 Разрешается перемешивание сжатым воздухом 5. Промывка в горячей воде Ванна Вода питьевая ГОСТ 2874-82 40-50 3-8 6. Промывка в холодной воде Ванна Вода питьевая ГОСТ 2874-82 3-8 7. Активация Ванна
Кислота соляная,
Синтетич. Технич. 50-100 15-45 8. Промывка в холодной воде Ванна Вода питьевая ГОСТ 2874-82 Промывка в холодной воде 3-8 9. Предварительное меднение Ванна
Медь цианистая тех.
Натрий цианистый
Натр едкий.тех
Марка Тр,
Аммоний роданистый,
Натрий виннокилый 2-водный,
Марганец,
Сернокилый 5-водный
40-60
10-15
10-15
3-10
0,03-0,50 50-60 1,0-3,5 30-45 Скорость осаждения: 0,3-0,7 мкм/мин, рН=10,7-12,8 10. Промывка в холодной воде Ванна Вода питьевая ГОСТ 2874-82 Промывка в холодной воде 3-8 11. Хромирование Ванна
Никель сернокислый,
Аммоний хлористый
Кислота борная,
Кислота барбитуровая,
Сахарин,
Водный раствор,
1,4-бутиндионол,
120-180
20-25
30-40
0,03-0,09
0,8-1,2
0,3-0,5 20-60 0,5-1,0 Скорость осаждения 0,10-0,25 мкм/мин, рН=3,5-5,8 12. Промывка в уловителе Ванна Вода дистилир. 20-50 3-7
Химическое обезжиривание
Химическое обезжириваниеповерхности детали перед нанесением гальванопокрытий перед нанесениемгальванопокрытий, как правило, предшествует электрохимическому обезжириванию, восновном его применяют при наличии на деталях толстой жировой плёнки.
Металл-основа — углеродистая сталь
Состав электролита:
Натр едкий, техн. МаркаТР 5-15 г/дм2
Тринатрий фосфат 15-35
Сода кальцинированная 15-35
Синтанол ДС-10 3-5
Режим работы
Температура-60-80°С, продолжительность-3-20 мин.
Контроль качестваобезжиривания.
Метод контроля качестваобезжиривания основан на определении полноты смачивания поверхности водойвизуально. При наличии на поверхности частиц загрязнения или жировой плёнкипроисходит нарушение сплошности водяного слоя. Для достижения хорошихрезультатов необходимо соблюдать след. Правила:
— не допускать длительнойпередержки процесса, т.к. это приводит к насыщению деталей водородом ипотемнению поверхности.
— обрабатывать только нааноде детали пружин, стальные тонкостенные детали (до 1 мм), а также термообработанные детали
— обезжиривать только накатоде детали из меди и её сплавов, т.к. при анодном процессе они оксидируютсяи темнеют.
Обезжириваниеэлектрохимическое
Применяют для удалениянезначительных жировых загрязнений, оставшихся после других видовобезжиривания, оставшихся после других видов обезжиривания, следов от захватаруками деталей при монтаже на подвески или др. приспособления и т.д.
Состав электролита:
Натри едкий марка ТР 20-40г/дм2
Тринатрий фосфат 5-15
Обезжириватель ДВ-30 1,4-1,9
Силикат натрия растворим.10-30
Режим работы
Продолжительность накатоде 0,5-5,0 мин
На аноде 0,5-3,0
Примечание
Обработку ведут также иво вращающихся установках. Допускается барботирование. При образовании большогоколичества пены в раствор добавляют 0,03-0,05 г/л эмульсии КЭ-10-21
Плотность тока приэлектрохимическом обезжиривании должна быть такова, чтобы количество пузырьковгаза было достаточным и для механического отщипления капелек масла и дляперемешивания раствора.
Чем больше плотностьтока, тем быстрее предмет обезжиривается.
Напряжение на зажимахэлектродов при обезжиривании в обычных растворах едких щелочей и их солейколеблются в зависимости от состава и концентрации раствора, плотности тока,температуры, и расстояния между электродами в пределах 3-12 в, а иногда и выше.
Активирование
Непосредственно передпокрытием изделия дополнительно обрабатывают в чистых растворах кислот илищелочей с целью удаления тонких пассивирующих плёнок и активированияповерхности. Этот процесс осуществляется химическим способом в разбавленных(3-10%) серной и соляной кислотах или щелочах и электрохимически на аноде врастворе цианистого натрия (3-5%) для мели и медных сплавов. Процесс проводятпри комнатной температуре в пределах от нескольких секунд до 1-2 минут.
