Материал: Восстановление деталей машин композитным хромовым покрытием. Жачкин С.Ю

При восстановлении валов основное требование, которое необходимо выполнить, является обеспечение размеров и шероховатости восстанавливаемых поверхностей, их твердости, сплошности покрытия, адгезии покрытия с основным металлом, а также восстановление симметричности, соосности, радиального и торцового биения обработанных поверхностей и т.д.

7.2 Типовые детали, восстанавливаемые методом гко

7.2.1. Восстановление штоков амортизаторов шасси

авиационной техники

Трудность восстановления штоков амортизаторов шасси заключалась в том, что выработка и последующая шлифовка под нанесение покрытия вынуждали наносить для восстановления толстые слои хрома (толщиной порядка 200 мкм на сторону и более). При дальнейшей механической обработке по обеспечению требуемой геометрии, шероховатости поверхности и герметичности покрытия возникал высокий процент брака, что делало существующую технологию восстановления крайне неэффективной.

Предложенная технология восстановления методом ГКО позволила практически избежать брака, сведя его к 3% против 96% у стандартной технологии.

Для осуществления процесса восстановления была разработана установка ГКО-1 (рис 7.3) навесного типа, работающая в существующей линии хромирования. Установка состоит из рамы, на которой крепятся двигатели с редукторами для обеспечения вращательного и возвратно-поступательного движения.

Техническая характеристика установки:

На представленной установке восстановлены рабочие штоки амортизаторов (рис.7.4) с нанесением гарантированного герметичного хромового покрытия толщиной до 200 мкм на сторону. Шероховатость поверхности после восстановления R_a = 0,02 – 0,04 мкм, точность деталей 7 – 9 квалитет.

7.2.2. Восстановление штоков гидропневморегулирующей

аппаратуры

Восстановление деталей гидропневморегулирующей аппаратуры предъявляет более высокие требования к точности, как оборудования, так и инструмента. В связи с этим дальнейшим этапом развития технологии восстановления методом ГКО было создание технологического оснащения на базе вертикально-сверлильного станка. Общий вид спроектированного и изготовленного оборудования представлен на рис.7.5. Установка ГКО-2 обеспечивает главное движение детали и вспомогательное движение инструмента. Кроме этого она оснащена прибором активного контроля толщины наносимого покрытия, что позволяет с гарантией восстанавливать детали в размер, заданный чертежом.

Рис. 7.3. Установка ГКО – 1

Рис.7.4. Шток амортизатора

Оборудование состоит из следующих основных частей: 1 – вытяжная вентиляция; 2 – шпиндель; 3 – направляющая поперечного перемещения головки ГКО; 4 – устройство регулирования рабочего давления инструмента; 5 – головка ГКО; 6 – устройство регулировки привода главного движения; 7 – устройство токоподвода; 8 – штанги крепления рабочих гребенок; 9 – рабочие гребенки; 10 – устройство регулирования положения рабочих гребенок относительно восстанавливаемой поверхности; 11 – внутренняя ванна (рабочая); 12 – анодная штанга; 13 – токоподвод; 14 – источник питания; 15 – устройство регулирования температуры; 16 – переходник для крепления детали; 17 – устройство активного контроля толщины осаждаемого покрытия; 18 – инструмент; 19 – деталь; 20 – внешняя ванна (обогрева); 21 – устройство регулирования привода вспомогательного движения.

Главной отличительной особенностью данного оборудования по сравнению с предшествующими является наличие прибора активного контроля восстановления поверхности без которого применение данного метода в производстве крайне затруднительно. Оборудование предназначено для восстановления как наружных, так и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения.

Все детали установки, расположенные ниже зеркала электролита выполнены из титанового сплава и фторопласта.

Для восстановления различных типов поверхностей разработан и изготовлен специальный инструмент. На рис 7.6 представлен инструментодержатель для восстановления наружных поверхностей малой протяженности.

Рис. 7.6. Инструментодержатель

Для восстановления деталей с поверхностью, имеющую длительную протяженность спроектирован инструмент, представленный на рис.7.7

Рис. 7.7. Инструментодержатель

для протяженных поверхностей

Особенностью обработки внутренних поверхностей является строго ограниченный межэлектродный зазор, который накладывает некоторые ограничения на ранее применяемый инструмент. В связи с этим нами был разработан специальный инструмент (рис. 7.8) для восстановления методом ГКО внутренних поверхностей.

