Obrabotka Metallov 2015 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (68) 2015 17 технология следствие, сложными в изготовлении. Основная причина возникновения дефектов связана с ме- ханическим повреждением при эксплуатации изделий. Вследствие повреждений зеркала гильз быстро изнашиваются уплотнительные элемен- ты и появляются протечки рабочей жидкости [1, 2]. Поэтому задача восстановления рабочей по- верхности гильз гидроцилиндров является акту- альной. Для восстановления работоспособности подобного рода деталей применяют механиче- ские и гальванические методы [2, 3]. Механическое восстановление внутренних поверхностей изделий возможно при исполь- зовании метода ремонтных размеров и метода «пластинирования» [4]. Метод ремонтных раз- меров предусматривает восстановление формы и качества поверхности посредством растачи- вания или хонингования гильзы. При ремонте гильзы гидроцилиндра снимается минимальный слой металла до устранения задир и царапин, однако при реализация этого метода ремонта возникает необходимость в изготовлении нового поршня [4]. Технологический процесс метода пласти- нирования состоит в том, что предварительно расточенная внутренняя цилиндрическая по- верхность гильзы холоднокатаной термообрабо- танной ленты. Однако при небольшой толщине стенки дефектной гильзы этот метод не приме- ним, а также экономически и технологически нецелесообразен в случаях наличия единичных дефектов небольшой глубины (до 100 мкм) на зеркальной поверхности гильзы [4, 5, 6]. Восстановление работоспособности зеркаль- ной поверхности гильзы гидроцилиндра при наличии единичных дефектов возможно гальва- ническим способом [2] с последующей механи- ческой обработкой, включая процессы электро- алмазного шлифования [3, 7, 8] и последующего ультразвукового пластического деформирования [9, 10, 11]. Применение данного метода позволя- ет локализовать процесс нанесения покрытия и восстанавливать поврежденный участок поверх- ности. Одним из самых распространенных гальва- нических процессов является никелирование [12]. Никелирование обладает достоинствами, такими, как прочное сцепление с поверхностью и несложная технология нанесения покрытия [13]. Никелевое покрытие обладает высокой твёрдостью и износостойкостью, обеспечивая увеличение срока службы изделия. Следует отметить, что качество покрытия и его толщина во многом зависят от режимов гальванического осаждения, в частности, темпе- ратуры и плотности тока [14]. Поэтому для эф- фективного применения указанного метода при восстановлении зеркальной поверхности гильзы гидроцилиндра необходимо определить режимы осаждения материала покрытия и состав элек- тролита, для получения качественного слоя. Методика экспериментального исследования Гильзы гидроцилиндров изготавливаются из стали 35, 45, 30ХГСА, 40Х [1]. В качестве мо- дельного материала для проведения экспери- ментальных исследований по восстановлению работоспособности зеркальной поверхности, была выбрана сталь 45 ГОСТ 1050–88. Экспе- риментальные исследования проводились на об- разцах размерами 25 × 25 × 5 мм с изолированием поверхностей, не подлежащих восстановлению, клеем БФ-6 ГОСТ 12172. На основе анализа литературных данных был выбран состав электролита для гальванического осаждения покрытия. Основными компонента- ми электролита являются NiSO 4 , NaCl, MgSO 4 , H 3 BO 4 в следующих концентрациях NiSO 4 – 300 г/л, NaCl – 10 г/л, MgSO 4 – 60 г/л, H 3 BO 4 – 15 г/л [13]. Кислотность электролита составляла рН = 5 [12]. Предварительная подготовка образцов вклю- чала в себя шлифование, полирование, электрохи- мическое обезжиривание, травление и декапиро- вание. Расчетное значение толщины наносимого покрытия определялось по формуле [6] ah = g îñæ 1000 k T D h , где îñæ T – продолжительность электролиза, ч; a – электрохимический эквивалент, г/(А ∙ ч) (для никеля a = 1,095 г/(А ∙ ч)); h – выход металла по току, % (для никеля h = 90…94 %); D k – катодная плотность, А/дм 2 ; g – плотность металла покры- тия, г/см 3 ( для никеля g = 8,8 г/см 3 ). Экспериментальные исследования по гальва- ническому осаждению покрытия на модельный материал проводились при следующих темпера-