Нанесение электролитических никелевых покрытий на деталей

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов. Способ включает химическую и электрохимическую очистки электролита никелирования, содержащего никель сернокислый, натрий хлористый, борную кислоту, и нанесение никелевого покрытия из указанного электролита, при этом химическую очистку электролита осуществляют доведением электролита 5%-ным раствором серной кислоты до рН 5,5 и нагреванием до температуры 80-90°С, а нанесение никелевого покрытия проводят при рН электролита 3,5-5,5, при этом электролит дополнительно содержит натрий сернокислый и магний сернокислый с концентрациями компонентов, г/л: никель сернокислый 140-200, натрий хлористый 5-15, борную кислоту 18-35, натрий сернокислый 70-125, магний сернокислый 20-50. Технический результат: уменьшение энергоемкости процесса никелирования, повышение качества никелевого покрытия и увеличение срока службы деталей в агрессивных средах.

Никелирование - самый популярный гальванотехнический процесс. Привлекательный вид, высокая коррозионная стойкость и механические свойства говорят в пользу более широкого применения никеля с декоративно-защитными и функциональными целями. Никель, нанесенный непосредственно на сталь или медь, носит характер катодного покрытия и, следовательно, защищает от механических повреждений. Несплошность покрытия способствует образованию коррозионных пар, в которых сталь или медь является растворимым электродом. В результате этого возникает коррозия под покрытием, которая разрушает стальную или медную подложку и приводит к отслаиванию никелевого покрытия. С целью предупреждения этого явления сталь или медь необходимо покрывать плотным без пористости слоем никеля, поэтому при изготовлении деталей для никель-кадмиевых аккумуляторов плотным слоем никеля покрывают те детали, которые подвержены воздействию агрессивных сред.

Известен способ никелирования деталей [1], при котором никелированию электролитическим способом подвергаются изделия из стали и сплавов на основе меди, цинка и алюминия в сернокислых электролитах с добавкой специальных блескообразователей, причем для защиты от коррозии наносят многослойное покрытие.

Недостатками данного способа являются трудоемкость, малотехнологичность, невозможность получения равномерного покрытия из никеля на рельефной поверхности деталей и никелирования узких и глубоких отверстий, полостей, щелей, резьбовых соединений.

Известен способ [2] никелирования деталей из стали, меди и медных сплавов, включающий осаждение на катоде, в качестве которого служит изделие положительно заряженных ионов металлов из водных растворов и их соединений при пропускании через раствор постоянного тока, причем процесс никелирования производят с нерастворимыми анодами из металла или сплава, устойчивого в данном электролите, в ванну наливают электролит, нагревают его до 45°С и прорабатывают электролит при плотности тока 0,1-0,2 А/дм2, расстояние между анодом и катодом устанавливают от 10 до 100 мм, загрузку деталей производят при силе тока 0,1-0,2 А/дм2 и по мере заполнения ванны деталями силу тока повышают до требуемого уровня, скорость наращивания никеля при выходе по току, равном 90%, составляет от 20 до 40 мкм/ч при плотности тока 2-4 А/дм2, по окончании процесса никелирования детали выгружают из ванны, промывают в проточной холодной воде, а затем в горячей непроточной воде с последующей сушкой.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому и потому принятым за прототип является способ, при котором сначала приготавливают электролит никелирования, затем осуществляют химическую очистку электролита доведением рН до 5,0 20%-ным раствором серной кислоты и нагреванием электролита до температуры 65-70°С, после чего осуществляют введение в электролит сначала 0,3-0,5 г/л перманганата калия и перемешивание в течение 2-3 ч и затем 3 г/л активированного угля и перемешивание в течение 5-7 ч, а при электрохимической очистке проработку электролита начинают при катодной плотности тока 0,05-0,1 А/дм2 и температуре 50°С, а затем скачкообразно повышают ее до 0,6 А/дм2, а после нанесения никелевых покрытий детали промывают холодной и горячей водой и сушат [3].

Недостатком этого способа является то, что сложная технология очистки и введение добавок в электролит никелирования по указанному способу, высокая трудоемкость и энергозатраты для проведения перемешивания и фильтрации электролита никелирования приводят к возрастанию конечной стоимости никелированных деталей.

