ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

В ремонтном производстве нашла широкое применение высокоэффективная и экономичная ресурсосберегающая технология восстановления и упрочнения деталей сельскохозяйственной техники электролитическими покрытиями на основе железа. Пра­вильное ее применение при условиях обезвреживания сточных вод простыми и доступ­ными любому ремонтному предприятию средствами позволяет восстанавливать обшир­ную номенклатуру изношенных деталей машин, более 80% которых выбраковывается при износах до 0,3 мм и потере массы, не превышающей 0,01-0,1 %.

Это позволяет в значительной мере сэкономить энергетические и материальные затраты на изготовление запасных частей, повысить экологическую безопасность произ­водства и решить в определенной мере проблему обеспечения народного хозяйства за­пасными частями.

Преимуществом железнения перед другими способами восстановления деталей является возможность одновременного восстановления большого числа деталей, что снижает стоимость ремонта единицы изделия, полной автоматизации процесса и полу­чения покрытий необходимой толщины, получения покрытий с наперед заданными дифференцированными по толщине механическими свойствами, а также отсутствие на­гревания деталей в процессе нанесения покрытий, благодаря чему сохраняются их пер­воначальная структура и механические свойства.

Технологический процесс железнения включает операции обезжиривания, анод­ной подготовки деталей под нанесение покрытия, железнения и нейтрализации, между которыми выполняется пять промывочных операций в горячей и холодной воде. Выполняя этот процесс, можно получить качественные, прочносцепленные с поверхностью детали покрытия «чистого» электролитического железа толщиной до 0,5-0,7 мм, обла­дающие износостойкостью на уровне сталей 45, 50 закаленные; сплавы железа с нике­лем, кобальтом и другими металлами с износостойкостью на уровне углеродистых сталей; композиционные покрытия с включениями частиц твердой смазки, полимеров, ок­сидов, карбидов и других твердых, жаропрочных неорганических соединений, позво­ляющих повысить износостойкость покрытий выше уровня электролитического хрома и легированных термохимически обработанных сталей.

С целью повышения экологической безопасности процесса, уменьшения матери­альных и энергетических затрат на его исполнение процесс совершенствуется путем снижения числа вспомогательных операций (промывок в теплой и холодной воде) и со­вмещения основных операций (декапирование и нанесение покрытия) в одной ванне, что позволяет до минимума (в 4-5 раз) сократить количество опасных стоков и, при ис­пользовании относительно дешевых электрокоагуляционных способов очистки, замкнуть цикл водопотребления с минимальным его забором из системы водопотребления, значи­тельно повысить его надежность.

Разработана технология анодного травления и начального периода железнения деталей из сталей и чугуна в хлористом электролите железнения. Данная технология позволяет обеспечить прочность сцепления покрытий с основой на уровне соответствен­но 220...360 МПа (стальные детали) и 170...180 МПа (детали из серого и ковкого чугуна). 0на предусматривает травление на режимах: для стали - концентрация хлористого железа 580...620 г/л; рН-0.5...0,7; Т=303...308 К; Д _а=40...60 А/дм ²;t= 90... 130°cи чугуна - концентрация хлористого железа 700...720 г/л; рН = 0.5...1,0; Т = 291...298 К; Д _а =20...30 А/дм ²; в течение 5-15 с, снижение Д _а до 6...10 А/дм ² и продолжение травления еще 45-60 с. После травления детали не промывают водой. Для улучшения очистки поверх­ности от шлама и повышения сцепляемости покрытий с основой электролиз начинают на переменном токе, а затем переходят на постоянный ток. Начальное значение катод­ной плоскости тока - 10...30 А/дм ² при анодно-катодном показателе В _н = 1,1...1,2 в тече­ние 1,5…2 мин, затем плавно увеличивают В _н в течение 3-5 мин и переходят на посто­янный ток, плотность которого определяется требуемыми свойствами покрытия и дру­гими условиями электролиза. Приведенная технология анодной подготовки позволяет сократить 3-4 операции при нанесении покрытий, исключает потребность в дорого­стоящей серной кислоте, на 30...40% уменьшает водопотребление и образование за­грязненных стоков, повышается производи-тельность труда.

Чугунные детали следует обрабатывать в холодном концентрированном хлористом электролите (500...550 г/л), содержащем 10...12 г/л соляной кислоты. Солевая пассивность серого чугуна (Сч-21) наступает при плотности анодного тока 25...30 А/дм ² через 8-10 сек. процесса электролиза. Отвод шлама из прианодного пространства осуществляется про­мывочным движением детали в ванне очистки перед переносом ее в ванну железнения или проточным движением раствора (со скоростью 50-60 м/с) перед началом железне­ния из нестационарных электролитов. В последнем случае анодную обработку также ведут в стационарных ваннах. Повышение надежности бесшламного травления достигает­ся выполнением операции в два перехода- анодное активное травление; анодная очист­ка при потенциалах и режимах, соответствующих состоянию солевой пассивности по­верхности. Плотность тока анодной обработки в активной области должна быть в 3-4 раза меньше отвечающей наступлению солевой пассивности. При соблюдении указанных условий электролитическое железо не отслаивается от стальных и чугунных деталей даже при их разрушении.

В Брянской государственной сельскохозяйственной академии проводятся работы по совершенствованию технологии восстановления деталей электролитическим спосо­бом, повышению его надежности, производительности и эффективности, улучшению физико-химических свойств покрытий. Указанные разработки могут быть широко ис­пользованы машиностроительными и ремонтными предприятиями для восстановления и упрочнения деталей машин и различного оборудования в промышлен­ности и сельском хозяйстве, повышения долговечности новых деталей нанесением на них износостойких покрытий, замены дорогих легированных сталей, чугунов и цветных металлов на более дешевые и недефицитные с покрытиями.

Непосредственный практический интерес представляет разработка новых техно­логических процессов восстановления деталей покрытиями, технологических линий и участков по их нанесению на новые и изношенные детали, эффективных и простых очистных сооружений для обеззараживания промышленных стоков и совершенствования водопотребления при проведении операций электролитического упрочнения восстановления деталей.