Хромирование новых поршневых колец осуществляется с целю повышения коррозионной стойкости. Хромирование старых поршневых колец может быть применено для их восстановления. Поскольку поршневые кольца работают в тяжёлых условиях, наличие только хромового покрытия не достаточно. На хром наносят дополнительный слой, которым может молибден, олово, никель, фосфат, нитрат и т.п.
Устройство для хромирования в проточном электролите
В авторском свидетельстве № 2175033 (авторы изобретения Ким В.Е., Макеенко Е.Я., Губарь В.Я., Эфрос И.Д., Капустенко А.Ф., Соломаха К.М.) описано устройство для нанесения хромовых покрытий на наружные поверхности поршневых колец. По данным авторов изобретения использование такого устройства дает возможность хромировать со скоростью до 2 .. 3 мкм/мин (скорость осаждения в стандартном электролите Dk = 50 А/дм2 составляет 0,5 мкм/мин, что в 5 раз ниже) и BT = 40 .. 45%, а также повысить равномерность осадка хрома.
Конструкция устройства
Общий вид устройства для проточного хромирования поршневых колец приведено на рис.1.
Рис. 1. Устройство для проточного хромирования
Устройство для хромирования в проточном электролите содержит корпус 1 со штуцерами 2 и 3. Через штуцер 2 осуществляется нагнетание электролита хромирования, а через штуцер 3 – его выход. Анод 4 имеет цилиндрическую наружную форму. Внутренняя поверхность анода 4 представляет собой усеченный конус, у которого нижний диаметр меньше верхнего.
Анод 4 с корпусом, нагнетательным и выходным штуцерами образует сообщающиеся между собой нагнетательную полость А, рабочую полость В и расширительную полость С.
Анод 4 имеет продольные пазы переменной глубины. Кроме того, боковая поверхность анода 4 имеет перфорацию в виде отверстий, расположенных рядами с шагом по высоте анода, равным 0,08 … 0,1 от его высоты. Отверстия расположены на поверхности анода равномерно по окружности в каждом ряду и в шахматном порядке от ряда к ряду. Диаметр отверстий выполнен переменным от ряда к ряду. Отверстия в верхнем ряду должны быть в 4 раза больше по диаметру. Отверстия также должны иметь наклон к оси анода под углом 40 … 50° в направлении прокачки электролита. Для эффективной работы устройства для хромирования имеет значение суммарная площадь отверстий перфорации анода. Образующие профиля пазов анода 4 выполнены параллельно оси анода. Если принять число отверстий в ряду равным N, то количество пазов на аноде выполняется равным 2N. Формула для расчета глубины пазов: Рис. 1. Устройство для проточного хромирования Устройство для хромирования в проточном электролите содержит корпус 1 со штуцерами 2 и 3. Через штуцер 2 осуществляется нагнетание электролита хромирования, а через штуцер 3 – его выход. Анод 4 имеет цилиндрическую наружную форму. Внутренняя поверхность анода 4 представляет собой усеченный конус, у которого нижний диаметр меньше верхнего. Анод 4 с корпусом, нагнетательным и выходным штуцерами образует сообщающиеся между собой нагнетательную полость А, рабочую полость В и расширительную полость С. Анод 4 имеет продольные пазы переменной глубины. Кроме того, боковая поверхность анода 4 имеет перфорацию в виде отверстий, расположенных рядами с шагом по высоте анода, равным 0,08 … 0,1 от его высоты. Отверстия расположены на поверхности анода равномерно по окружности в каждом ряду и в шахматном порядке от ряда к ряду. Диаметр отверстий выполнен переменным от ряда к ряду. Отверстия в верхнем ряду должны быть в 4 раза больше по диаметру. Отверстия также должны иметь наклон к оси анода под углом 40 … 50° в направлении прокачки электролита. Для эффективной работы устройства для хромирования имеет значение суммарная площадь отверстий перфорации анода. Образующие профиля пазов анода 4 выполнены параллельно оси анода.
Если принять число отверстий в ряду равным N, то количество пазов на аноде выполняется равным 2N. Формула для расчета глубины пазов:
где a - угол наклона образующей конуса анода; H – высота анода.
Переменная глубина пазов принята по причине необходимости совмещения образующих их профиля с образующими анода, что, по мнению авторов патента, благоприятствует удалению водорода из межэлектродного пространства.
Выполнение отверстий с разным диаметром улучшает равномерность подачи электролита в межэлектродное пространство. Наклон отверстий анода и соотношение суммарной их площади к площади межэлектродного пространства в среднем сечении необходим для создания эжекторных условий подачи электролита.
В основании корпуса установлено кольцо 8 с отверстиями 9. Кольцо 8 необходимо для центрирования анода 4. Упор 10 предназначен для установки нижней части подвески на основании корпуса. Верхняя часть подвески 11 фиксируется в корпусе 1 посредством токонепроводящей втулки 12.
Принцип работы устройства для хромирования
Процесс хромирования с помощью установки осуществляется следующим образом.
Электролит хромирования через штуцер 2 подается в нагнетательную полость А, затем через отверстия 9 кольца 8 – в рабочую полость В. Объем полости А больше объема полости В, в результате этого при прокачивании электролита создается разряжение в рабочей полости относительно нагнетательной и осуществляется принудительная подача свежего электролита в рабочую зону. Отработанный электролит выводится через штуцер 3.
Неравномерность осаждения осадка хрома по высоте пакета поршневых колец сказывается не только на производительности установки хромирования, но и на увеличении брака при хромировании, так как необходимость осаждения хрома требуемой толщины на поршневом кольце, расположенном в верхней части пакета колец может привести к превышению допуска на толщину хрома поршневого кольца в нижней части пакета.
Описанное устройство для хромирования в протоке электролита не только увеличивает скорость осаждения хромового покрытия и увеличивает BT, но и снижает шероховатость хромовых покрытий до Rz=5 и увеличивает равномерность осаждения хрома по высоте пакета поршневых колец.
Источник: https://web.archive.org/web/20161028094459/http://galvplat.ru/art230.htm