Рис. 7.8. Инструмент для восстановления

внутренних поверхностей

Рис. 7.8. Головка для внутреннего ГКО

Особенностью данной конструкции является обеспечение гарантированного межэлектродного расстояния между анодом и деталью, постоянства отрегулированного давления инструмента на покрываемую поверхность, обеспечиваемую подпружиненными брусками, а также постоянную прокачку электролита в межэлектродный зазор, что обеспечивает необходимую концентрацию трехвалентных соединений хрома, необходимых для получения качественных хромовых покрытий.

Для обеспечения нормального функционирования и настройки данного инструмента спроектирована и изготовлена специальная головка, представленная на рис. 7.8.

На представленном оборудовании с применением разработанных средств технологического оснащения восстановлены следующие детали. Шток сервоклапана (рис. 7.9). Сам сервоклапан представлен на рис. 7.10. Особенностью восстановления данного узла является требование к герметичности покрытия, применяемого при восстановлении штока, работающего при давлении рабочей среды в системе 315 МПа.

Рис. 7.9. Шток сервоклапана

Полученные покрытия характеризуются 100%-ной герметичностью по слою хрома, повешенной адгезией к основе, шероховатостью поверхности R_a = 0,04мкм, точностью по 9-му квалитету.

Необходимо отметить, что качество покрытий, полученных восстановлением по методу ГКО, невозможно обеспечить ранее известными методами нанесения гальванических покрытий.

Рис. 7.10. Сервоклапан

На этом же оборудовании восстановлена гильза (рис. 7.11).

.

Рис. 7.11. Гильза

7.2.3. Восстановление силовых гидравлических штоков

В ходе дальнейшего совершенствования технологии ГКО была успешно решена проблема восстановления силовых гидравлических штоков. Помимо требований к герметичности покрытий, применяемых при восстановлении рабочих поверхностей, эти детали испытывают значительные статические и динамические нагрузки, что вызывает отслоение покрытия с течением времени. Поэтому к покрытиям, применяемым на этих деталях, дополнительно предъявляются требования по повышенной адгезии к основе. Восстановленный шток представлен на рис. 7.12.

Рис. 7.12. Силовой гидравлический шток

Полученные покрытия имели шероховатость R_a = 0,04 мкм, точность соответствовала 7 – 9 квалитету.

7.2.4. Восстановление штамповой оснастки

Одной из острых проблем современного восстановительного производства является возврат в строй отслужившей свой срок штамповой оснастки, приходящей в негодность из-за повышенного износа рабочих поверхностей. Существующие ранее методы не давали эффективного результата в этой области. Однако применение технологии ГКО позволило не только восстанавливать вышедшие из строя изделия, но и благодаря уникальным возможностям метода повышать твердость поверхностного слоя до значений недоступных другим методам холодного восстановления, увеличить ресурс восстановленных деталей по сравнению с серийно выпускаемыми. В настоящее время исследования в этой области продолжаются.

Типичными представителями деталей штамповой оснастки, подвергаемой восстановлению по технологии ГКО, являются штемпель нижний (рис.7.13) и штемпель верхний (рис.7.14).

Рис. 7.13. Штемпель нижний

Рис.7.14. Штемпель верхний

Для осуществления данной технологии была спроектирована установка ГКО – 3 на базе токарного станка (рис. 7.15).Деталь, инструмент и места токоподводов надежно изолированы от корпуса станка. Особенностью установки является возможность местного восстановления отдельных поверхностей детали

Рис. 7.15. Установка ГКО – 3

Для возможности ведения процесса восстановления местным ГКО был спроектирован и изготовлен специальный инструмент, представленный на рис. 7.16. Его отличительной особенностью является сменная инструментальная насадка, позволяющая вести восстановление сложноконфигуративных поверхностей различной сложности.

Рис. 7.16. Инструмент для местного ГКО

Детали, восстановленные хромированием по технологии местного ГКО имели покрытия повышенной твердости по сравнению со стандартными хромовыми покрытиями шероховатость R_a = 0,04 мкм, точность соответствовала 7 – 9 квалитету.