Указанный технический результат достигается способом нанесения никелевого покрытия на стальные и медные детали в электролите никелирования путем приготовления электролита никелирования, содержащий никель сернокислый 140-200 г/л, натрий сернокислый 70-125 г/л, натрий хлористый 5-15 г/л и борную кислоту 18-35 г/л, химической очисткой электролита никелирования доведением его 5%-ным раствором серной кислоты до pH 5,5 и нагреванием до температуры 80-90°С, проработку электролита током, нанесение никелевого покрытия из электролита никелирования при кислотности равной pH 3,5-5,5 и содержащем в своем составе добавку магния сернокислого с концентрацией 20-50 г/л

Предложенный способ нанесения никелевого покрытия на стальные и медные детали в электролите никелирования заключается в следующем.

Взвешивается необходимое количество никеля сернокислого, магния сернокислого, натрия хлористого и борной кислоты. Засыпаются компоненты в бак для приготовления электролита никелирования. В дальнейшем в бак вливается 480 л раствора натрия сернокислого с температурой 20±5°С. Затем в бак приготовления электролита никелирования наливается дистиллированная вода до 34 рабочего объема бака и перемешивается в течение 20 минут с помощью сжатого воздуха, после чего электролит никелирования подвергают химической и электрохимической очистке от органических и неорганических примесей, причем для химической очистки в электролит наливается расчетное количество 5%-ного раствора серной кислоты, доводится рН до 5,5 и нагревается до температуры 80-90°С, для достижения полноты осаждения электролит никелирования перемешивается в течение 2-3 часов сжатым воздухом. Далее наливается дистиллированная вода до рабочего объема бака и дополнительно перемешивается сжатым воздухом в течение 30-40 минут.

3.

Билет 15

Ремонт пружин и рессор

Цилиндрические пружины и листовые рессоры, снятые с вагонов при плановых видах ремонта, очищают от грязи и масла в ваннах, заполненных горячим 3%-ным раствором каустической соды, а затем обмывают чистой водой.
Пружины в депо и на заводах проверяют только по высоте в свободном состоянии. Пружины с изломами или трещинами в витках, протертостями или коррозионными повреждениями более 10% площади сечения прутка бракуют.

Просевшие пружины нагревают в печи до температуры 880—920 °С, подают на станок для восстановления шага между витками и закаливают в масле или воде, подогретых соответственно до 60 или 30—40 °С.

Время от момента извлечения пружины из печи до погружения в закалочную среду не должно превышать 25 с, чтобы металл не охладился ниже 780 °С.
Далее пружины. подают в печь отпуска, где поддерживается температура 440—480 °С. Затем в ванне с водой (или на воздухе) их охлаждают в течение 40—50 мин и подают для испытания и тарировки на прессах.
Пружины, выдержавшие испытание, при необходимости подают на шлифовальный станок для выравнивания опорных поверхностей. Затем производятся приемка и клеймение пружин.

Здесь на пружины с диаметром витка меньше 16 мм навешивают бирки. Отремонтированные пружины окрашивают и сушат.

Для повышения предела выносливости пружин и рессор на некоторых вагоноремонт ных заводах их поверхности упрочняют дробью на дробеметных установках.
Обмытые рессоры осматривают и сортируют по объему ремонта.

Рессоры, признанные годными при наружном осмотре и обмере и не нуждающиеся в разборке, смазывают и подают на гидравлический пресс для испытания на остаточную деформацию под пробной нагрузкой и на действительный прогиб под рабочей статической нагрузкой.

Рессоры, которые необходимо для ремонта разбирать, после устранения неисправностей испытывают. Остаточная деформация не допускается, а прогиб должен быть в пределах нормы согласно техническим условиям по ремонту листовых рессор.

На одну из боковых поверхностей хомута рессоры, выдержавшей испытания, ставят клейма: номер, присвоенный заводу или депо, и дату испытания (год, месяц). После клеймения исправные рессоры окрашивают так же, как новые, складируют на накопительной площадке.
Листы рессор, у которых имеются надрывы, трещины, износ или коррозионные повреждения глубиной более 0,5 мм, заменяют. Разрешается наплавлять торец коренного листа эллиптической рессоры грузового вагона при износе не более 3 мм с последующей термообработкой. Взамен забракованных листов подбирают годные, бывшие в употреблении, или изготовляют новые из стали 55С2 или 60С2.
Все деформированные листы рессор подвергают закалке с отпуском. Листы нагревают в печи. Затем осуществляется гибка листов в гибозакалочной машине в течение 25 с (не более) с тем, чтобы- остаточная температура их после гибки была не ниже 780 °С.

Сборку смазанных графитной смазкой листов на шпильку, сжатие рессоры, расклепывание шпильки и насадку хомута выполняют на сборочных стендах.

Обжатие нагретого до температуры 900-—! 150 °С хомута производится на специальном прессе таким же усилием, как при изготовлении новых рессор.