Большую роль в подготовкеповерхности изделий перед покрытием играет промывка и последовательностьопераций очистки. После каждой из операций изделия многократно тщательнопромывают проточной водой для удаления остатков загрязнений и растворов щелочиили кислоты.
Электроосаждение сплавамедь-никель
Данное покрытиеиспользуют для защитных и декоративных целей. Благодаря красивому внешнему видуи значительной стойкости к атмосферной коррозии они могут заменять никелевыепокрытия.
К6Ni(P2O7) 60-70 г/л
K6Cu(P2O7)2 35-40 г/л
K4P2O7·3H2O 60-70 г/л
Сегнетова соль 25-30 г/л
Режим электролиза
T=50-60°С, ik=1.5-2.0 А/дм2, рН=9,2-9,6
Аноды — из сплава, содержащегопо 50% меди и никеля
При таких условияхпокрытия содержат 20% никеля. Сегнетова соль в электролит вводится с цельюдепассивации анодов.
С увеличениемконцентрации меди в растворе её содержание в сплаве резко увеличивается. Приполучении покрытий медь-никель с большим содержанием меди иногданаблюдаетсяобразование неоднородного полосчатого покрытия, в особенности приповышенных ik. Этот недостаток можно устранить путёмсоответствующей термообработки.
Контроль качества
Метод контроля внешнеговида покрытий
Метод контроля основан навыявлении дефектов поверхности покрытия внешним осмотром. Контроль проводятосмотром деталей невооруженным глазом на расстоянии 25 см от контролируемой поверхности при естественном или искусственном освещении. При оценке внешнеговида покрытий необходимо учитывать состояние поверхности детали переднанесением покрытий.
Контроль толщиныпокрытия.
Контроль толщины покрытияпроизводится контролером ОТК один раз в смену из каждой работающей ванны напервой загрузке при полном соблюдении технологического режима покрытия. Присоответствии замера требованиям чертежа качество последующих партий в течениесмены гарантируется правильностью выполнения технологического процесса. Приизменении химического состава ванны или изменении режима покрытия необходимодополнительно произвести замеры толщины.
Для проверки толщиныпокрытия отбирается 0,1 – 1% деталей партии, но не менее 3-х деталей. Припокрытии на подвесках детали отбираются со средней части подвески после тщательногоотмытия от электролита. Перед проведением измерения детали выдерживают дотемпературы помещения, в котором производится контроль, и обезжиривают спиртом.Обезжиривание допускается не производить при проведении контролянепосредственно после получения покрытия.
Контроль толщины покрытияследует проводить по поверхности, не имеющей накатки, резъбы, на расстоянии 2-5 мм от ребер, углов, отверстий, мест контакта с приспособлением.
Контроль толщин покрытияпроизводится контролером струйно-объемным методом, основанном на растворениипокрытия под действием струи раствора вытекающей с определенной скоростью.
Прибором для измерения,раствором и инструктажем по проведению замеров обеспечивает контролера ОТКслужба центральной заводской лаборатории.
Толщину покрытия вмикрометрах вычисляют по формуле:
Н=НvxV,
где
Нv – толщина покрытия, снимая 1 см3 раствора, мкм;
V – объем раствора, израсходованный нарастворение покрытия, см3.
За результат измерениятолщины покрытия принимают среднее арифметическое значение не менее 3-хизмерений поверхности одной детали или на 3-5 деталях одной партииединовременной загрузки, если поверхность одной детали менее 1 см2.
покрытие электрохимическое обезжириваниегальванопокрытие
Вывод
Выбранное покрытиеполностью удовлетворяет требованиям, указанным в постановке задачи. Деталь изуглеродистой стали будет блестящим, твёрдым и электропроводным, если этунесложную деталь покрыть М.Н.б. Данное покрытие является защитно-декоративным.
Цвет полученного покрытиябудет близок к заданному в условию цвету — жёлто-розовому.
Покрытие медно-никелевоеблестящее подходит к суровому климату Крайнего Севера.
Литература
1. Н.Т. Кудрявцев. Электролитическиепокрытия металлами. М.: Химия, 1979г. 352 с.
2.ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы идругие технические изделия».
3. ГОСТ 9.306.-85 ЕСЗКС «Покрытияметаллические и неметаллические неорганические»
4. ГОСТ 9.303.-84 ЕСЗКС «Покрытияметаллические и неметаллические неорганические»
5.ГОСТ 9.005-72 ЕСЗКС «Металлы, сплавы,металлические и неметаллические неорганические покрытия»